Automação de Processos Industriais
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- Giuliana Antunes Angelim
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1 LEEC / MEEC Automação de Processos Industriais Linguagens de Programação de PLCs Docentes: Prof. Paulo Jorge Oliveira Eng. Bruno Cardeira isr.ist.utl.pt Tel: ou 2053 (interno) Automação de Processos Industriais Programa da Cadeira: Cap. 2 - Introdução aos PLCs... [2 semanas] Descrição de linguagens standard (IEC ). Ladder Diagram; Instruction List; Structured Text. Ambientes de desenvolvimento.... Cap. 4 - GRAFCET (Sequential Function Chart) [2 semanas] API P. Oliveira Pág. 2 1
2 Linguagens de programação de PLCs (IEC ) 3) Ladder Diagram If %I1.0 THEN %Q2.1 := TRUE ELSE %Q2.2 := FALSE END_IF Structured Text Instruction List Sequential Function Chart (GRAFCET) 1 LD %M12 AND %I1.0 ANDN %I1.1 OR %M10 ST %Q2.0 (1) m 2 (2) b 3 (3) p 4 (2) a Direita Carrega Esquerda API P. Oliveira Pág. 3 Linguagens de programação de PLCs (IEC ) 3) Ladder Diagram If %I1.0 THEN %Q2.1 := TRUE ELSE %Q2.2 := FALSE END_IF Structured Text Instruction List Sequential Function Chart (GRAFCET) 1 LD %M12 AND %I1.0 ANDN %I1.1 OR %M10 ST %Q2.0 (1) m 2 (2) b 3 (3) p 4 (2) a Direita Carrega Esquerda API P. Oliveira Pág. 4 2
3 Input Instructions Output Instructions N S API P. Oliveira Pág. 5 Tipos de operandos: API P. Oliveira Pág. 6 3
4 Instruções Básicas Load Contacto aberto: contacto efectuado (resultado 1) enquanto o bit de controlo está a 1. Contacto fechado: contacto efectuado (resultado 1) enquanto o bit de controlo está a 0. P Contacto no flanco ascendente: contacto efectuado durante um ciclo quando se detecta um flanco ascendente no bit de controlo. Contacto no flanco descendente: contacto efectuado N %I1.0 %Q2.0 I1.0 durante um cicloquando se detecta um flanco descendente P no bit de controlo. t Q2.0 t API P. Oliveira Pág. 7 Instruções Básicas Operandos das instruções de Load API P. Oliveira Pág. 8 4
5 Instruções Básicas Store O resultado da função lógica activa o enrolamento (coil) respectivo. O resultado negado da função lógica activa o enrolamento associado. S O resultado da função lógica é armazenado no relé associado (sets the latch). O resultado da função lógica é limpa o estado do relé R %I1.0 associado %Q2.0 (resets I1.0 the latch) N S t Q2.0 API P. Oliveira Pág. 9 t Instruções Básicas Operandos das instruções de Store API P. Oliveira Pág. 10 5
6 Notação Allen Bradley Relés com latch e unlatch API P. Oliveira Pág. 11 Instruções tipo relé Exemplo: API P. Oliveira Pág. 12 6
7 Instruções Básicas AND %I1.0 N P N %I1.0 P AND do operando com o resultado da operação lógica anterior. S t AND Q2.0 do operando com a negação do resultado da operação anterior. t AND do flanco ascendente com o resultado da operação anterior. %Q2.0 I1.0 AND do flanco descendente com o resultado da operação anterior. API P. Oliveira Pág. 13 Instruções Básicas OR OR do operando com o resultado da operação lógica anterior. OR do operando com a negação do resultado da operação anterior. P N OR do flanco ascendente com o resultado da operação anterior. OR do flanco descendente com o resultado da operação anterior. API P. Oliveira Pág. 14 7
8 Instruções Básicas XOR API P. Oliveira Pág. 15 Construção de degraus Input Instructions Output Instructions N S Só se energizam as saídas cuja função lógica de entrada tem o valor lógico verdadeiro avaliadas da esquerda para a direita e de cima para baixo (Schneider, Micro PLCs). API P. Oliveira Pág. 16 8
9 Exemplo: API P. Oliveira Pág. 17 Exemplo: API P. Oliveira Pág. 18 9
10 Exemplo: API P. Oliveira Pág. 19 Exemplo: API P. Oliveira Pág
11 Caso Geral Entradas e Saídas em paralelo, com derivações Nota: estudar limitações e potencialidades do sistema de desenvolvimento com que se pretende tralhar API P. Oliveira Pág. 21 Contactos imbrincados e solução alternativa API P. Oliveira Pág
12 Contactos verticais e solução alternativa API P. Oliveira Pág. 23 Contactos verticais e solução alternativa Outro exemplo: API P. Oliveira Pág
13 Relés temporizados Ou Timers API P. Oliveira Pág. 25 Características: Identificador: %TMi no TSX37 Relés temporizados Ou Timers IN %TMi MODE: TON TB: 1mn TM.P: 9999 MODIF: Y Q Entrada: IN para activação Modo: TON On delay TOFF Off delay TP Monoestável Base de Tempo: TB 1mn (def.), 1s, 100ms, 10ms Valor programado: %TMi.P (def.) tempo=tb*tmi.p Valor Actual: %TMi.V 0...TMi.P (pode ser lido ou testado) Modificação: Y/N modificação a partir de terminal API P. Oliveira Pág
14 Relés temporizados Ou Timers Símbolos utilizados API P. Oliveira Pág. 27 Exemplo: API P. Oliveira Pág
15 Exemplo: API P. Oliveira Pág. 29 Relés temporizados Ou Timers Modo: TP Funcionamento como mono-estável ou gerador de impulso de duração pré-programada IN %TMi Q IN Q t MODE: TP TB: 100msec 500ms 500ms t TM.P: 5 MODIF: Y TMi.P TMi.V API P. Oliveira Pág
16 Implementação de timers no PLC-5 da Allen-Bradley: Dois métodos de representação alternativos... API P. Oliveira Pág. 31 Funcionamento de timers no PLC-5 da Allen-Bradley API P. Oliveira Pág
17 Exemplo de timer on-delay API P. Oliveira Pág. 33 Exemplo de timer on-delay com ligação à saída API P. Oliveira Pág
18 Exemplo de timer on-delay API P. Oliveira Pág. 35 Exemplo de timer on-delay Solenóide é energizado se o interruptor estiver fechado 12 segundos API P. Oliveira Pág
19 Exemplo de timer on-delay Se PB2 fôr actuado liga o motor de bombagem de óleo. Quando a pressão subir PS1 vai detectar a subida da pressão. e ligar motor principal. 15 segundos depois arranca o motor de alimentação principal. API P. Oliveira Pág. 37 Exemplo de timer programado off-delay API P. Oliveira Pág
20 Exemplo de timer programado off-delay API P. Oliveira Pág. 39 Exemplo de timer programado off-delay API P. Oliveira Pág
21 Exemplo de timers programados on-delay e off-delay API P. Oliveira Pág. 41 Timers Exemplo: API P. Oliveira Pág
22 Timers com retênção API P. Oliveira Pág. 43 Exemplo com timers com retênção API P. Oliveira Pág
23 Timers Exemplo: (procurar no PLC da Schneider ou discutir implementação) API P. Oliveira Pág. 45 Exemplo: SW On para iniciar Antes do motor arrancar, lubrificar 10s com óleo SW off para parar. Continuar a lubrificar mais 15 segundos. Quando a bomba estiver a funcionar 3 horas, desligar o motor e acender luz piloto para avisar da necessidade de trocar o filtro. Reset disponível para depois de trocar o filtro. API P. Oliveira Pág
24 Timers em cascata API P. Oliveira Pág. 47 Timers em cascata (circuito oscilatório) API P. Oliveira Pág
25 Timers para tempos muito longos API P. Oliveira Pág. 49 Exemplo de um semáforo API P. Oliveira Pág
26 Exemplo de semáforos em duas direcções API P. Oliveira Pág. 51 Exemplo de semáforos em duas direcções API P. Oliveira Pág
27 Contadores Aplicações típicas API P. Oliveira Pág. 53 Contadores R S CU CD %Ci CP: 9999 MODIF: Y E D F Características: Identificador: %Ci no TSX37 Valor programado: %Ci.P (def.) Valor Actual: %Ci.V 0...Ci.P (não pode ser escrito) Modificação: Y/N modificação a partir de terminal Entradas: R Reset Ci.V=0 S Preset Ci.V=Ci.P CU Count Up CD Count Down Saídas: E Overrun %Ci.E=1 %Ci.V=0- >9999 D Done %Ci.D=1 %Ci.V=Ci.P F Full %Ci.F=1 %Ci.V=9999->0 API P. Oliveira Pág
28 Implementação de Contadores no PLC-5 da Allen-Bradley: Estrutura interna Representação API P. Oliveira Pág. 55 Implementação de Contadores no PLC-5 da Allen-Bradley: Representações alternativas API P. Oliveira Pág
29 Up-counters Implementação de um contador incremental ascendente e respectivo diagrama temporal API P. Oliveira Pág. 57 Up-counters Exemplo: contagem de peças API P. Oliveira Pág
30 Exemplo API P. Oliveira Pág. 59 Up/down-counters API P. Oliveira Pág
31 Up/down-counters API P. Oliveira Pág. 61 Up/down-counters Exemplo: garagem com lotação API P. Oliveira Pág
32 Contadores em cascata Exemplo: API P. Oliveira Pág. 63 Contadores em cascata Exemplo: Relógio para 24 horas API P. Oliveira Pág
33 Contadores em cascata Exemplo: Memorizar hora de um evento API P. Oliveira Pág. 65 Encoder incremental API P. Oliveira Pág
34 Encoder incremental Exemplo: contador usado para medir um comprimento API P. Oliveira Pág. 67 Exemplo de contadores usados em conjunto com timers Funcionamento: Após botão de start M1 começa a funcionar. Após 15 placas M1 pára e M2 começa a funcionar. Após operar M2 por 5 segundos, parar. Recomeçar sequência. API P. Oliveira Pág
35 Exemplo de contadores usados em conjunto com timers (cont.) Funcionamento: Após botão de start M1 começa a funcionar. Após 15 placas M1 pára e M2 começa a funcionar. Após operar M2 por 5 segundos, parar. Recomeçar sequência. API P. Oliveira Pág. 69 Exemplo de contadores usados em conjunto com timers Exemplo: Funcionamento: Após botão de start o timer e o contador são autorizados. O contador é incrementado por cada peça que é processada. O timer conta 1 minuto. No final o bit de enable interrompe a contagem do contador. API P. Oliveira Pág
36 Exemplo de contadores usados em conjunto com timers Utilizar timer a comandar um contador para obter intervalos de tempo grandes. API P. Oliveira Pág. 71 Contadores Exemplo: API P. Oliveira Pág
37 Processamento Numérico Funções Algébricas e Lógicas API P. Oliveira Pág. 73 Processamento Numérico Funções Aritméticas API P. Oliveira Pág
38 Processamento Numérico Exemplo de uso de Funções Aritméticas Utilização em conjunto com variável de sistema %S18 flag de overflow API P. Oliveira Pág. 75 Processamento Numérico Funções Lógicas API P. Oliveira Pág
39 Processamento Numérico Exemplo de uso de Funções Lógicas API P. Oliveira Pág. 77 Processamento Numérico Prioridades de Execução de Operações API P. Oliveira Pág
40 Estruturas de Controlo de Fluxo Sub-rotinas (imbrincadas) Chamada e retorno API P. Oliveira Pág. 79 Estruturas de Controlo de Fluxo Saltos condicionais e Incondicionais API P. Oliveira Pág
41 Estruturas de Controlo de Fluxo Exemplo de uso de Saltos condicionais e Incondicionais ATENÇÃO A LOOPS INFINITOS E... NÃO É BOM ESTILO DE PROGRAMAÇÃO!... Dificulta a compreensão... API P. Oliveira Pág. 81 Estruturas de Controlo de Fluxo Instruções de Halt Nota: pára todos os processos Máscaras de eventos API P. Oliveira Pág
42 Existem outras instruções mais avançadas (ver manual de referência) Mono-estável Registos de 256 words (LIFO ou FIFO) DRUM Programador ciclico Comparadores Shift-registers... Funções de manipulação de floats Funções de conversão de bases e de tipo API P. Oliveira Pág. 83 Manipulação de Tabelas Numéricos API P. Oliveira Pág
43 No caso prático de cada PLC existem limitações nas matrizes de ligações Exemplo: API P. Oliveira Pág. 85 Há que ter em conta as potencialidades e limitações das ferramentas para escrita de programas e... API P. Oliveira Pág
44 das ferramentas para desenvolvimento e debug de programas. API P. Oliveira Pág. 87 Informação de Sistema: bits de sistema Ver manual para os restantes 100 bits gerados... API P. Oliveira Pág
45 Informação de Sistema: words de sistema Ver manual para as restantes 140 words... API P. Oliveira Pág. 89 Estrutura de Software MAST Master Task Program Composta por sections Executada Ciclica ou Periodicamente Sas (LD) Oven1 (GRAFCET) PRL (LD) Chart POST (IL) Drying (LD) Cleaning (IL) SR0 API P. Oliveira Pág
46 Estrutura de Software FAST Fast Task Program Prioridade Superior à MAST Executada Periodicamente (1-255ms) Verificada por um Watchdog, que afecta %S11 %S31 Enables ou disables a FAST %S33 contém o tempo de execução da tarefa FAST API P. Oliveira Pág. 91 Estrutura de Software Event Processes Processos que reagem rápido às mudanças no exterior (16 no Micro 3722 EV0 a EV15) Prioridade Superior à MAST e à FAST! Geradores de eventos Entradas 0 a 3 do módulo 1, em mudança à transição Contadores Recepção de telegramas %S38 Enables ou disables processos por evento também pode ser com MASKEVT() e UNMASKEVT() API P. Oliveira Pág
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