Apostila de automação cefet

13.528 visualizações

Publicada em

Publicada em: Tecnologia
0 comentários
4 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
13.528
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
12
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
437
Comentários
0
Gostaram
4
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Apostila de automação cefet

  1. 1. AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Curso Básico de Controladores Lógicos Programáveis Prof. Rogério R. Magalhãesapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 1 de 23
  2. 2. Tópicos CLP s nas Plataformas de Produção Controle de Processos Contínuos s Controle de Processos Discretos s Controladores Lógicos Programáveis (CLP) s • Conceitos Básicos • Cartões de Entrada e Saída • Módulos Auxiliares • Programação Ladder • Instruções Básicas • Exercício Prático de Programação O que é um CLP? •É um computador adaptado à automação de máquinas e processos industriais (Controlador Lógico Programável) •Arquitetura Basica: E Processamento S O CLP na Arquitetura de Automação ESTAÇÕES DE SUPERVISÃO PC PC PC REDE ETHERNET VASO SEPARADOR F F O C C C C CPU’s DO CLP O C C C C N P O O O SALA DE CONTROLE N P O O O T T E U M M M E U M M M REDE PROPRIETÁRIA DO CLP PSH R R R SDV E E E M M M BOMBA MÓDULOS REMOTOS DO CLPapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 2 de 23
  3. 3. DOIS TIPOS DE CONTROLE sControle continuo - variáveis analógicas (Controle PID) sControle Discreto - variáveis discretas (Intertravamentos) Noções Básicas de Controle Controle de Processos Contínuos Controle Contínuo misturador produto LT LC TT TC aquecedor vapor H1apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 3 de 23
  4. 4. VARIÁVEL ANALÓGICA nível mA t Controlador PID ( Estrutura) Estrutura) PID = P + I + D = Proporcional + Integral + Derivativo Variável + Manipulada Desvio PID Referencia (MV) (SET-POINT) - Variável Controlada (PV) Controlador PID ( Processo) • Ex.: LOOP de Controle de Vazão Controlador + mA mA Vazão PID Válvula Processo Ref - erro variável controlada mA Sensorapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 4 de 23
  5. 5. TIPOS DE SINAIS DE CONTROLE s Pneumático Utiliza ar pressurizado retido em tubos como meio de propagação (3 a 15 psi). psi) s Elétrico - Sinal de tensão ‘Vdc’ (1 a 5 / 0 a 10) ‘Vdc’ - Sinal de corrente ‘mA’ (0 a 20 /4 a 20) Noções Básicas de Controle Controle de Processos Discretos Processo com Controle Discreto PSHH GÁS PSV LSHH TANQUE Entrada de Saída de Produto Produto XV LSVapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 5 de 23
  6. 6. VARIÁVEL DISCRETA nível alto normal Vdc 24 Vdc 0 Vdc t Controle de Processos Discretos EVENTO A mudança do Estado das variáveis de entrada provoca a mudança das variáveis de saída. Ex: Pressão alta -> abrir válvula de alívio Controle de Processos Discretos Controle de processos discretos é a implementação de uma Seqüência de Eventos através do qual o processo atinge um determinado objetivo. Ex: nível alto -> fecha válvula e aciona alarme botoeira acionada -> liga bomba e acende lâmpada temperatura ou pressão alta -> abre válvula e desliga aquecedorapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 6 de 23
  7. 7. Controle de Processos Discretos Descrição da Seqüência de Eventos s Sentenças narrativas s Tabela de Causa e Efeito s Diagrama Lógico Binário s Diagrama Ladder MATRIZ DE CAUSA E EFEITO EFEITO PSV-01 PSV-02 PSV-03 PSV-04 PSV-05 PSV-06 PSV-07 PSH-01 X X X PSH-02 X X C A PSH-03 U X X S PSL-01 A X X X PSL-02 X X X PSL-03 X X X X X X X CIRCUITOS LÓGICOS “ Circuitos compostos de dispositivos interligados ( pneumáticos, eletrônicos elétricos, etc.), formando um conjunto de entradas e saídas interdependentes.”apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 7 de 23
  8. 8. FUNÇÕES LÓGICAS Básicas CIRCUITO LÓGICO LÓGICA FIXA “Circuito cuja relação entre saídas e entradas é determinada pela própria estrutura deste circuito.” circuito.”apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 8 de 23
  9. 9. LÓGICA PROGRAMÁVEL Noções Básicas de CLP Controlador Lógico Programável ORIGEM DO CLP Em 1968 a General Motors solicitou aos fabricantes de instrumentos de controle o desenvolvimento um novo tipo de controlador mais fácil de configurar para substituir os painéis a relés usados na fabricação de automóveis.apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 9 de 23
  10. 10. Características dos CLPs s Facilmente programável e reprogramável. s Manutenção fácil (módulos de encaixe) s Maior confiabilidade que os painéis a relé. s Tamanho reduzido. Características dos CLPs s Capacidade de comunicação com sistemas de coleta de dados. s Facilidade de expansão. Principais Fabricantes de CLPs s Ge-Fanuc Ge- - 90/70 e 90/30 s Allen Bradley - PLC 5 e SLC 5 s DirectSoft Koyo – DL05 s Altus - AL 2003 s Siemens - SIMATIC S5 – S7apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 10 de 23
  11. 11. FUNÇÕES DO CLP s Lógica de intertravamento s Retenção de variáveis s Temporização s Funções aritiméticas s Controle PID s Manipulação de dados s Interface com computadores s Etc... CLP Componentes Básicos Básicos COMPONENTES BÁSICOS DO CLP s Rack ou Chassi s Fonte s CPU s Memória s E/S digitais s E/S analógicas s Interfaces de Comunicaçãoapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 11 de 23
  12. 12. RACK DO CLP sÉ o bastidor onde são encaixados os cartões do CLP (fonte, CPU, E/S, módulos de comunicação, etc.). s Servem para dar proteção mecânica aos cartões, blindagem eletrostática e suportam o barramento de interligação (back plane) ao qual são ligados os cartões. FONTES DE ALIMENTAÇÃO s Fornece Tensão para o black plane para alimentar a CPU e demais cartões instalados no chassis. s São fornecidos com diversas tensões de entrada (120 VAC, 24 VDC ) e amperagem. amperagem. UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (CPU) s Processa o programa lógico do CLP armazenado dados na memória, executando as funções lógicas, temporização, contagem, retenção, comparação, , operações aritiméticas, aritiméticas, PID, totalização e manipulação de dados.apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 12 de 23
  13. 13. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO CLP s Ciclode varredura (scan)= atualização (scan)= das E/S + processamento do programa ladder leitura dos PROCESSAMENTO sinais de DO PROGRAMA entrada INICIO DO SCAN atualização das saídas CARTÕES DE ENTRADA E SAÍDA (E/S) s Fazem interface entre o CLP e os dispositivos de campo, adaptando os sinais do processo para o controlador. s Fazem a isolação elétrica e filtram os ruídos do circuito. s Possuem led’s indicadores do estado da entrada ou da saída, proteção contra sobrecorrente (fusível) e sobretensão . TIPOS DE DISPOSITIVOS DE E/Sapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 13 de 23
  14. 14. SINAIS TÍPICOS PARA E/S s E/S Digitais 115 Vac & 115 Vcc s E/S Digitais 24-48 Vcc 24- s E/S Analógicas 1a 5 Vcc, 4 a 20 mA Vcc, s Contador de alta velocidade (pulsos) s Interface serial s Entrada de termopar s RTD INSTRUMENTOS LIGADOS A UM CARTÃO DE ENTRADA DIGITAL s Pressostatos s Termostatos s Chaves de nível s Botoeiras s Chaves de fim de curso s Etc. INSTRUMENTOS LIGADOS A UM CARTÃO DE ENTRADA ANALÓGICA s Transmissores de nível. s Transmissores de pressão. s Transmissores de temperatura. s Transmissores de vazão. s Etc.apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 14 de 23
  15. 15. INSTRUMENTOS LIGADOS A UM CARTÃO DE SAÍDA DIGITAL s Solenóides s Contatores s Relés s Lâmpadas de sinalização s Buzina de alarme CARTÃO DE SAÍDA ANALÓGICA s Sinais numéricos em 16 BIT’s (WORD) são gerados durante o processamento do programa ladder pela CPU, e associados a cada saída do cartão analógico. s Os cartões de saídas analógicas convertem o valor numérico para um valor analógico padrão. s Ex: 4 a 20 mA , 1 a 5 V , etc. EXEMPLOS DE EQUIPAMENTOS DE PROGRAMAÇÃO Hand held Software DOS Software Simulador Windowsapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 15 de 23
  16. 16. LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO s Linguagem Gráfica • Diagrama de Lógica de Rele (Ladder) • Diagrama de Blocos de Funções (FBD) s Linguagem Textual • Lista de Instruções (IL) • Texto Estruturada (ST) EXEMPLOS DE LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO Bloco de Função DIAGRAMA LADDER AND A B C C A ( ) B Lista de Instruções Texto Estruturado LD A ANDN B C=A AND NOT B ST C ENDEREÇAMENTO sÉ um número ou código usado para identificar cada ponto físico de entrada ou saída do CLP ou algum ponto interno. s Cada registro (conjunto de 16 BIT’s) associado a um grupo de E/S ou pontos internos também tem um endereço. s O endereço serve para referênciar pontos ou registros no programa ladder.apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 16 de 23
  17. 17. DIAGRAMA LADDER sForma de programação usada para passar instruções ao CLP sobre como deve ser executado o plano de controle. sUtiliza símbolos similares aos usados em diagrama elétrico de reles como linguagem de programação. INSTRUÇÕES DO TIPO RELÉ INSTRUÇÕES DO TIPO RELÉ Examine On Examine Off Bobina (Energizar saída) (Energizar EXEMPLO DE INSTRUÇÕES DO TIPO RELÉ CIRCUITO SÉRIE CIRCUITO ELETROMECANICO DIAGRAMA LADDER CH 1 CH 2 SOL 1 I:000 I:000 O:001 ( ) 01 02 12apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 17 de 23
  18. 18. INTERLIGAÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE E/S AO CLP cartão de cartão de entrada saída + - + - EXEMPLO DE INSTRUÇÕES DO TIPO RELÉ CIRCUITO PARALELO CIRCUITO ELETROMECANICO DIAGRAMA LADDER S1 ALARME I:012 O:003 ( ) 02 04 S2 I:012 03 EXEMPLO DE INSTRUÇÕES DO TIPO RELÉ CIRCUITO SÉRIE-PARALELO SÉRIE- CIRCUITO ELETROMECANICO DIAGRAMA LADDER S1 LÂMPADA I:001 O:000 ( ) 03 05 S2 S3 I:001 I:001 04 05apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 18 de 23
  19. 19. EXEMPLO DE INSTRUÇÕES DO TIPO RELÉ CIRCUITO SÉRIE-PARALELO CIRCUITO ELETROMECANICO DIAGRAMA LADDER CH1 CH3 SOL.1 I:001 I:001 O:000 ( ) 02 04 01 CH2 I:001 03 EXEMPLO DE INSTRUÇÕES DO TIPO RELÉ CIRCUITO SÉRIE-PARALELO CIRCUITO ELETROMECANICO DIAGRAMA LADDER I:001 I:001 O:000 B1 B2 ( ) 02 04 05 M O:000 M1 05 O:000 O:000 G M2 ( ) 05 06 R O:000 O:000 ( ) 05 07 Bobina Retentivaapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 19 de 23
  20. 20. Exemplo de Bobina Retentiva CIRCUITO ELETROMECANICO DIAGRAMA LADDER I:001 O:000 B1 B2 (L) 02 05 M I:001 O:000 M1 (U) 03 05 INSTRUÇÕES DE TEMPORIZAÇÃO (TON) TON TIMER ON DELAY EN Timer Time Base DN Preset Accum TIMER- Endereço do temporizador TIME BASE- Base de tempo PRESET- Valor definido como limite ACCUM- Valor acumulado TONapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 20 de 23
  21. 21. APLICAÇÃO DE UM TEMPORIZADOR (TON) I:001 TON EN TIMER ON DELAY 01 TIMER T4:0 TIME BASE 1.0 DN Preset 180 Accum 0 T4:0 O:001 01 EN T4:0 O:001 DN 02 INSTRUÇÃO DE TEMPORIZAÇÃO (TOF) TOF TIMER OFF DELAY EN Timer Time Base DN Preset Accum TIMER- Endereço do temporizador TIME BASE- Base de tempo PRESET- Valor definido como limite ACCUM- Valor acumulado TOFapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 21 de 23
  22. 22. APLICAÇÃO DE UM TEMPORIZADOR (TOF) I:012 TOF EN TIMER ON DELAY 10 TIMER T4:0 TIME BASE 1.0 DN Preset 180 Accum 0 T4:0 O:013 01 EN T4:0 O:013 DN 02 INSTRUÇÕES DE CONTADOR (CTU) CTU COUNT UP CU Counter Preset DN Accum COUNTER- Endereço do Contador PRESET- Valor definido como limite ACCUM- Valor acumulado CU- Contador habilitado DN- Contagem concluída APLICAÇÃO DE UM CONTADOR I:001 CTU COUNT UP CU Counter C5:0 01 Preset 4 DN Accum 0 C5:0 O:001 01 DN I:001 C5:0 RES 02apostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 22 de 23
  23. 23. APLICAÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO ARITIMÉTICA I:012 ADD ADD 10 SOURCE A N7:3 SOURCE B N7:4 DETINATION N7:20 APLICAÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO LÓGICA I:012 AND BITWISE AND 10 SOURCE A D9:3 SOURCE B D10:4 DETINATION D12:3 INSTRUÇÃO DE MOVIMENTAÇÃO (MOV) MOV MOVE Source Destination fimapostiladeautomao-cefet-110707210754-phpapp02.doc Pág. 23 de 23

×