Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Câmpus Medianeira PLANO DE ENSINO. CURSO Engenharia Elétrica MATRIZ 548

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1 Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Câmpus Medianeira PLANO DE ENSINO CURSO Engenharia Elétrica MATRIZ 548 FUNDAMENTAÇÃO LEGAL Processo N 00/11, aprovado pela Resolução n. 006/11 COGEP de 10/06/011. DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR CÓDIGO PERÍODO CARGA HORÁRIA (aulas) Controladores Lógicos Programáveis EE57C 7º AT AP APS Total AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas. PRÉ-REQUISITO EE56E (Eletrônica Digital) e PP5G (Computação ) EQUIVALÊNCIA OBJETIVOS Conhecer os conceitos de automação industrial, suas definições e aplicações. Programar, utilizar e aplicar CLP s (Controladores Lógico Programáveis) para a automação de diferentes processos industriais, fazendo uso das linguagens de programação definidas pela IEC EMENTA Introdução à automação industrial. Circuitos lógicos combinacionais. Controladores lógicos programáveis: arquitetura, princípio de funcionamento, interfaces de entradas e saídas, temporizadores e contadores; A Norma IEC para programação de controladores lógicos programáveis: linguagem ladder (LD), diagrama de blocos funcionais (FBD), sequenciamento gráfico de funções (SFC), lista de instruções (IL), texto estruturado (ST); Estudo de caso. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO ITEM EMENTA CONTEÚDO 1 Introdução à Automação Industrial Circuitos Lógicos Combinacionais 4 5 Controladores Lógicos Programáveis: Arquitetura e Funcionamento Controladores Lógicos Programáveis: Interfaces de Entrada e Saída, Blocos de Programação (Contadores e Temporizadores) A Norma IEC para Programação de Controladores Lógicos Programáveis Introdução à automação industrial: filosofia, evolução, perspectivas. Definição de processos industriais contínuos e discretos, de manufatura e em batelada. Equipamentos para automação industrial (Dispositivos de entrada/saída). Caracterização de sinais digitais e analógicos. Visão sistêmica da Automação Industrial. Álgebra booleana, funções lógicas, tabela verdade e mapa de Veitch-Karnaugh aplicados à automatização de sistemas (exemplos de aplicação) Arquitetura dos CLPs e princípio de funcionamento: Velocidade de Processamento e capacidade de memória. Tipos de Controladores Lógico Programáveis. Aplicações de CLPs na automatização de processos industriais. Definições e interfaces de Entradas e saídas analógicas e digitais. Funcionamento dos conversores A/D e D/A, resolução das entradas e saídas analógicas, erros de quantização. Blocos de programação. Definições da Norma IEC Estruturas básicas das Linguagens de programação (Texto e Gráficas): Lista de Instruções (IL), Texto Estruturado (ST), Diagrama de Blocos de Funções (FBD), Ladder (LD) e Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC). Tipos de variáveis de entrada e saída (Bool, Real, Int, Word, DWord) Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em /015.

2 Programação de CLP s em Linguagem Ladder (LD) Segundo a IEC Programação de CLP s em Linguagem de Diagramas de Blocos Funcionais (FDB) segundo a IEC Simbologia e Aplicações de diagramas em Ladder. Lógica de programação utilizando linguagem Ladder. Lógica IDENTIDADE, NOT, AND e OR. Utilização de blocos de programação em linguagem Ladder. Utilização da linguagem Ladder para o desenvolvimento de automação de processos industriais (Atividades em laboratório). Simbologia e Aplicações de diagramas de Blocos Funcionais. Lógica de programação utilizando Diagrama de Blocos. Utilização da linguagem FDB para o desenvolvimento de automação de processos industriais (Atividades em laboratório). Conceito de Etapas, Transição, Arcos Orientados, Ação e Programação de CLP s em Linguagem de Receptividade. Comportamento Dinâmico, Estrutura Sequenciamento gráfico de funções (SFC) Sequencial, seleção entre sequencias, Paralelismo. Utilização segundo a IEC da linguagem FDB para o desenvolvimento de automação de processos industriais (Atividades em laboratório). Programação de CLP s nas Linguagens Lista de Instruções (IL) e Texto Estruturado (ST) Segundo a IEC Estudo de Caso Estruturas de condição (IF, ELSE IF). Estruturas de Repetição (REPEAT, WHILE). Utilização das linguagens de texto para o desenvolvimento de automação de processos industriais (Atividades em laboratório). Aplicação dos conhecimentos obtidos, na automatização de processos industriais. Introdução aos sistemas supervisórios (Atividades em laboratório Trabalho Final). PROFESSOR Giovano Mayer TURMA E71 Ano / Semestre CARGA HORÁRIA (aulas) 015 / º Semestre AT AP APS AD Total AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas, AD: Atividades a Distância. DIAS DAS AULAS PRESENCIAIS Dia da semana Segunda Terça Quarta Quinta Sexta Sábado Número de aulas no semestre PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO) Dia/Mês 10Agosto 1/Agosto 17/Agosto 19/Agosto 4/Agosto 6/Agosto Conteúdo das Aulas Apresentação da ementa e plano de ensino. Apresentação das normas de utilização do laboratório. Esquemas de ligação de sensores Analógicos e Digitais e suas representações em diagramas unifilares. Exemplo de programação utilizando algoritmos (Linguagem C) Representação de esquemas de partida de motores utilizando sensores, botoeiras e fim de curso. Diagramas de Comando e Força. Representação de Contatos NA e NF e sua nomenclatura nos diagramas de comando e força. Funcionamento dos relés auxiliares e sua utilização nos diagramas de comando convencionais. Especificações de contatoras, relés auxiliares e da fonte de alimentação. Exercícios: Partida direta, reversão e estrela-triângulo utilizando diagramas de comando convencionais, sensores (NPN, PNP 4Vcc 4 fios e sensores a dois fios) e relés auxiliares. Acionamento de motor com partida direta utilizando diferentes tipos de sensores. Reversão do sentido de giro de motores utilizando diferentes tipos de sensores, acionamento de válvulas eletropneumáticas. Atividade de Laboratório 17 Agosto. Histórico da automação industrial, filosofia. Evolução da automação industrial e as perspectivas para o futuro. Conceitos gerais de automação industrial. Atividade de Laboratório aula 1 Agosto Visão Sistêmica da Automação Industrial. Definição de processo industrial, contínuos e discretos (sequenciais e de batelada). Exemplo de automação industrial em processos menores visando a automação total de um processo de produção. Definição de Sensores e Atuadores. Número de Aulas Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em /015.

3 1/Agosto Caracterização dos sinais digitais e analógicos em um processo industrial e conceitos de controle em Malha Aberta e Fechada. Apresentação de diagramas de blocos em MA e MF. Identificação das Entradas e Saídas de um processo industrial. Exemplos para identificação de entradas e saídas e seus tipos (digitais e analógicas). Analogia entre os diagramas de comando elétrico convencionais e as principais portas lógicas 0/Setembro (Identidade, NOT, E, OU, NAND, NOR, XOR) 09/Setembro Definição de problemas de automação que envolvem lógica combinacional.solução de problemas de lógica combinacional através da obtenção tabela da verdade e sua respectiva função booleana através do método da soma dos produtos e produto das somas. Exercícios. 14/Setembro Solução de problemas de lógica combinacional através da obtenção da tabela verdade e sua respectiva função booleana através e sua simplificação utilizando álgebra de Boole e Mapas de Karnaugh. Lista de Exercícios 1 e Atividade de Laboratório 16/Setembro Arquitetura básica e princípio de funcionamento dos controladores lógico programáveis. Velocidade de processamento, capacidade de memória. CLPs de pequeno, médio e grande porte. Blocos de expansão. Configuração física dos CLPs do laboratório (I/O) e suas tensões de alimentação. Funcionamento dos conversores A/D e D/A e erros de quantização. Interfaces de entrada e saída. 1/Setembro Montagem do CLP XC100 e suas partes constituintes (base, expansão, CPU, Expansões de I/Os digitais e analógicas). Ligação do CLP XC100 no laboratório de automação. Identificação da chegada dos sinais de entrada e saída (I/0s). Atividade de Laboratório. /Setembro Definições da Norma IEC Estruturas básicas das Linguagens de programação (Textuais e Gráficas): Lista de Instruções (IL), Texto Estruturado (ST), Diagrama de Blocos de Funções (FBD), Ladder (LD) e Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC). Tipos das variáveis de entrada e saída (Bool, Real, Int, Word, DWord). Lógica de programação em linguagem Ladder. Lógica E e OU e suas inversas. Software de Programação CodeSys. Lista de Exercícios. 8/Setembro Análise de sistemas e processos industriais e sua programação em linguagem Ladder. Blocos de programação. Blocos de Temporização. Blocos de Contagem. Utilização do Software CodeSys para programação de CLPs. Exemplos. 0/Setembro Análise de sistemas e processos industriais e programação em linguagem Ladder. Blocos de programação. Comandos Set, Reset, memórias. Intertravamentos. Exemplos. Montagem em laboratório de exemplo de processo industrial: Programação, passagem do 05/Outubro programa para o CLP e montagem. Trabalho 1 (APS 1). Atividade de Laboratório 07/Outubro 1ª. Avaliação 14/Setembro Análise de sistemas e processos industriais e sua programação em SFC (Sequential Function Chart). Etapas, Transição, Arcos Orientados, Ação e Receptividade. Modelagem e Programação de processo industrial sequencial. Exemplo Prático. 06/Maio Estruturas de repetição interna, divergência e convergência em OU e divergência e convergência em E utilizando SFC. Exemplo Prático. 19/Novembro Divergência e convergência em OU. Divergência e convergência em E utilizando SFC. Exemplo Prático. 1/ Novembro Entrega e defesa do Trabalho 1 (APS 1). Atividade de Laboratório 6/ Novembro Definição das ações de emergência em processos automatizados. Condições de segurança. 8/ Novembro Análise de sistemas e processos industriais e sua programação em FDB (Diagrama de blocos). Utilização do CodeSys para programação em diagrama de blocos. 04/ Novembro Análise de sistemas e processos industriais e sua programação em FDB (Diagrama de blocos). Utilização do CodeSys para programação em diagrama de blocos. 09/ Novembro Análise de sistemas e processos industriais e sua programação em (ST) Texto Estruturado. Utilização do CodeSys para programação em Texto Estruturado.. 11/ Novembro Análise de sistemas e processos industriais e sua programação em (ST) Texto Estruturado. Utilização do CodeSys para programação em Texto Estruturado. 16/ Novembro Utilização das entradas e saídas analógicas do CLP para o controle de processos contínuos. Aquisição de dados de temperatura, pressão, corrente e tensão de sensores analógicos 18/ Novembro Utilização das entradas e saídas analógicas do CLP para o controle de processos contínuos. Aquisição de dados de temperatura, pressão, corrente e tensão de sensores analógicos. Trabalho Final). / Novembro Desenvolvimento do Trabalho Final 5/ Novembro. ª. Avaliação 0/ Novembro Desenvolvimento do Trabalho Final. 0/Dezembro Entrega e defesa do Trabalho Final. Montagem no laboratório de Automação. Atividade de Laboratório 07/Dezembro Avaliação Final 09/Dezembro Entrega e defesa do Trabalho Final. Montagem no laboratório de Automação. Atividade de Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em /015.

4 Laboratório. 10/Dezembro APS Atividade prática supervisionada 5 PROCEDIMENTOS DE ENSINO AULAS TEÓRICAS Aula expositiva; resolução de exercícios; apresentação de seminários; realização de trabalho em grupo, elaboração de relatório. AULAS PRÁTICAS Desenvolvimento e Implementação de programas em CLPs, montagem e simulação de processos industriais utilizando CLPs. Avaliação prática. ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS APS 1: Aplicação dos conceitos de programação em Linguagem Ladder em um exemplo de processo industrial. Desenvolvimento da lógica de programação, simulação do Software CodeSys e montagem em bancadas (5 aulas). ATIVIDADES A DISTÂNCIA PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO 1ª Avaliação: (prova objetiva/dissertativa) Peso 4,0. ª Avaliação: (prova objetiva/dissertativa) Peso 4,5. APS 1 Peso 0,5 Trabalho Final Peso 1,0 ou (1) Forma de Recuperação: () Obs.: O aluno poderá realizar a Avaliação Final, nas seguintes condições: 1 Entregou a APS1 e o Trabalho Final nas datas estabelecidas. Possuir média final obtida da equação (1) que satisfaça: 4,0 Média Final 6,0 REFERÊNCIAS Referências Básicas: SILVEIRA, Paulo Rogério da; SANTOS, Winderson Eugenio dos. Automação e controle discreto. 1 e 9 ed. São Paulo: Érica, 1999, p. 5 p. ISBN , ISBN GEORGINI, Marcelo. Automação aplicada: descrição e implementação de sistemas seqüenciais com PLCs. e 7.ed. Tatuapé: Érica, 00, p. ISBN FRANCHI, Claiton Moro. Controladores lógicos programáveis: sistemas discretos.. ed. São Paulo, SP: Érica, p. ISBN ALVES, José Luiz Loureiro. Instrumentação, controle e automação de processos.. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 010. x, 01 p. ISBN Referências Complementares: JOHN, Karl-Heinz; TIEGELKAMP, Michael. IEC 6111-: programming industrial automation systems: concepts and programming languages, requirements for programming systems, decisionmaking aids.. ed. Forchein: Springer, p. ISBN CAPELLI, Alexandre. Automação industrial: controle do movimento e processos contínuos.. ed. São Paulo: Érica, c p. ISBN Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em /015.

5 PRUDENTE, Francesco. Automação industrial: PLC: programação e instalação. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 010. xvi, 47 p. ISBN NATALE, Ferdinando. Automação industrial.,, 8 e 10 ed., São Paulo: Érica, 000, 001, 006, p. 5 p. (Série Brasileira de tecnologia) ISBN , ISBN THOMAZINI, Daniel; ALBUQUERQUE, Pedro U. B. de (Autor). Sensores industriais: fundamentos e aplicações. 5 e 8. ed. São Paulo: Érica, 008, 011. p. 4 p ISBN LUGLI, Alexandre Baratella; SANTOS, Max Mauro Dias. Redes industriais para automação industrial: AS-I, PROFIBUS e PROFINET. 1. ed. São Paulo, SP: Érica, p. ISBN MORAES, Cícero Couto de; CASTRUCCI, Plínio. Engenharia de automação industrial..ed. Rio de Janeiro: LTC, p. ISBN ORIENTAÇÕES GERAIS Assinatura do Professor Assinatura do Coordenador do Curso Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em /015.