AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 3º ano Engenharia Mecânica 2º semestre 2010/2011 Guias de Laboratório 1 NOTA: LEIA ESTE GUIA ATÉ AO FIM POIS TEM MATÉRIAS QUE INCLUEM OS RESTANTES LABORATÓRIOS. SE TIVER DÚVIDAS ESCLAREÇA-AS. Título: Implementação dum sistema de controlo automático de acessos Enunciado 1 Pretende-se controlar a acessibilidade a um cofre instalado numa sala. De uma forma simplificada o processo de acessibilidade está ilustrado na figura abaixo. O cenário correspondente a este processo é o seguinte: A sala está acessível 24h por dia e, não havendo ninguém na zona de entrada do código (ZEC) estará uma luz verde (LV) acesa. Quando chega um utente à ZEC é detectado pela actuação dum sensor de presença que permanece actuado enquanto este estiver nessa zona. Apaga-se então LV) e acende-se uma amarela (LA). A introdução do código corresponde em fixar a posição de quatro interruptores (caso alguma bancada os não tenha, verificar no anexo I, deverá usar o BCD) após o qual deve accionar o botão de envio de código (BEC) tipo pulso. Suponha que várias pessoas com chaves diferentes podem entrar. Assim a fechadura obedece à expressão lógica obtida através do mapa de Karnaugh dado no fim deste enunciado. Imagine que o utente tem m oportunidades para introduzir o código correcto podendo demorar um total de Ts para todas as tentativas. Podem acontecer as seguintes situações: 1 Faz-se desde já notar que o processo de entrada do código não é realista servindo apenas interesses didácticos. Contudo, todo o resto do problema poderia corresponder a uma situação real.
1) Introdução incorrecta do código mas não esgotou as tentativas; 2) Introdução incorrecta do código e esgotou as tentativas; 3) Tempo esgotado antes de acertar no código ou por abandono do local antes da introdução do código certo; 4) Introdução correcta do código No caso 1 uma Luz Encarnada (LE) deve acender durante 2s e depois apagar, indicando ao utente que errou o código. Só quando esta luz se apaga é que o utente deve carregar no BEC 2 No caso 2 deve acender-se a LE de forma permanente até o utente sair. Quando este sai apagam-se LE e LA, voltando a ZEC a estar na situação de receber novo utente. O caso 3 pode corresponder a duas situações: a do utente abandonar as instalações antes de finalizar todas as tentativas e dentro do tempo concedido, ou o tempo ter esgotado nessas tentativas. Neste caso deve acender-se a LE de forma permanente até o utente sair. Após a sua saída apaga-se esta luz. A LA também deve apagar em ambos os casos, voltando a ZEC a estar na situação de receber novo utente. Quando o código é introduzido de forma correcta, caso 4, abre-se a porta de entrada da sala do cofre (PESC). O utente entra assim nesta sala sendo detectado por um novo sensor de presença 3. No momento em que é detectado devem ser desencadeados em simultâneo os seguintes processos: 1) A PESC fecha e a porta do cofre (PC) abre. Vai estar aberta apenas um dado período de tempo pré-fixado 4 após o qual fecha. Dois segundos após a ordem de fecho deve ser accionada a abertura da porta de saída da sala do cofre (PSSC) 2) Enquanto o utente estiver dentro da sala LV e LE devem abrir e fechar de forma intermitente (por exemplo com tempos de intermitência de 0,5s cada). Naturalmente que o utente só pode sair quando a PSSC estiver aberta, não tendo contudo de sair de imediato, sendo a sua saída detectada pelo sensor de presença. Quando o utente sai apaga-se LA voltando a ZEC a estar na situação de receber novo utente. Suponha que as instalações só funcionam desde que, quando uma pessoa pretende entrar, esteja actuado um interruptor tipo Start/Stop ou seja com duas posições estáveis, uma para ligado, outra para desligado. Suponha também que se pretende contar o número total de utilizações das instalações desde a abertura ao fecho das mesmas e que este valor vai ser lido no programa de interface. 2 Os dois segundos na prática correspondem ao tempo mínimo esperado que o utente leva a inserir o novo código. 3 Como precisa de usar dois detectores de presença, pode utilizar as duas células fotoeléctricas do tapete rolante TapeteCesq e TapeteCdir. 4 À escolha do programador, ou seja, é mais um parâmetro que deve ser fixado pelo grupo ou lido a partir de um registo.
a) (6 val) Estabeleça o modelo GRAFCET deste problema. Considere apenas um único grafo. b) Implemente este sistema de controlo a partir do modelo acima usando as seguintes linguagens do autómato SAIA: (7 val) Lista de Instruções (turnos 01, 03 e 05) ou Diagrama de contactos e blocos funcionais (Fupla) (turnos 02, 04, 06). ( 7 val)graftec (todos os turnos) Observações finais: Cada grupo deve escolher os parâmetros Ts e m do enunciado. O valor de m no lab remoto é introduzido por um registo e no lab presencial pela entrada BCD existente (em Lista de Instruções ver livro pg 342, e em blocos funcionais usar o bloco converter/bcd to Int). No Lab. Presencial o valor de Ts ou é fixo ou pode ser inserido através da interface como no remoto. A abertura e fecho das diferentes portas e simulado através do avanço e recuo de um cilindro pneumático: PESC cilindro A, PC cilindro B e PSSC cilindro C Atendendo ao constrangimento da interface fornecida de apenas poder simular 6 variáveis lógicas de entrada (6 flags) aconselhamos que 4 sejam usadas para simular os interruptores, 1 para simular o botão BEC e outra para o sensor de presença, que neste problema é possível por os dois existentes não serem utilizados em simultâneo. Quantos às diferentes portas vão simulá-las como se disse acima, com os cilindros existentes, exactamente 3. Uma possível tabela de símbolos é apresentada a seguir. Quanto ao botão start/stop inclua-o no lab remoto mas fixe o seu valor em 1. (por já não ter flags e não se esqueça no fim de desligar manualmente a luz verde ). Uma possível tabela de símbolos a usar está ilustrada no Anexo II Mapas de Karnaugh com as funções para o código 5 5 O número da turma é equivalente ao número do turno
Avaliação e Relatório final Este trabalho vai ser avaliado na aula segundo os seguintes critérios: 1. No início da aula o grupo deve apresentar ao docente o relatório do trabalho a realizar e que consta genericamente duma introdução ao trabalho, da modelação do problema, da explicação do método a utilizar, dos algoritmos propostos e seu código nas linguagens utilizadas. Naturalmente no capítulo de Análise de resultados e conclusões apenas se referirá aos resultados obtidos no laboratório remoto. Será, numa fase 1, atribuída uma nota inicial de 0 a 2 em que o zero significa que o trabalho não foi minimamente preparado, 1 que o trabalho foi minimamente preparado e 2 que foi bem preparado. Grupos classificados de 0 não poderão realizar o trabalho ficando com 0 na nota final deste. Este relatório será depois classificado de 0 a 20 de acordo com os critérios definidos nas alíneas. 2. No fim da aula ou antes se o trabalho acabar mais cedo, o docente verifica se o problema proposto ficou a funcionar de acordo com o especificado. Terá que dar uma classificação de acordo com esta observação e também de acordo com o tempo levado pelo grupo a realizar o trabalho e o grau de autonomia revelado. Será atribuída uma nota de 0 a 2 em que o zero significa que o trabalho não foi terminado ou foi realizado com grande ajuda do docente, 1 que o trabalho foi terminado em quase todas as vertentes dentro do tempo previsto e com poucas ajudas e 2 quando trabalha dentro de todas as especificações, foi feito sem ajudas ou ajudas menores e terminou bem dentro do tempo previsto. O relatório deverá ser entregue numa versão em papel ao docente do laboratório no seu início e depois da aula a versão electrónica deste (enviada por email para o docente do laboratório e para o responsável da disciplina numa única file tipo zip (não rar) 6. A versão electrónica deve ter obrigatoriamente o seguinte nome: turnogrupol1.zip (ex: T01G1L1.zip) e deve incluir o relatório e os ficheiros de código (e só esses) escritos no PG5. O email deve ter assunto e ser: AI_Lab1. A versão em papel deve vir agrafada. A capa deve ser exactamente como ilustrado na última página deste guia (sem o footer). As fotos a incluir poderão as disponibilizadas no Fénix ou outras. Se não existirem no Fénix terão de ser inseridas umas novas. 6 A versão electrónica deverá coincidir com a de papel, sendo esta a corrigida.
1. A nota final de cada laboratório de 0 a 20 é depois calculada de acordo com a fórmula 7 : N 0 se N 0 Labx Fase1 3 N N N 2 N 0,6 se N 0 Labx Fase1 Fase2 Fase Fase1 Os alunos deverão apresentar-se pontualmente no início das aulas, pois não é possível permanecerem para além das 2h, consideradas suficientes com uma preparação adequada dos trabalhos. Distribuição das bancadas pelos grupos G1 G6 G2 G7 G3 G8 G4 G5 No FENIX será disponibilizada a tabela de símbolos relativa a cada bancada. Esta distribuição poderá ser excepcionalmente revista para o laboratórios 3, para atender eventuais solicitações de alunos com necessidades específicas para o problema proposto. Assim, os alunos deverão o mais rapidamente possível pensar no problema proposto e indicá-lo até ao final do trabalho do laboratório 1. Não deverá ser mais tarde pois os trabalhos do laboratórios 3 poderão depender do posto atribuído. 7 Fase 3 refere-se ao relatório escrito.
ANEXO I Elementos existentes nas bancadas: 1: Cilindros, caixa de luzes, botões de entrada. Caixa de luzes adicionais 2: Cilindros, caixa de luzes, botões de entrada. Caixa de semáforos 3: Cilindros, caixas de luz, botões de entrada.. Elevador 7: Cilindros, caixa de luzes, botões de entrada. 8: Cilindros, caixa de luzes, botões de entrada. Caixa de semáforos 9: Cilindros, caixas de luz, botões de entrada. Sistema Festo 4: Cilindros, caixas de luz, botões de entrada. Elevador 5: Cilindros, caixas de luz, botões de entrada. Elevador Esta tabela enuncia os elementos por bancada. Por um lado os elementos necessários a todos os grupos para a realização dos laboratórios 1 e 2, num princípio de equidade, e depois elementos extras que poderão ser usados no laboratório 3.
ANEXO II Possível tabela de símbolos a usar no lab remoto
Grupo: 0xGy Laboratório: 1 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL LABORATÓRIOS 2010/2011 Foto aluno 1 Foto aluno 2 Foto aluno 3 Número NomeAluno1 Número NomeAluno2 Número NomeAluno3 3º Ano de Engenharia Mecânica Instituto Superior Técnico