Universidade Federal de Minas Gerais Escola de Engenharia Departamento de Engenharia Eletrônica Laboratório de Informática Industrial

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Transcrição:

Universidade Federal de Minas Gerais Escola de Engenharia Departamento de Engenharia Eletrônica Laboratório de Informática Industrial 1 4ª AULA - PROGRAMAÇÃO CONVENCIONAL DE CLP - PARTE II: TUTORIAL DO SOFTWARE RSLogix 5000 Objetivos: Familiarização com o ambiente de trabalho do software de programação RSLogix 5000 da Rockwell Automation, por meio de um tutorial. Atividades Prévias Leia atenciosamente, em casa, o texto desta prática, de forma a agilizar os procedimentos a serem executados no laboratório. Definições importantes para a linguagem ladder Ponto de Entrada: Corresponde a um sinal recebido pelo CLP. Ex.: contatos de relés e contatores, sensores de posição, botões, microchaves, etc. Ponto de Saída: Corresponde a um sinal produzido pelo CLP para o acionamento de algum dispositivo. Ex.: lâmpadas, motores, válvulas, contatores, etc. Endereço: Um valor alfanumérico que identifica unicamente onde um dado é armazenado. Ex.: Local:1:I.Data.0 refere-se à entrada 00 do primeiro cartão de entradas discretas do CLP; Local:2:O.Data.2 refere-se à saída 02 do segundo cartão de saídas discretas do CLP. Tabela de estados (status table): É a parte da CPU que armazena o status de todas as entradas. Contato Normalmente Aberto: Símbolo lógico que representa continuidade (fluxo), se a entrada de referência for 1 lógico (verdadeiro), quando avaliada. Contato Normalmente Fechado: Símbolo lógico que representa continuidade (fluxo), se a entrada de referência for 0 lógico (falso), quando avaliada. Ciclo de Varredura (Scan time): Tempo requerido pelo processador para ler todas as entradas, executar o programa de controle e atualizar as saídas. O ciclo de varredura de um CLP é repetido continuamente, enquanto o processador está em modo Run (Execução/Operação). A tabela a seguir apresenta os elementos gráficos disponíveis no editor ladder do RSLogix 5000: Contatos Bobinas Normalmente Aberto Normalmente Fechado ( ) Bobina Simples (L) Bobina do tipo L (latched) (U) Bobina do tipo U (unlatched) Parte Prática: Tutorial do Software RSLogix 5000 O software RSLogix 5000 é utilizado para programar o CLP CompactLogix presente no Módulo de Instrumentação, Automação e Controle (MICA). Nele, é possível escrever um programa em ladder ou nas outras linguagens da norma IEC 61131-3 (exceto Lista de Instruções ). As lições a seguir correspondem a um tutorial que o guiará na criação de um projeto, na edição de um programa simples em ladder, na carga deste programa no CLP e na monitoração das variáveis do programa.

LIÇÃO 1: INICIANDO O RSLOGIX Para iniciar o programa, selecione Menu Iniciar All Programs Rockwell Software RSLogix 5000 Enterprise Series RSLogix 5000. A tela que será apresentada estará vazia, pelo fato de não ter sido ainda criado ou carregado nenhum projeto. Contudo, quando um projeto estiver carregado, a tela do RSLogix 5000 apresentará os seguintes campos: 2 Barra de menu Modo de operação Barra de edição de ladder Barra de ferramentas Abas de instruções Organizador do Controlador Área de visualização de programa Barra de status Figura 1: Áreas do ambiente de trabalho do RSLogix 5000. LIÇÃO 2: CRIANDO UM PROJETO NO RSLOGIX 5000 Para criar um novo projeto, na janela do RSLogix, selecione o menu File New (ou use as teclas de atalho CTRL + N). Uma janela de nome New Controller (Fig. 2) será aberta. Figura 2: Janela de criação de um novo projeto.

Inicialmente, com o Windows Explorer, crie um diretório de trabalho para o seu grupo em C:\users\automacao\lab_inf_ind (nos computadores com Windows 7, substitua users por Usuários neste caminho). Em seguida, na janela New Controller, selecione o tipo do controlador (CompactLogix 1769-L32E), a revisão do software (sempre a máxima revisão disponível), atribua um nome para o projeto, escreva uma descrição (opcional) e defina a pasta onde o projeto será criado como sendo o diretório anteriormente criado. Observações: Ao dar nomes para o controlador, tags, rotinas, módulos de E/S etc, deve-se usar apenas letras, números e underscore ( _ ), sendo que o primeiro caractere não pode ser um número; Não há distinção entre letras maiúsculas e minúsculas. Após a criação de um projeto, a tela do RSLogix estará semelhante à Fig. 3. Nessa figura, do lado esquerdo, tem-se o organizador do controlador. Ele exibe as características gerais do projeto e deve ser utilizado para navegar entre os vários componentes do projeto. Essa janela pode ser mostrada ou ocultada pelo menu View Controller Organizer (ou usando as teclas de atalho ALT + 0). 3 Figura 3: Janela inicial do RSLogix 5000 LIÇÃO 3: ADICIONANDO MÓDULOS Após criado um projeto, é necessário criar também uma configuração de controlador, adicionando-se à mesma os cartões de entrada e saída que estão conectados ao CLP. Como se pode notar no painel do MICA, o CLP possui 4 módulos de E/S, e estes devem ser adicionados ao organizador do controlador. Para adicionar módulos ao controlador, selecione a opção CompactBus Local no organizador do controlador (como mostrado na Fig. 4) e clique sobre a mesma com o botão direito do mouse, selecionando a seguir a opção New Module e, em seguida, adicionando os módulos a serem inseridos (Fig. 5). Os módulos do modelo CompactLogix 1769-L32 são, da esquerda para a direita:

Código Descrição Slot 1769 IQ6XOW4 6 entradas digitais 24 VDC e 4 saídas relé AC/DC 1 1769 IQ6XOW4 6 entradas digitais 24 VDC e 4 saídas relé AC/DC 2 1769 OB16 16 saídas digitais 24 VDC 3 1769 IF4XOF2 (MICA UFMG) ou 1769 IF4XOF2F (MICA Analógica) 4 entradas analógicas /2 saídas analógicas 4 4 Observações: Os módulos devem ser adicionados na ordem que se encontram no controlador, da esquerda para a direita. No campo Name, recomenda-se colocar cn, onde N refere-se ao número do slot (figura 6). Figura 4: Detalhe do Organizador do Controlador, destacando o barramento no qual serão acrescentados os módulos de E/S. Figura 5: Adição de módulos

5 Figura 6: Configuração do Módulo Após a adição dos quatro módulos, a pasta I/O Configuration deverá estar como mostrado na Fig. 7: Figura 7: Pasta I/O Configuration LIÇÃO 4: ESCREVENDO A LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO Para iniciar a programação da lógica, selecione, no organizador do controlador, a rotina principal (fig. 8), com um duplo clique. Figura 8: Rotina Principal

Ao abrir a rotina de programação, as ferramentas de desenho da lógica ladder ficam disponíveis (Fig. 9). 6 Figura 9: Ferramentas de programação. Exercício 1: Construindo um diagrama ladder simples Utilizando as ferramentas de programação em ladder, construa o diagrama correspondente ao circuito lógico da Fig. 10, empregando contatos para representar as entradas e bobinas para representar as saídas: Liga Sensor Indutivo LED Vermelho Figura 10: Diagrama lógico referente ao exercício 1 Ao inserir um elemento no diagrama ladder, deve-se atribuir ao mesmo um endereço que corresponda a um ponto nos cartões de E/S do CLP ou a uma posição em sua memória interna. No RSLogix 5000, a atribuição de endereços a contatos ou bobinas pode ser feita de duas formas: executando-se o endereçamento direto ou empregando-se um alias. O endereçamento direto consiste na especificação completa do endereço, ao passo que o alias é um sinônimo de um elemento cujo endereço já havia sido especificado anteriormente. No CLP CompactLogix, um endereço de E/S segue o formato Local:Slot:Tipo.Membro.Bit, conforme a tabela abaixo: Local Indica a localização do módulo de E/S. Pode ser: LOCAL = mesmo rack ou trilho DIN do controlador NOME_DO_ADAPTADOR = módulo adaptador de comunicação remota ou o módulo ponte Slot Número do slot do módulo de E/S em seu rack ou trilho DIN Tipo I = entrada (input) O = saída (output) C = configuração Membro Para um módulo de E/S discretas, um membro do tipo Data normalmente armazena os valores dos bits de entrada ou saída Bit Ponto específico em um módulo de E/S discretas. Depende do tamanho do módulo de E/S Exemplo: o primeiro ponto do primeiro cartão de entradas discretas do CompactLogix do MICA tem o endereço Local:1:I.Data.0, pois corresponde ao bit 0 do cartão instalado localmente em seu slot 1. No endereçamento direto, basta fazer um duplo clique, com o botão esquerdo do mouse, no símbolo de interrogação que aparece logo acima do elemento (Fig. 11): Figura 11: Elementos ladder ainda sem definição de endereço.

Dessa forma, um menu é apresentado para que se possa escolher o endereço do elemento (Fig. 12). 7 Figura 12: Janela de endereçamento de um elemento ladder Defina os endereços para os elementos utilizados na lógica implementada e insira descrições para as mesmas de acordo com a tabela abaixo: Variáveis de Entrada Variáveis de Saída Endereço Descrição ID no MICA Endereço Descrição ID no MICA Local:1:I.Data.0 Liga/Desliga RB01/00 Local:1:I.Data.1 Sensor Indutivo RB01/01 Local:3:O.Data.0 LED Vermelho RB03/00 Tabela 1: Endereçamento de elementos da linguagem ladder Para inserir a descrição de um elemento diretamente endereçado, basta clicar no endereço do mesmo com o botão direito, selecionar a opção Monitor/Edit Force Value Of e, na janela que se abrirá, inserir a descrição na coluna Description referente ao endereço desejado. Exercício 2: Empregando aliases A segunda maneira de se endereçar elementos é criando-se um alias. Com o alias definido, pode-se reutilizar mais facilmente este mesmo elemento em outras partes do programa. Para testar essa funcionalidade, insira uma nova linha e os elementos necessários para implementar a lógica a seguir, sem endereçá-los: Figura 13: Diagrama lógico referente ao exercício 2. Para cada elemento inserido, clique na interrogação logo acima do elemento com o botão direito do mouse e selecione a opção New Tag. Na janela New Tag (Fig. 14), preencha os campos Name, Description, Type e Alias For de acordo com a tabela a seguir. Observe que, quando for utilizar elementos já existentes, não é necessário criar um novo tag: basta fazer um duplo clique no símbolo? do elemento e digitar o alias.

8 Variáveis de Entrada Variáveis de Saída Endereço Significado ID no MICA Endereço Significado ID no MICA Local:1:I.Data.2 Sensor Fotoelétrico RB01/02 Local:3:O.Data.1 LED Amarelo RB03/01 Local:1:I.Data.4 Sensor Capacitivo RB01/04 Local:3:O.Data.2 LED Verde RB03/02 Tabela 2: Endereçamento de elementos adicionais da linguagem ladder Figura 14: Criando Aliases LIÇÃO 5: ENTENDENDO OS MODOS DE FUNCIONAMENTO DO CLP A chave frontal presente no CLP CompactLogix (Fig. 15) seleciona a forma de operação desejada: Modo RUN: Corresponde ao modo final de execução do CLP nas indústrias, após sua programação e testes. Neste modo o programa carregado é executado e as saídas discretas e analógicas ficam habilitadas. Não é possível modificar o programa carregado. Modo PROG: Corresponde ao modo de programação do CLP. O usuário pode criar e alterar programas, tarefas e rotinas, mas estes não podem ser executados. As saídas discretas e analógicas ficam desabilitadas. Modo REM: Permite o chaveamento entre os modos REMOTE RUN, REMOTE PROG e REMOTE TEST, através do computador conectado ao CLP. Estes modos são descritos como segue: REMOTE RUN: O programa carregado é executado, com as saídas habilitadas. Permite edição on-line. REMOTE PROG: O usuário pode criar e alterar programas, tarefas e rotinas. Permite edição on-line. Não há execução do programa carregado e as saídas são mantidas desabilitadas. REMOTE TEST: Semelhante ao REMOTE RUN, mas as saídas permanecem desabilitadas.

9 Figura 15: Chave de seleção de modo no painel do CompactLogix. Nas práticas de laboratório a chave deve estar sempre na posição REM, possibilitando o uso do RSLogix de forma on-line. Além disto, após a carga de um programa no CLP CompactLogix, sua execução só inicia após a colocação do CLP no modo REMOTE RUN. Para chavear entre os modos REMOTE PROG e REMOTE RUN, clique no ícone apropriado do RSLogix 5000 como indicado na Fig. 16. Clique neste ícone para chavear entre os modos REMOTE PROG e REMOTE RUN Figura 16: Seleção do modo de operação do CLP LIÇÃO 6: VERIFICANDO A LÓGICA E CARREGANDO O PROGRAMA NO CLP A verificação de lógica pode ser feita para todo o projeto ou para apenas a rotina corrente. Para verificar a lógica do projeto, selecione Logic Verify Controller; para verificar apenas a lógica da rotina corrente, selecione Logic Verify Routine. Certifique-se que a janela de visualização de erros esteja visível, selecionando View Errors caso não esteja. Fique atento para eventuais mensagens de alerta (warnings): apesar das mesmas não impedirem o carregamento e a execução do programa, muitas vezes essas mensagens reportam problemas de lógica, sintaxe ou erros semânticos que passaram despercebidos ao programador. Para realizar a carga da lógica desenvolvida na lição 4 para o CompactLogix, selecione o menu Communications Who Active ou clique diretamente no ícone Who Active. Ao realizar um dos comandos acima, será exibida uma janela onde se deve configurar o caminho (path) do CLP e, em seguida, realizar o download. Para isso, expanda o CLP correspondente à sua bancada clicando em +, expanda o Backplane e selecione o processador (Compact Logix Processor). Com o path definido, clique no botão Download, como mostrado na figura 17.

10 Figura 17: Janela de carregamento do programa no CLP. Durante a carga do programa, o modo de operação do CompactLogix será automaticamente alterado de modo de execução remota (Remote Run Mode) para Modo de Programação (Program Mode), de modo a suspender a execução do programa anteriormente carregado no CLP e permitir sua substituição pelo novo programa. Ao final da carga, uma janela de mensagem será exibida solicitando a confirmação de volta ao modo de execução remota. Clique em Yes para iniciar a execução do programa no CLP. Instruções de montagem no MICA: 1. Com o MICA energizado, certifique-se que o botão de emergência esteja pressionado. 2. Conecte os bornes de alimentação do contator C1 (situado à direita dos sensores capacitivo e fotoelétrico) à régua RB24 (fonte 24V) e à régua RB00 (terra). 3. Conecte o borne lateral L1 à régua RB24 (fonte 24V) e o borne lateral T1 ao ponto de entrada da variável Liga/Desliga na tabela 1, de forma a sinalizar ao CLP a operação de liga/desliga efetuada pelo operador. 4. Alimente os sensores e conecte suas saídas às entradas indicadas nas tabelas 1 e 2. 5. Alimente a régua RB03 e conecte as saídas indicadas nas tabelas 1 e 2 aos sinalizadores luminosos (lâmpadas). 6. Confira com atenção a sua montagem antes de rearmar o botão de emergência. LIÇÃO 7: UTILIZANDO TEMPORIZADORES Nesta lição você irá utilizar o bloco de temporização Timer On Delay (TON). Este bloco de temporização possui entradas IN e PRESET e saídas (entre outras) EN, DN e ACCUM, e funciona do seguinte modo: 1. Ao ter sua entrada IN energizada, o bloco começa sua contagem (em milissegundos). A saída EN é então energizada, indicando que o temporizador está ativo. A saída ACCUM exibe o tempo decorrido desde o início da contagem. A saída DN permanece inicialmente no nível lógico 0. 2. Quando o tempo de contagem alcançar o valor da entrada PRESET, a saída DN é colocada no estado lógico 1 e assim permanece, enquanto o temporizador estiver energizado.

3. Em qualquer tempo, se a entrada IN for ao nível lógico 0, as saídas EM e DN também são levadas imediatamente a este nível. Na Fig. 18, que mostra uma aplicação fictícia, a variável Local:3:O.Data.3 é energizada 5 segundos após a variável Local:3:O.Data.0 ser energizada. A variável timer_1 é do tipo TIMER, e deve ser declarada. 11 Figura 18: Exemplo de uso do temporizador TON NOTA: Para ajuda quanto aos parâmetros de qualquer bloco de função do CLP, consulte o help do RSLogix5000 selecionando Help Contents. Insira uma nova linha em seu diagrama ladder, correspondente ao diagrama lógico a seguir: Figura 19: Diagrama lógico demonstrando o uso de temporizador Para inserir um bloco de temporizador, selecione a aba Timer/Counter e, nesta, clique no temporizador desejado (no caso desta prática, TON). Após inseri-lo no programa ladder, clique no mesmo com o botão direito do mouse e selecione New Tag para definir o nome do temporizador. Escolha o valor base para o tipo de endereçamento e timer para o tipo do dado. Observe que os endereços dos sensores já foram definidos anteriormente, bastando definir o endereço da sirene, que deve ser conectada ao RB03/03 e, portanto, deve ter o endereço Local:3:O.Data.3, e declarar a variável correspondente ao temporizador. LIÇÃO 8: MONITORANDO AS VARIÁVEIS - CONTROLLER TAGS Com o CLP no modo REM e o RSLogix 5000 no modo Run, este executa em modo monitoração, permitindo ao usuário verificar on-line o status dos contatos e bobinas, usando a cor verde para indicar os estados energizados e azul para indicar os estados desenergizados. Todas as informações de E/S do CLP são apresentadas como um conjunto de tags (Fig. 20).... o RSLogix 5000 cria automaticamente tags para o módulo, no escopo do controlador. Quando você adiciona um módulo à pasta I/O Configuration... Figura 20: Monitorando Tags

Para monitorar as variáveis do escopo do controlador, clique com o botão direito do mouse em Controller Tags e selecione a opção Monitor Tags. Será apresentada uma janela como a da Fig. 21, na qual é possível verificar todas as variáveis disponíveis para uso no controlador. 12 Figura 21: Janela de monitoração de variáveis Para expandir um tag e exibir seus membros, clique no sinal +. Os valores das variáveis monitoradas são mostrados com os seguintes estilos: Estilo Base Prefixo Binário 2 2# Octal 8 8# Decimal 10 --- Hexadecimal 16 16# Tabela 3: Prefixos empregados no RSLogix 5000 para indicar diferentes bases numéricas diferentes. Para visualizar valores em uma base diferente, selecione o estilo desejado. Para realizar a monitoração das variáveis de uma determinada rotina, ou de uma ou mais variável à sua escolha, selecione View Watch ou então use as teclas de atalho ALT + 3. Existem duas opções de monitoração (Fig. 22): Current Routine ou Quick Watch. Figura 22: Watch List Current Routine: Monitora todas as variáveis pertencentes à rotina selecionada no momento. Quick Watch: Monitora apenas as variáveis desejadas pelo programador. Variáveis pertencentes a escopos distintos podem ser monitoradas, e pode-se ainda monitorar apenas determinado bit de uma variável. Realize testes no painel do MICA, modificando as entradas e verificando o status das variáveis de entrada e saída no Controller Tags.