Simulação Controle Manufatura

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
EWERTON LELINSKI MARIN
PROPOSTA DE UM AMBIENTE DE SIMULAÇÃO PARA ANÁLISE DE SISTEMAS
DE MANUFATURA QUE UTILIZAM CONTROLADORES INDUSTRIAIS
CURITIBA
2012

2
Dissertação apresentada ao curso de
Engenharia de Controle e Automação, do
Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia
da Pontifícia Universidade Católica do
Paraná, como requisito parcial à obtenção
do título de Engenheiro de Controle e
Automação.
Orientador: Prof. Me. Ricardo Alexandre
Diogo
CURITIBA
2012

3
Dissertação apresentada ao curso de Engenharia de Controle e Automação,
do Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia da Pontifícia Universidade Católica
do Paraná, como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro de Controle e
Automação.
COMISSÃO EXAMINADORA
_____________________________________________
Prof. Me. Ricardo Alexandre Diogo (PUCPR)
_____________________________________________
Prof. Dr. Agnelo Denis Vieira (PUCPR)
Curitiba, 21 de Junho de 2012.

4
RESUMO
Esta dissertação propõe um ambiente de simulação para analisar sistemas de
manufatura que utilizam controladores industriais. Utilizando uma célula de
manufatura que terá seus componentes atualizados e necessitará de uma nova
arquitetura de controle. Essa estrutura de controle envolve um controlador principal
(CLP), um coletor de informações (Point I/O), uma rede de comunicação (Ethernet) e
um computador (IHM). O ambiente de simulação deve ser capaz de visualizar o
processo e intervir nas variáveis de controle em caso de simulação.

5
ABSTRACT
This document considers a simulation environment to analyze manufacture
systems that use industrial controllers. Using manufacture cell it will have its brought
up to date components and it will need a new architecture of control. This structure of
control involves a main controller (CLP), a collector of information (Point I/O), a net of
communication (Ethernet) and a computer (IHM). The simulation environment must
be capable to visualize the process and to intervene in the variable of control in
simulation case.

6
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Rede de Petri Clássica.............................................................................. 16
Figura 2 - RdP Ordinária............................................................................................ 17
Figura 3 - RdP Segura............................................................................................... 17
Figura 4 - RdP Sincronizada...................................................................................... 18
Figura 5 - RdP Interpretada ....................................................................................... 19
Figura 6 - Corrente Lógica Fictícia ............................................................................ 20
Figura 7 - Instrução N.A............................................................................................. 20
Figura 8 - Instrução N.F............................................................................................. 21
Figura 9 - Instrução OTE ........................................................................................... 21
Figura 10 - Instrução OTL.......................................................................................... 21
Figura 11 - Instrução OTU ......................................................................................... 21
Figura 12 - Instrução OSR......................................................................................... 22
Figura 13 - Exemplo de Ladder de Inicialização........................................................ 25
Figura 14 - Módulo de Eventos.................................................................................. 26
Figura 15 - Módulo de Condições.............................................................................. 26
Figura 16 - Módulo das Transições ........................................................................... 27
Figura 17 - Módulo da Dinâmica................................................................................ 27
Figura 18 - Módulo das Ações................................................................................... 28
Figura 19 – Layout da Célula de Manufatura ............................................................ 32
Figura 20 – Layout de Posições do Robô.................................................................. 36
Figura 21 - RPIC do Estudo de Caso ........................................................................ 40
Figura 22 – Arquitetura de Controle .......................................................................... 41
Figura 23 – Tampa da CPU....................................................................................... 42
Figura 24 - CPU......................................................................................................... 42
Figura 25 – Fonte de alimentação da CPU ............................................................... 42
Figura 26 – Conjunto Point I/O .................................................................................. 43
Figura 27 – Módulo 1734-EANT ................................................................................ 44
Figura 28 – Conjunto de Expansão ........................................................................... 44
Figura 29 – Módulo de entrada.................................................................................. 44
Figura 30 – Detalhamento de Montagem .................................................................. 45
Figura 31 – Fonte de Alimentação............................................................................. 45

7
Figura 32 - MainRoutine (Programação) ................................................................... 47
Figura 33 - Modo (Programação) .............................................................................. 48
Figura 34 - RP_00_Inicialização (Programa)............................................................. 49
Figura 35 - RP_01_Condição (Programação) ........................................................... 49
Figura 36 - RP_02_Transicoes (Programação)......................................................... 50
Figura 37 - Pedaço da RPIC...................................................................................... 50
Figura 38 - RP_03_Dinamica (Programação) ........................................................... 50
Figura 39 - Ramificação (Aplicação).......................................................................... 52
Figura 40 - Tela de Simulação (Aplicativo)................................................................ 54
Figura 41 - Relatório Detalhado................................................................................. 55
Figura 42 - Relatório Resultado................................................................................. 55
Figura 43 - Proposta 1 ............................................................................................... 57
Figura 44 - Proposta 2 ............................................................................................... 58
Figura 45 – RSLinx – Exemplo .................................................................................. 61
Figura 46 – RSLinx – Abrindo o Programa................................................................ 61
Figura 47 – RSLinx – Tela Inicial............................................................................... 61
Figura 48 – RSLinx – Menu de Configuração............................................................ 62
Figura 49 – RSLinx – Tipo de Conexão..................................................................... 62
Figura 50 – RSLinx – Adição do Nome ..................................................................... 63
Figura 51 – RSLinx – Escolha da Rede..................................................................... 63
Figura 52 – RSLinx – Estado da Conexão ................................................................ 64
Figura 53 – RSLinx – Menu de Visualização............................................................. 64
Figura 54 – RSLinx – Visualização da Rede ............................................................. 64
Figura 55 – IP/XP – Ícone de Configuração de Rede................................................ 65
Figura 56 – IP/XP – Conexão Local .......................................................................... 65
Figura 57 – IP/XP – Tipo de Protocolo ...................................................................... 66
Figura 58 – IP/XP – Parâmetros do Protocolo........................................................... 66
Figura 59 – RSLinx – Configuração Completa da Rede de Comunição ................... 67
Figura 60 – RSLogix – Ícone Inicial ........................................................................... 68
Figura 61 – RSLogix – Tela Inicial............................................................................. 68
Figura 62 – RSLogix – Novo Programa..................................................................... 69
Figura 63 – RSLogix – Seleção do Controlador ........................................................ 69
Figura 64 – RSLogix – Programa Criado................................................................... 69

8
Figura 65 – RSLogix – Propriedades da CPU ........................................................... 70
Figura 66 – RSLogix – IP da CPU ............................................................................. 70
Figura 67 – RSLogix – Adicionando Módulos............................................................ 71
Figura 68 – RSLogix – Seleção do 1734-AENT ........................................................ 72
Figura 69 – RSLogix – Configuração Geral do 1734-AENT...................................... 72
Figura 70 – RSLogix – 1734-AENT Definição de Módulo ......................................... 73
Figura 71 - RSLogix - Mensagem de aviso ............................................................... 74
Figura 72 - RSLogix - Adição de novo módulo .......................................................... 74
Figura 73 - RSLogix - Adição Input............................................................................ 75
Figura 74 - RSLogix - Configuração Modulo Input .................................................... 76
Figura 75 - RSLogix - Configuração Completa.......................................................... 76
Figura 76 - RSLogix - Download do software ............................................................ 77
Figura 77 - Logix - Download Software ..................................................................... 77
Figura 78 - E3Studio - Menu...................................................................................... 78
Figura 79 - E3Studio - Novo Domínio........................................................................ 78
Figura 80 - E3Studio - Assistente .............................................................................. 79
Figura 81 - E3Studio - Aplicação Padrão .................................................................. 79
Figura 82 - E3Studio - Criando Domínio.................................................................... 79
Figura 83 - E3Studio - Tela Inicial ............................................................................. 80
Figura 84 - E3Studio - Inserindo Driver ..................................................................... 81
Figura 85 - E3Studio - Localizando Driver................................................................. 81
Figura 86 - E3Studio - Configuração Modulo ............................................................ 82
Figura 87 - E3Studio - Configuração IP..................................................................... 82
Figura 88 - E3Studio - Adicionando Tags.................................................................. 83
Figura 89 - E3Studio - Tag Browser .......................................................................... 83

9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Instrução N.A............................................................................................ 20
Tabela 2 - Instrução N.F. ........................................................................................... 21
Tabela 3 - Somatório de Tempos .............................................................................. 29
Tabela 4 - Relação de Entradas ................................................................................ 34
Tabela 5 - Relação de Saídas ................................................................................... 35
Tabela 6 - Tabela de Posições do Robô ................................................................... 37
Tabela 7 - Requisitos de Desempenho do Sistema .................................................. 46
Tabela 8 - Rotinas de Programação.......................................................................... 47
Tabela 9 - RPIC <-> Ladder ...................................................................................... 51
Tabela 10 - Receptividade......................................................................................... 52

10
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CLP - Controlador Lógico Programável
IHM - Interface Homem-Máquina
RdP - Redes de Petri
OSR - One Shot Rising
OTL - Output Latch
OTU - Output Unlatch
OTE - Output Energize
XIC - Examine If Closed
XIO - Examine If Open
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition
RPIC - Redes de Petri Interpretada para Controle
RPS - Redes de Petri Sincronizadas

11
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 13
1.1 Objetivo Geral............................................................................................... 14
1.2 Objetivos específicos.................................................................................... 14
1.3 Justificativa ................................................................................................... 15
1.4 Conclusão do Capítulo ................................................................................. 15
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................................... 16
2.1 Redes de Petri.............................................................................................. 16
2.1.1 Ordinária ................................................................................................ 17
2.1.2 Segura.................................................................................................... 17
2.1.3 Estado da RdP....................................................................................... 17
2.1.4 RdP Automata / Não-Autômata ............................................................. 18
2.1.5 Redes de Petri Sincronizada (RPS)....................................................... 18
2.1.6 Redes de Petri Interpretada................................................................... 18
2.2 Linguagem Ladder........................................................................................ 19
2.2.1 Contato Normalmente Aberto (XIC)....................................................... 20
2.2.2 Contato Normalmente Fechado (XIO) ................................................... 20
2.2.3 Bobina (OTE) ......................................................................................... 21
2.2.4 Set (OTL) e Reset (OTU)....................................................................... 21
2.2.5 Disparo Único de Subida (OSR) ............................................................ 22
2.3 Scada............................................................................................................ 22
3 METODOLOGIA.................................................................................................. 24
3.1 Conversão da Rede de Petri em Diagrama Ladder ..................................... 24
3.1.1 Método de Conversão............................................................................ 24
3.1.2 Módulo de Inicialização.......................................................................... 25
3.1.3 Módulo de Eventos/Condições .............................................................. 25
3.1.4 Módulo de Condições para Disparo das Transições ............................. 26
3.1.5 Módulo da Dinâmica da RPIC................................................................ 27
3.1.6 Módulo das Ações.................................................................................. 28
3.2 Estrutura de Simulação ................................................................................ 28

12
4 ANÁLISE DO MÉTODO...................................................................................... 31
4.1 Estudo de caso............................................................................................. 31
4.1.1 Lista de Entradas - Point I/O.................................................................. 34
4.1.2 Lista de Saídas - Point I/O ..................................................................... 35
4.1.3 Posições do Robô Manipulador ............................................................. 36
4.1.4 Tabela Binária de Posições do Robô Manipulador................................ 37
4.1.5 Considerações do Sistema .................................................................... 38
4.1.6 Ciclo de Trabalho................................................................................... 38
4.1.7 Rede de Petri ......................................................................................... 40
4.1.8 Arquitetura.............................................................................................. 41
4.1.9 Detalhamento do Controlador................................................................ 41
4.1.10 Detalhamento do Point I/O..................................................................... 43
4.1.11 Detalhamento do Computador............................................................... 45
4.2 Programação do CLP ................................................................................... 46
4.3 SCADA ......................................................................................................... 52
4.4 Resultados.................................................................................................... 54
5 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS....................................... 57
6 CONCLUSÕES ................................................................................................... 59
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 60
APÊNDICE A - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO RSLINX ............................... 61
APÊNDICE B - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO WINDOWS XP .................... 65
APÊNDICE C - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO RSLOGIX ............................ 68
APÊNDICE D - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO SCADA................................ 78

13
1 INTRODUÇÃO
O setor industrial aplica grande variedade de tecnologia a sistemas de
manufatura. Entre as várias tecnologias, o CLP (controlador lógico programável) se
destaca pela utilização em grande escala. Devido à grande utilização, o tempo curto
para implantação e a falta de profissionais qualificados, temos alguns problemas
comuns. Entre eles, a programação sem o mínimo de planejamento necessário, que
torna o tempo de instalação de um equipamento mais longo e suscetível a erros.
Outro ponto é apresentador por Diogo (2008), "poucos são os trabalhos
desenvolvidos para validar arquiteturas de controle implementadas em CLP através
de simulação estimulada por sinais reais". Utilizando como fonte de inspiração o
problema apresentado e a citação de Diogo (2008), é proposto um ambiente de
simulação para análise de sistemas de manufatura que utilizam controladores
industriais.
A ideia principal do tema consiste em executar uma análise do programa do
CLP na etapa de projeto através de simulação. Para isso, é proposto um roteiro de
trabalho e procedimentos que possibilitam alcançar o resultado.
O trabalho começa com a definição do ciclo de trabalho do equipamento, que
através de uma ferramenta de modelagem de Redes de Petri, é projetado e
analisado.
Como Redes de Petri não é uma linguagem de programação de CLPs
padronizada pela IEC 1131-1 (1995) é necessário um método de conversão de
linguagens. Nesse tema, Silvestre (2010) propôs uma metodologia de conversão de
Redes de Petri Interpretadas para Controle (RPIC) em diagrama Ladder.
Outra etapa do trabalho consiste em simular o sistema através de sinais
físicos. Para isso é utilizado um software do tipo SCADA com módulo de IHM. Isso
possibilita que os dados coletados pela simulação seja armazenados para análise
posterior e uma parte da interface gráfica de simulação possa ser utilizada quando o
equipamento estiver instalado. O software tipo SCADA possibilita que seja utilizada
uma das cinco linguagens padronizadas pela IEC 1131-1 (1995), a linguagem Texto
Estruturado (Structured text).
Para validar a metodologia abordada é utilizado um estudo de caso, no qual
todo procedimento detalhado é aplicado, simulado e analisado. O sistema de estudo

14
é uma célula de montagem com braço robotizado, que permite a aplicação de todas
as técnicas.
O desenvolvimento desta dissertação foi executado em parceria com o aluno
Rodrigo Lübcke Weingartner, do curso de Engenharia de Controle e Automação da
PUCPR, que desenvolveu o mesmo tema aplicado em outro caso de estudo. O
desenvolvimento em parceria deixa a metodologia de trabalho parecida, porem o
desenvolvimento em casos de estudos diferentes definem a conclusão do trabalho.
1.1 Objetivo Geral
O objetivo é geral dessa dissertação é desenvolver um sistema de simulação
que permita a validação de sistemas de manutafura. Para isso, será necessário
integrar uma plataforma de simulação desenvolvida em software tipo scada com a
plataforma do controlador industrial, que terá a programação desenvolvida em rede
de petri e traduzida para diagrama Ladder, como proposto por Silvestre (2010). A
simulação trará ao sistema maior confiabilidade para a implantação e reduzirá
custos de projetos.
1.2 Objetivos específicos
Os objetivos específicos desse trabalho são:
i. Propor um ambiente de simulação e interface homem máquina (IHM)
utilizando software do tipo scada.
ii. Desenvolver a programação do controlador industrial através de rede de petri
e traduzi-la para diagrama ladder, como proposto por Silvestre (2010).
iii. Apresentar o resultado obtido pela simulação integrando o ambiente scada e
o ambiente do controlador industrial aplicado a um caso de estudo.

15
1.3 Justificativa
O desenvolvimento do tema proposto é possível pois a bibliografia e
tecnologia disponível permitem a integração das partes existentes do sistema,
possibilitando que novas ideias e práticas sejam aplicadas.
Quando se trata de tecnologia industrial o tema pode ficar abrangente,
mesmo quando reduzido ao controlador conhecido por CLP. Pois esse possui
diversas marcar, tipos e modelos e por esse motivo o projeto de um sistema de
simulação deve se rápido e robusto. Possibilitando a utilização do conceito e não do
componente.
1.4 Conclusão do Capítulo
Este capítulo apresentou um problema e uma possível solução, abordando o
tema superficialmente e citando as referências que serão estudadas, assim como
objetivos.
Um ponto a ressaltar é a realização do trabalho em parceria com o
Weingartner (2012), que pode gerar certa semelhança entre os trabalhos.
O próximo capítulo 2 apresentará conhecimentos necessários para a
compreensão do desenvolvimento da metodologia, apresentada no capítulo 3:
Metodologia.

16
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Este capítulo aborda alguns conceitos fundamentais para o desenvolvimento
do tema proposto que é apresentado no Capítulo 3: Metodologia. Nas próximas
seções estão definidos os conceitos de Rede de Petri, linguagem ladder e software
tipo scada. Todos utilizados para a modelagem do sistema de simulação e análise.
2.1 Redes de Petri
As Redes de Petri (RdP) foram criadas por Carl Adam Petri e apresentada a
Universidade de Bonn em 1962 através da sua tese de doutorado "Kommunication
mit Automaten".
As RdP são constituídas por dois componentes ligados através de um "Arco",
que são os "Lugares" e as "Transições". Os "Lugares" são representados por um
círculo que podem significar uma condição, atividade ou recursos. As "Transições"
são representadas por uma barra que coresponde a um evento. A RdP pode
caminhar apenas em dois sentidos: de um "Lugar" para uma "Transição" e de uma
"Transição" para um "Lugar".
Existe um outro elemento que caracteriza uma situação dinâmica, a "Ficha". A
"Ficha" é uma marca que muda de um "Lugar" para outro "Lugar" conforme o
disparo de uma "Transição". A RdP completa pode ser visualizada na Figura 1.
Figura 1 - Rede de Petri Clássica
Fonte: Rebelo (2008)

17
2.1.1 Ordinária
Uma rede de Petri é ordinária quando todos os arcos possuem peso (1), isso
torna desnecessário a explicitar o peso. A Figura 2 exemplifica duas redes de Petri
ordinárias, nais quais a primeira explicita os pesos e a segunda não.
Figura 2 - RdP Ordinária
2.1.2 Segura
Quando o número máximo de fichas em um lugar é (1), para todas os estados
alcançáveis a RdP é segura. A Figura 3 mostra uma RdB ordinária e segura.
Figura 3 - RdP Segura
2.1.3 Estado da RdP
O estado de uma RdP é definido pelos conjuntos de lugares, como: P =
{L1,L2}. Utilizando a Figura 3 como exemplo, possui o lugar "L1" marcado com uma
ficha e o lugar "L2" sem ficha. Quando a transição "T1" disparar a ficha caminha
para "L2", formando os dois estados possíveis dessa RdP.

18
Isso gera os dois estados, conforme abaixo:
i. P1 = { 1 , 0 }
ii. P2 = { 0 , 1 }
2.1.4 RdP Automata / Não-Autômata
Uma RdP é dita autômata quando não difere entre habilitação e disparo, ou
seja, quando a transição estiver habilitada ocorrerá o disparo.
Uma RdP não-autômata difere o disparo da habilitação. O disparo está ligada
diretamente a uma RdP sincronizada, permitindo assim que a transição seja
habilitada, no entanto fique a espera de uma condição (sincronismo) para disparar.
2.1.5 Redes de Petri Sincronizada (RPS)
Uma RdP é sincronizada quando utiliza eventos externos como condições
para o disparo de transições. A Figura 4, mostra uma RPS que tem o transição "T0"
habilitada e não disparavel, pois necessita de um evento externo que é "E0". Esse
evento pode ser um sensor, ou um sinal de saída do CLP, ou outro sinal externo.
Figura 4 - RdP Sincronizada
2.1.6 Redes de Petri Interpretada
Um RdP Interpretada é uma rede de Petri não-autômata com sincronismo e
pode ou não ter temporização. Essas redes possuem várias interpretações e

19
dependendo da área aplicada, suas adaptações.
Uma RdP Interpretada possui sincronismo com o meio externo, tanto no
sentido de recebimento quanto no sentido de envio de dados e sinais. A Figura 5,
exemplifica uma RdP Interpretada e mostra o recebimento de sinais na transição
"T0" pela receptividade, que é formado pelo produto das condições (C0) pelos
eventos (E0). Também mostra o envio de sinais com as variáveis "A0" e "B0".
Figura 5 - RdP Interpretada
2.2 Linguagem Ladder
A IEC 1131-3 (1995) define cinco linguagens de programação de CLPs: FDB
(Function block diagram), LD (Ladder diagram), ST (Structured text), IL (Instruction
list) e SFC (Sequential function chart).
A linguagem Ladder por ser a mais antiga e a mais utilizada, esta presente na
maioria do CLPs, segundo Silvestre (2010) e será a linguagem utilizada.
O diagrama em Ladder possui sua representação gráfica em forma de escada
e os símbolos se assemelham aos encontrados em projetos elétricos, isso torna a
linguagem mais fácil de ser assimilada.
A leitura do diagrama em Ladder é sempre executada da esquerda para a
direita. Comparando com a linguagem elétrica, a esquerda representa o ponto de
maior potencial e a direita o ponto de menor potencial, fazendo com que uma
corrente fictícia seja formada, isso pode ser visualizado na Figura 6.

20
Figura 6 - Corrente Lógica Fictícia
Fonte: Silvestre (2010)
2.2.1 Contato Normalmente Aberto (XIC)
A instrução de contato normalmente aberto é sempre utilizada no lado
esquerdo, conforme corrente fictícia e para verificar quando o valor de um bit vai a
(1). A Figura 7 exemplifica a utilização da instrução, na qual é utilizada uma variável
"N.A." e a Tabela 1 mostra que quando a variável tiver o valor (1) a instrução é
verdadeira.
Figura 7 - Instrução N.A.
Variável Valor Lógica N.A.
N.A. 1 Verdadeira
N.A. 0 Falsa
Tabela 1 - Instrução N.A.
2.2.2 Contato Normalmente Fechado (XIO)
A instrução de contato normalmente fechado é sempre utilizada no lado
esquerdo, conforme corrente fictícia e para verificar quando o valor de um bit vai a
(0). A Figura 8 exemplifica a utilização da instrução, na qual é utilizada uma variável
"N.F." e a Tabela 2 mostra que quando a variável tiver o valor (0) a instrução é
verdadeira.

Figura 8 - Instrução N.F.
Variável Valor Lógica N.F.
N.F. 1 Falsa
N.F. 0 Verdadeira
Tabela 2 - Instrução N.F.
2.2.3 Bobina (OTE)
A instrução de uma bobina funciona como uma saída do CLP, que quando
acionada comuta para o valor (1). Utilizando a Figura 9 como exemplo, a variável
"OTE" possui valor (0), pois não está acionada. Quando uma instrução é verdadeira
ou esta acionada fica com um retângulo verde, que pode ser visualizado na Figura
8.
Figura 9 - Instrução OTE
2.2.4 Set (OTL) e Reset (OTU)
As instruções "SET" (ver Figura 10) e "RESET" (ver Figura 11) são
normalmente utilizadas juntas e na mesma variável. A função da instrução "SET" é
reter uma informação até o comando "RESET" descartar a mesma.
Figura 10 - Instrução OTL Figura 11 - Instrução OTU

22
2.2.5 Disparo Único de Subida (OSR)
A instrução "One Shot Rising" é verdadeira quando uma variação de sinal
ocorre do nível (0) para o nível (1). A instrução (ver Figura 12) permanece verdadeira
por apenas um ciclo de varredura do CLP e após isso torna-se falsa, mesmos que
as condições da linha estejam satisfeitas. Para que a instrução possa voltar a ser
verdadeira é necessário que pelo menos uma das condições comute de estado.
Figura 12 - Instrução OSR
2.3 Scada
O conceito SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), normalmente
é aplicado a sistemas centralizados que monitoram dados de sistemas completos.
Esses sistemas pode ser desde pequenas células de trabalhos até empresas
inteiras, comumente aplicados em industrias de geração de energia.
Um sistema SCADA pode ser composto por:
i. IHM - Dispositivo cuja função é apresentar ao operador dados do sistema e
dependendo do sistema controla-los.
ii. Computador - Equipamento armazenador de dados que também pode
incorporar a função de uma IHM.
iii. Terminais Remotos de Aquisição de Dados - Conversores de sinais que
convertem um sinal físico em entrada de dados para o sistema SCADA.
iv. CLP - Controlador comumente utilizados em campo por possuir um grande
versatilidade e baixo custo.
v. Infraestrutura de Comunicação - Rede por onde os dados trafegam.
vi. Processos Variados - Pode supervisionar a controlar um ou mais processos
ao mesmo tempo.

23
Neste capítulo foram apresentados alguns conceitos básicos que servem
como base de conhecimento para a compreensão da metodologia que será
apresentada.
As definições e tipos de redes de Petri são apresentados em ordem crescente
de complexidade, partindo de conceitos básicos e chegando as redes de Petri
Interpretadas, que abrangem todos os conceitos disponíveis.
O diagrama Ladder é abordado em forma resumida, pois sua linguagem é
extensa. Apenas os principais princípios e comandos foram abordados, sendo os
mesmos que serão utilizados para a conversão de rede de Petri para linguagem
Ladder.
Um conceito geral do sistema SCADA é apresentado para transmitir a
informação do que é e do que é composto. Esse sistema será utilizado para a
simulação através de sinais reais.

24
3 METODOLOGIA
A metodologia é apresentada em duas etapas distintas: a conversão de rede
de Petri em diagrama Ladder; a estrutura de simulação.
Para a conversão será utilizado e adaptado o método apresentado por
Silvestre (2010). Para esta etapa será apresentada o modelo de rede de Petri e
depois o procedimento para a conversão.
Para a simulação será apresentada uma metodologia baseada nos estados
da rede de Petri, que ao finalizar a conversão estarão disponíveis no controlador
como variáveis booleanas.
3.1 Conversão da Rede de Petri em Diagrama Ladder
Silvestre (2010) propôs a utilização de uma Rede de Petri Interpretada para
Controle que possui as seguintes características: ordinária, segura (booleana), não-
autômata, sincronizada, temporizada e interpretada. A RdP utilizada por Silvestre
(2010) permite o sincronismo com eventos externo e/ou temporizadores, o que lhe
difere de David & Alla (2005), que trata a temporização como um evento externo e
no qual foi baseada a sua rede.
Diferente de Silvestre (2010) e David & Allan (2005) não é utilizado
temporizadores na RdP para o desenvolvimento do projeto. Os tempos que são
abordados se referem a movimentação dos equipamentos e portanto devem
pertencer ao sistema SCADA.
3.1.1 Método de Conversão
O método de conversão proposto por Silvetre (2010) é baseado no trabalho
de Moreira, Botelho & Basilio (2009). O método é baseado em cinco módulos nos
quais cada um representa uma parte da RPIC, conforme apresentados abaixo:
i. Módulo de inicialização
ii. Módulo de Eventos

25
iii. Condições de Disparos para Transições
iv. Dinâmica da RPIC
v. Ações
3.1.2 Módulo de Inicialização
Como o nome diz, esse módulo deve ser executado apenas uma vez, em
outras palavras apenas no primeiro ciclo do CLP. O módulo de inicialização coloca
as "Fichas" nos "Lugares" marcados, designando assim um ponto de partida.
Esse módulo é representado no diagrama Ladder em um único rung (linha de
programação mostrada na Figura 13), que é composta por:
i. Uma variável "BS0" associada a um contato fechado como condição de rung.
ii. O acionamento das bobinas para colocar as "Fichas" nos "Lugares" e na
variável "BS0" para tornar a condição falsa.
Figura 13 - Exemplo de Ladder de Inicialização
3.1.3 Módulo de Eventos/Condições
O módulo de eventos traduz sensores em sinais de borda de subida ou
descida, com isso afetando a lógica de controle. Silvestre (2010) propôs o modelo de
conversão como mostrado na Figura 14, que traz um inconveniente, o comando
"OSR". Esse comando transforma o sinal de um sensor em um pulso, como visto
nas definições.

26
Figura 14 - Módulo de Eventos
Fonte: Silvestre (2010)
Para tornar o sistema mais próximo do real será utilizado a condição de
receptividade, que é R = { E , C }, na qual "E" são os eventos e "C" são as
condições. Com isso é separado os sensores para o lado das "Condições" e as
respostas de equipamentos para os "Eventos".
A Figura 15 mostra a adaptação do método proposto, na qual a diferenciação
do sinal real e o sinal simulado é adicionado. No lado esquerdo da rung é adicionado
dois conjuntos de condições. O primeiro, analisa quando o sistema está em modo
real, tornando o conjunto de condição verdadeiro no momento que a entrada física
for a (1). O outro conjunto de condição entrará em execução, quando o sistema
SCADA estiver em modo simulação e a variável de simulação "Input_12" for a (1),
também comandada pelo SCADA.
Figura 15 - Módulo de Condições
3.1.4 Módulo de Condições para Disparo das Transições
Este módulo trata restritamente as condições de disparo de uma transição.
Essas condições são compostas por "Lugares", "Eventos", "Condições" e restrições
de "Lugares", apresentados na Figura 16 respectivamente.
Os "Lugares" indicam que uma transição está habilitada para disparar, porem

27
o disparo só acontece com as outras condições satisfeitas. As condições de
receptividade fornecem o sincronismo da PRIC com o meio externo. E por ultimo o
arco inibidor, que soluciona conflitos. Esse utiliza um contato fechado para sua
representação.
Figura 16 - Módulo das Transições
3.1.5 Módulo da Dinâmica da RPIC
O módulo da dinâmica da RPIC controla a distribuição das fichas, que mudam
de "Lugar" a cada disparo de transição. Cada "Lugar" é convertido em uma rung e
adicionado como uma bobina "Set", conforme a Figura 17 mostra para o "Lugar_02".
A condição para a rung ser verdadeira é composta pela transição que antecede o
"Lugar", podendo ainda ter restrições de transições que formariam um conjunto de
contatos N.A.s e N.F.s., sempre utilizando as transições geradas no item 3.1.1.3:
Múdulo de Condições para Disparo de Transições.
Pode acontecer que mais de um "Lugar" seja marcado ou desmarcado e para
isso, é adicionado quantos "Lugares" forem necessários em cascata com a bobina
principal. Para a adição das bobinas é necessário utilizar os comandos: "Set" para
marcar os lugares e o "Reset" para desmarcar um "Lugar".
Figura 17 - Módulo da Dinâmica

28
3.1.6 Módulo das Ações
O módulo de ações está diretamente ligado aos "Lugares" que podem
executar dois tipos de ações: de impulso e de nível. As ações de impulso devem ser
utilizadas para troca de informação entre dispositivos e as de nível, devem ser
utilizadas para comando de atuadores.
Para a construção desta rung é utilizada a saída física do controlador em uma
bobina "OTE" e a condição para a rung ser verdadeira o "Lugar" que resultou as
ações. A Figura 18 exemplifica a construção de uma ação de nível. Para uma ação
de pulso devesse utilizar o comando "OSR".
Figura 18 - Módulo das Ações
Nas saídas do controlador não são feitas diferenciações quanto a sinais reais
e simulados, como no item 3.1.3: Módulo de Eventos/Condições. Isso ocorre porque
as saídas são os resultados das entradas e a diferenciação não traria benefícios.
3.2 Estrutura de Simulação
A estrutura de simulação é montada em texto estruturado e baseada nos
"Lugares" da rede de Petri. Essa estrutura é composta por duas condições através
do comando "IF", que são:
i. A condição do "Lugar" estar marcado.
ii. A condição do temporizador do "Lugar" terminar de contar.
A segunda condição é dependente da primeira, sendo necessário a primeira
condição estar verdadeira para que a segunda possa chegar a ser. A segunda
condição, um temporizador, tem a função de reunir os tempos de atuação do
sistema. Para isso é feito um somatório dos tempos de movimentação referentes a
um "Lugar", como mostrado na Tabela 3.

29
Lugar Descrição Tempo (S)
1 Robo pega o palete 2
1 Cilindro Trava - Comando Abrir 3
5Total
Tabela 3 - Somatório de Tempos
Ao tempo obtido é multiplicado por 100 e o resultado será o "Preset" do
contador. O "Preset" é uma variável do contador que determina até que valor deve
contar.
Como exemplo é extraído um trecho da simulação e numerado as suas linhas
conforme abaixo:
i. '-----------------------------------------------------------------------------------'
ii. 'Lugar_1
iii. '-----------------------------------------------------------------------------------'
iv. if Application.GetObject("Driver1.Lugar.[MainProgram.PTs_Lugar_01]").Value=1 then
v. if Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Value = Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Preset then
vi. Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_02_Cont").Preset=(10000/Application.GetObject("Dados1.VarTempoSimulacao").Value)
vii. Application.GetObject("Driver1.Input_1.[MainProgram.Input_12]").Value=1
viii.
ix. else
x. Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Preset=(400/Application.GetObject("Dados1.VarTempoSimulacao").Value)
xi. Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Enabled=true
xii. end if
xiii. end if
As linhas "i, ii e iii" representam descrições do conjunto de instrução abaixo
delas.
A primeira condição é composta pelas linhas "iv e xiii", nas quais indicam o
início e fim respectivamente. Na linha "iv" é constituída a condição de lugar marcado
com a expressão de que uma variável tem que ser igual a (1).
Sendo satisfeita a primeira condição o sistema irá analisar a segunda
condição que é composta pelas linhas "v, ix e xii", as quais indicam início, meio e fim
respectivamente. Analisando a condição, composta na linha "v" é verificado se o
"Value" do contador do "Lugar" de análise é igual ao seu "Preset" e sendo falso, ele
executa as linhas "x e xi", que parametriza o "Preset" do contador e liga o contador
respectivamente.
Após decorrer um certo tempo contanto, o "Preset" será igual ao "Value" e
assim a segunda condição torna verdadeira. Isso faz a simulação executar as linhas

30
"vi, vii e viii", que muda o valor do "Preset" do contador do próximo "Lugar", modifica
o valor de um condição e linha reserva para adicionar outra condição ou evento,
respectivamente.
O tempo obtido na Tabela 3 é inserido na linha "x" que parametriza o
"Preset"do contador com a constante de tempo obtida dividida pela variável de
tempo de simulação, permitindo assim que a simulação aumente ou diminua a
velocidade de análise.
Este capítulo abordou duas metodologias distintas que tem como objetivo
determinar um padrão de referencia para execução do tema proposto.
A metodologia de conversão de RPIC em diagrama Ladder apresenta por
Silvestre (2010), necessitou de uma ampliação para atendendo a condição de
receptividade. Em seu trabalho, Silvestre (2010), utiliza apenas eventos (impulso) o
que não traduz o funcionamento de muitos equipamentos.
A metodologia de simulação foi estruturada conforme a disponibilidade da
RPIC, focando nos "Lugares". Foi reunido um conjunto de informações que é
executado após um "Lugar" ser marcado.
No próximo capítulo será aplicada as técnicas apresentadas e avaliadas com
um estudo de caso.

31
4 ANÁLISE DO MÉTODO
Neste capítulo será implementado os métodos desenvolvidos no capítulo 3:
Metodologia, em um caso de estudo. Essa etapa será apresentado em quatro
partes: apresentação do caso de estudo, desenvolvimento da programação do CLP,
desenvolvimento do software de simulação e os resultados.
4.1 Estudo de caso
A célula de manufatura estudada está localizada na PUCPR, no Parque
Tecnológico - Bloco 3 no laboratório LAS-I. A célula de estudo é caracterizada como
uma planta de montagem, pois o objetivo dela é montar as peças recebidas da linha
e quando prontas devolvê-las.
O layout da planta de estudo é visualizado na Figura 19 e é constituído pelas
seguintes partes:
i. Linha de alimentação de paletes (cor azul) – Composta por quatro
sensores e quatro atuadores que tem a função de construir uma fila e
possibilitar a retirada e devolução um palete sem que ocorra colisões entre
eles.
ii. Buffer de palletes (cor vermelha) – Possui seis posições e em cada uma,
um sensor para a detecção de palete presente. Este buffer serve para
controlar o tamanho da fila. Também fornece um estoque de matéria prima
de segurança, possibilitando que a estação trabalhe por um certo tempo
mesmo que ocorra problema com o fornecimento de palete.
iii. Robô manipulador (cor roza) – É a principal ferramenta da estação. Sem
ele não se executa nem uma operação.
iv. Mesa de trabalho (cor verde) - Reúne uma sequencia de etapas de
montagem, possibilitando assim a união das partes dos componentes.

32
v. Suporte com três ferramentas para o robô (cor marrom) – Cada uma, para
um tipo de trabalho. A primeira (G1), retira o palete da linha e manipula a
peça e a tampa. A segunda (G2), pega a mola e a transporta para o teste
e montagem. A terceira (G3), executa o parafusamento.
vi. Alimentador de tampas (cor amarela) - Responsável por fornecer as
tampas para serem montadas. Como o buffer de paletes, ele consegue
manter o sistema trabalhando por um certo tempo sem que necessite de
carregamento.
vii. Alimentador de molas (cor rosa) - Tem a mesma função do alimentador de
tampas.
viii. Verificador de peças (cor azul clara) - Restringe a utilização de apenas
uma molas, utilizando um sistema de inspeção mecânica.
ix. Câmeras de Inspeção - No total duas: uma para verificar o posicionamento
do encaixe da base (fica em cima do item "iv") e outra para verificar o
posicionamento da tampa (localizada em cima do item "vi"
Mais detalhes sobre cada processo serão apresentados conforme a
necessidade de utilização e detalhamento.
Figura 19 – Layout da Célula de Manufatura

33
Como pode ser observado na Figura 19 existe uma grande quantidade de
componentes e cada com um funcionamento específico, entre eles:
 Sensor Indutivo
 Sensor Fotoelétrico
 Fim de Curso
 Cilindro Pneumático
Esses componentes necessitam de uma conexão elétrica. Para isso é
utilizado o Point I/O que reúne os sinais de campo e os envia pra o CLP. O caminho
inverso também ocorre, no qual o CLP processa os dados recebidos e atualiza os
atuadores, que retornam o sinal para o Point I/O.
Para esses sinais é proposta uma tabela de entrada (Tabela 4) e de saída
(Tabela 5). Nela são referenciados os mnemônicos de cada sinal, a sua descrição e
ponto de conexão física. Também tem uma relação com o layout da célula, que
contem mnemônico ao lado da representação gráfica, como mostrado na Figura 19
– Layout da Célula de Manufatura.
É importante ressaltar esses três itens: o layout, a lista de entradas e a lista
de saídas. Eles contem informações importantes para a compreensão da proposta,
alem de fornecer ao conjunto uma organização e clareza das informações. Por
exemplo, a entrada "Input_12": pela lista de entrada é possível saber sua descrição
e mnemônico, através do mnemônico é possível localizar o componente no layout
formando assim uma cadeia de informações.
Uma vez que o equipamento de estudo não se encontra instalado, as duas
listas propostas podem ser utilizadas para a construção do projeto elétrico.

34
4.1.1 Lista de Entradas - Point I/O
Input / Output Mnemônico Descrição
Input_1-0 SIEP1 Sensor Indutivo Esteira Presença 1
Input_1-4 Reserva
Input_1-5 SIBP1 Sensor Indutivo Buffer Presença 1
Input_2-3 SICTAV Sensor Indutivo Cilindro Trava Aberta
Input_2-4 Reserva
Input_2-5 SICMPRE Sensor Indutivo Cilindro Matéria Prima Recuado
Input_2-6 SICMPAV Sensor Indutivo Cilindro Matéria Prima Avançado
Input_2-7 SFMPP Sensor Fotoelétrico Matéria Prima Presente
Input_3-0 SICMP2RE Sensor Indutivo Cilindro Matéria Prima 2 Recuado
Input_3-1 FCMP2P Fim de Curso Matéria Prima 2 Presente
Input_3-2 Reserva
Input_3-3 SICMPP3AH Sensor Indutivo Cilindro Matéria Prima 3 Anti-Horário
Input_3-4 SICMPP3HO Sensor Indutivo Cilindro Matéria Prima 3 Horário
Input_3-5 SFMP3P Sensor Fotoelétrico Matéria Prima 3 Presente
Input_3-6 Reserva
Input_3-7 RBNP Robo Na Posição
Input_4-0 RBM Robo em Movimentação
Input_4-1 RBTGF Robo Trava Gripper Fechada
Input_4-2 RBGAB Robo Gripper Aberto
Input_4-3 RBGFE Robo Gripper Fechado
Input_4-4 Reserva
Input_4-5 Reserva
Input_4-6 Reserva
Input_4-7 Reserva
Tabela 4 - Relação de Entradas

35
4.1.2 Lista de Saídas - Point I/O
Input / Output Mnemônico Descrição
Output_5-0 AVCT Avança Cilindro Trava
Output_5-1 RECT Recua Cilindro Trava
Output_5-2 Reserva
Output_5-3 AVCMP Avança Cilindro Matéria Prima
Output_5-4 RECMP Recua Cilindro Matéria Prima
Output_5-5 Reserva
Output_5-6 AVCMP Avança Cilindro Matéria 2 Prima
Output_5-7 RECMP Recua Cilindro Matéria 2 Prima
Output_6-0 Reserva
Output_6-1 AVCMP Avança Cilindro Matéria 3 Prima
Output_6-2 RECMP Recua Cilindro Matéria 3 Prima
Output_6-3 Reserva
Output_6-4 Reserva
Output_6-5 Reserva
Output_6-6 AVAV2E Avança Atuador Vertical 2 Esteira
Output_6-7 REAV2E Recua Atuador Vertical 2 Esteira
Output_7-4 Reserva
Output_7-5 AVAH1E Avança Atuador Horizontal 1 Esteira
Output_7-6 REAH1E Recua Atuador Horizontal 1 Esteira
Output_7-7 Reserva
Output_8-0 RBSM Robo Solicitação de Movimentação
Output_8-1 RBPG Robo Pega Gripper
Output_8-2 RBLG Robo Larga Gripper
Output_8-3 Reserva
Output_8-4 Reserva
Output_8-5 AVG3 Avança Gripper 3
Output_8-6 REG3 Recua Gripper 3
Output_8-7 GMPG3 Gira Motor Gripper 3
Tabela 5 - Relação de Saídas

36
4.1.3 Posições do Robô Manipulador
Para completar a apresentação do sistema é mostrado um layout de posições de
manipulação dentro do sistema de estudo, como exemplo a posição "0" representa o
zero máquina. Isso pode ser visualizado na Figura 20.
Figura 20 – Layout de Posições do Robô
Para cada posição descrita acima é associado um conjunto de bits que
representa o numero decimal de cada posição, em binário. Como apresentado na
Tabela 6, essa tabela pode servir para a estruturação da movimentação no software.

37
4.1.4 Tabela Binária de Posições do Robô Manipulador
Bit
5
Bit
4
Bit
3
Bit
2
Bit
1
Bit
0
Posição
Nº
Descrição da Posição
0 0 0 0 0 0 0 Ponto Zero (Posição de descanso)
0 0 0 0 0 1 1 Coleta de Pallet vindos da Esteira Transportadora
0 0 0 0 1 0 2 Buffer Posição 1
0 0 1 0 0 0 8 Peça 1 - Buffer Posição 1
1 0 0 0 0 0 32 Trava Peça Retirada do Buffer
1 0 0 0 0 1 33 Gripper 1 - Manipulação Pallet
1 0 0 0 1 0 34 Gripper 2 - Manipulação Peças
1 0 0 0 1 1 35 Gripper 3 - Parafusamento
1 0 0 1 0 0 36 Matéria Prima - Montagem
1 0 0 1 0 1 37 Matéria Prima 2 - Montagem
1 0 0 1 1 0 38 Matéria Prima 3 - Montagem
1 0 0 1 1 1 39 Descarte de Pallet
1 0 1 0 0 0 40
...
...
...
...
...
...
...
1 1 1 1 1 1 63
Tabela 6 - Tabela de Posições do Robô

38
4.1.5 Considerações do Sistema
A segui é proposta um série de restrições que tem com objetivo obter o
resultado de uma maneira mais facil.
A primeira restrição é a transformação do palete transportador em uma única
peça. Eliminando assim a manipulação de um palete em quatro peças. Issa
manipulação apenas agrega volume de trabalho, não interferindo na compreensão
do método.
A segunda restrição é no processo de montagem da peça, no qual foi retirado
uma etapa de verificação da mola, conforme descrito no item 4.1: Estudo de caso.
A terceira restrição é quanto as rotinas e posições do robô. Foi proposta um
layout de posições e um tabela de codificação das posições, também descritos no
item 4.1: Estudo de caso. No entanto o grande número de posições dificultaria a
compreensão da rede de petri e do método de conversão, porem a utilização do
recurso está mapeada e chamada de "Robo Manipulador"
A quarta restrição é o buffer de entrada e saída, no qual foi utilizada uma
posição apenas para cada uma. Deixando de lado as outras 4 posições.
A ultima restrição é as duas câmeras de inspeção visual. A sua utilização não
implicaria em pontos negativos para o projeto, no entanto, pode-se obter um estudo
completo apenas focando a inspeção visual do sistema. Caso fosse abordado
poderia trazer mais dúvidas do que esclarecimentos.
4.1.6 Ciclo de Trabalho
O ciclo de trabalho foi desenvolvido conforme as informações contidas nessa
dissertação e levado em consideração as restrições.
O ciclo será apresentado em sequência e numerado:

39
i. Esteira Transportadora Entrada
a. Palete Disponível
ii. Carregamento
a. Esteira Transportadora Entrada fica vazia
b. Buffer de entrada carregado
iii. Buffer de Entrada
iv. Início montagem
a. Buffer de Entrada fica vazio (restrição)
b. Mesa de Trabalho carregada
v. Mesa de Trabalho
a. Mola Disponível
vi. Montagem Passo 1
a. Buffer de Molas vazio
vii. Montagem da Mola
a. Tampa Disponível
viii. Montagem Passo 2
a. Buffer de Tampas vazio
ix. Montagem da Tampa
a. Finalizando a montagem
x. Montagem Passo 3
a. Memória de Trabalho Finalizada vai a (1)
xi. Mesa de Trabalho
a. Disponível Memória Trabalho Finalizado
xii. Fim Montagem
a. Memória de Trabalho Finalizada vai a (0)
xiii. Buffer de Saída
xiv. Descarregamento
a. Esteira Transportadora Livre
xv. Esteira Transportadora Saída

40
4.1.7 Rede de Petri
Utilizando o ciclo de trabalho é possível definir um "Lugar" como uma parte do
equipamento (recurso) ou uma memória, que seriam os itens "i, iii, v, v.a, vii, vii.a, ix,
x.a, xiii e xv". Conforme a restrição de utilização do robo, deve-se adicionar um
"Lugar" a mais.
Para as transições é possível referenciar uma ação ou movimentação,
extraindo assim os itens "ii, iv, vi, viii, x, xii e xiv".
Lembrando que para o sistema proposto é utilizado uma RPIC com as
características: ordinária, segura, não-autômata, sincronizada e interpretada para
controle. Reunindo as informações é apresentada a RPIC conforme a Figura 21.
Figura 21 - RPIC do Estudo de Caso

41
4.1.8 Arquitetura
A arquitetura da célula de manufatura é comporta por quatro componentes: o
controlador (CLP – 1769-L35E), o supervisório (Computador), os sinais de campo
(Point I/O – 1734-AENT) e um ramificador de sinais (Switch), conforme pode ser
visto na Figura 22.
O CLP é responsável por controlar o sistema, ou seja, processar as
informações coletadas do Point I/O e do Computador. Esse processamento gera
uma resposta para os atuadores e para a IHM (E3Studio).
Essa configuração tipo ethernet, possibilita ter o computador em uma sala, o
controlador em um painel no campo e o point I/O no equipamento.
Figura 22 – Arquitetura de Controle
4.1.9 Detalhamento do Controlador
O controlador, conhecido como CLP é um conjunto composto por três partes:
a tampa, a CPU e a fonte.
A tampa (ver Figura 23) tem a função de proteger as portas de expansão da
CPU e indicar a terminação da extensão do rack. Para a CPU escolhida o código da
tampa é “1769-ECR”

42
Figura 23 – Tampa da CPU
A CPU, código “1769-L35E” (ver Figura 24), é o controlador no qual é
encontra todo o processamento de dados, rotina de programação e controle do
sistema. Ele possui duas portas de comunicação, uma ethernet e outra serial.
Figura 24 - CPU
A fonte de alimentação (ver Figura 25) tem a função de converter a tensão de
24 Vcc externa, para prover energia para o controlador.
Figura 25 – Fonte de alimentação da CPU

43
4.1.10 Detalhamento do Point I/O
O point I/O é um dispositivo que coleta as informações de campo e as
disponibiliza para outros controladores, permitindo que um ou mais controladores
acessem as informações ao mesmo tempo. Para a célula de manufatura estudada
são necessários: quatro cartões de entradas (cor azul), quatro cartões de saídas (cor
verde), oito bases e o point I/O; como pode ser visto na Figura 26.
Figura 26 – Conjunto Point I/O
O point I/O, código 1734-AENT (ver Figura 27), necessita uma alimentação de
24 Vcc-0,4A e possui uma porta de comunicação ethernet. A sua utilização
isoladamente da rede, não é possível, pois os sinais dos módulos de expansão não
poderão ser manipulados (acionar uma saída, por exemplo), por ser um dispositivo
remoto. Para isso é necessário à utilização de um controlador, conforme mostrado
no tópico anterior.
Um ponto importante é que o 1734-AENT funciona como fonte de alimentação
para os módulos adicionais. Ele fornece uma alimentação de 24Vcc-1A para serem
utilizados nos módulos de expansão.
Foram utilizados dois conjunto de módulos de expansão (ver Figura 28): de
entrada e de saída. A diferença entre eles é a cor do cartão e o esquema de ligação,
o restante é idêntico.

44
O conjunto de expansão é composto por três partes: o módulo (ver Figura
29), os terminais e a base, ambos podem ser vistos na Figura 30.
Figura 27 – Módulo 1734-EANT
Figura 28 – Conjunto de Expansão
Figura 29 – Módulo de entrada

45
Figura 30 – Detalhamento de Montagem
Concluindo a parte de hardware do point I/O temos a fonte de alimentação,
cujo código é "1794-PS13". Ela utiliza uma alimentação 110-240Vca e fornece para
o sistema 24Vcc-1,3A, conforme pode ser vista na Figura 31.
Figura 31 – Fonte de Alimentação
4.1.11 Detalhamento do Computador
Este tópico merece uma atenção especial, pois sem ele não é possível
executar as configurações necessárias para por o sistema em funcionamento.
A exigência de desempenho mínimo de máquina é baseada no software
RSLogix 5000 da Rockwell, que é o mais exigente. As configurações mínima de
máquina é mostradas na Tabela 7.

46
Dispositivos Requisitos
Processador Pentium 4 – 2.8 Ghz de processador
Memória Ram 1 GB de memória RAM
Espaço de Disco 16 GB de espaço livre no disco rígido
Gráfico 1024x768 true color de processamento gráfico
Tabela 7 - Requisitos de Desempenho do Sistema
Para a arquitetura proposta, o sistema operacional que oferece melhor
compatibilidade é o Windows XP Profissional (32 Bits) – SP3. Em conjunto com o
Windows é utilizado: o RSLinx 2.50 (CPR 7), o RSLogix 5000 V19.00 (CPR 9 SR3) e
o E3Studio V4.0 (Build 214).
O RSLinx é o software que identifica os componentes que estão ligados a
rede de comunicação. Utilizando ele e o RSLogix é possível carregar a rotina de
programação para o CLP.
O RSLogix é o software que executa a maioria das configurações, alem de
conter a programação e a interface de comunicação com o point I/O, que é
carregada para o CLP.
Os dois softwares comentados são fabricados pela Rockwell e sozinhos já
conseguem configurar o sistema para entrar em funcionamento. O software
apresentado a seguir, é apenas uma interface, que não é obrigatória para o sistema
funcionar.
O E3Studio é um software fabricado pela Elipse, que será utilizado para
interface homem máquina e simulação de desempenho.
As configurações de cada software e hardware serão abordadas no próximo
tópico. Uma atenção especial às versões de softwares que são requeridas, pois em
outras versões o sistema não funcionará sem ajustes.
4.2 Programação do CLP
Antes de iniciar a programação é necessário configurar os softwares (Rslinx e
Rslogix) e o Windows para a correta comunicação, para isso é proposto os
APÊNDICE A - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO RSLINX, APÊNDICE B -

47
TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO WINDOWS XP e APÊNDICE C - TUTORIAL
DE CONFIGURAÇÃO DO RSLOGIX, que devem ser seguidos na ordem como
apresentados.
O método proposto por Silvestre (2010) cria cinco ladders para a conversão
de rede de petri, porem a estruturação do software necessita a criação de mais um
ladders, como mostra a Tabela 8.
Rotina Descrição
MainRoutine
Controla o modo de operação do sistema e executa a chamada
das rotinas de programação
Modo Seleciona o modo de trabalho
RP_00_Inicializacao Distribui as ficha de cada estado no primeiro ciclo do CLP
RP_01_Condicoes Introduz condições para a RPIC
RP_02_Transicoes Contem as condiçoes necessárias para o disparo de um Lugar
RP_03_Dinamica Controla a distribuição das fichas na rede de petri
RP_04_Acoes Faz o acinamento de sinais tipo pulso e nível
Tabela 8 - Rotinas de Programação
A MainRoutine é fundamental para o funcionamento do CLP, pois controla a
chamada e a sequencia de execução das ladders, como pode ser visto na Figura 32.
Figura 32 - MainRoutine (Programação)
O controle do modo é executado na rotina "Modo" que permite ao usuário da
IHM escolher o método de trabalho, mostrado na Figura 33.
Existem dois modos para escolha, o primeiro é o modo automático, no qual o

48
sistema trabalha sozinho e o usuário apenas visualiza o estado do equipamento.
Nesse modo, as entradas do sistema são recebidas pelos sensores e as saídas
acionam atuadores. Quando o sinal de Modo_Simulação estiver a "0" o sistema
sempre estará em Tempo real.
O outro modo é o simulado, nele é possível executar o ciclo do equipamento
mesmo com o equipamento desmontado. Para isso é necessário apenas o CLP e o
Point I/O estarem ligados. O que pode acontecer em fase inicial de projeto.
Figura 33 - Modo (Programação)
A inicialização é mostrada na Figura 34 e executada apenas no primeiro ciclo
do CLP. Isso é garantido pela variável "BS0", se ela tiver o valor "0", a "rung" será
verdadeira e os "Lugares" 01, 10, 11 e 20 terão valores igual "1". No final da
instrução a variável "BS0" muda de valor "0" para "1", tornando a instrução falsa.
Utilizando a rede de petri da Figura 21, temos: "Lugar 01" é a Esteira transportadora,
"Lugar 10" é o Buffer de Molas, "Lugar 11" é o Buffer de Tampas e "Lugar 20" é o
Robô Manipulador.

49
Figura 34 - RP_00_Inicialização (Programa)
Para o sistema foi utilizado sinais tipo nível, que representam melhor os
sensores. Os sinais provenientes do meio externo transformados em memórias e
com isso introduzidos para a rede de petri. A Figura 35, mostra que na rung existe a
diferenciação de sinal real e simulado. Também pode-se visualizar a variável
"Condicao_23", utilizada com o comando "OTE". Para achar a relação da descrição
é utilizado os dois últimos da variável desejada, por exemplo 23: se refere ao cartão
de entrada 2, sinal 3. Através disso basta buscar na Tabela 4 - Relação de Entradas
para encontrar a descrição. É apresentado apenas uma rung de exemplo para não
ficar repetitivo, pois as outras só irão mudar o ultimo prefixo.
Figura 35 - RP_01_Condição (Programação)
As transições são responsáveis pelo desenvolvimento do ciclo, nelas são
encontradas uma série de condições para o acionamento de uma transição. As
condições são formadas pelos "Lugares", pela receptividade. A Figura 36 exemplifica
o descrito e mostra exatamente o que é observado na rede de Petri, conforme o

50
pedaço mostrado na Figura 37.
Figura 36 - RP_02_Transicoes (Programação)
A Figura 37 mostra que é necessário o "Lugar 1" (esteira) e o "Lugar 20"
(Robô) estarem marcados. Também é necessário a condição de receptividade "RC",
que neste caso é a "Condição_12", ela diz que o palete está na esteira. E ao
disparar a transição, pode-se observar o consumo da "ficha" do Robô.
Figura 37 - Pedaço da RPIC
O "Lugar", como determinados na rede de petri, possui ficha quando ativo e
conforme o sistema caminha, as marcações mudam de "Lugar". Utilizando a Figura
38, pode-se visualizar que com o disparo a "Transição_01", o "Lugar 02" (Buffer
Entrada) e o "Lugar 20" terão marcação de ficha. Já o "Lugar 01" (Esteira) tem a
ficha removida, indicando que ele foi o antecessor, como mostra a Figura 37.
Figura 38 - RP_03_Dinamica (Programação)

51
Comparando as Figura 36, Figura 37 e Figura 38, que é uma parte do ciclo,
nota-se uma disparidade entre a RPIC e o diagrama Ladder, com relação a
utilização do "Lugar 20" (Robo). A RPIC utiliza o recurso na "Transição_01" e o
devolve no mesmo instante, o que impossibilita a transcrição para o CLP. Para
solucionar esse problema é utilizado o recurso na transição, respeitando a RPIC e
devolvido o recurso quando o "Lugar" é atingido.
Para auxiliar a compreensão da programação é apresentada a Tabela 9, que
contem as simplificações de nomes da RPIC relacionados com o programa do CLP.
E a Tabela 10 que contem as receptividades utilizadas. Lembrando que "Cond_23" é
a condição mostrada na Figura 35.
Lugar / Transição Descrição RPIC
Lugar 01 Esteira Transportadora Entrada
Transição 01 Carregamento
Lugar 02 Buffer Entrada
Transição 02 Inicio Montagem
Lugar 03 Mesa de Trabalho
Transição 03 M.Passo 1
Lugar 04 Montagem de Molas
Lugar 05 Montagem de Tampas
Lugar 06 Buffer Saída
Transição 06 Fim Montagem
Lugar 07 Esteira Transportadora Saida
Transição 07 Descarregamento
Lugar 10 Buffer de Molas
Lugar 11 Buffer de Tampas
Lugar 12 Montagem Finalizada
Lugar 20 Robô Manipulador
Tabela 9 - RPIC <-> Ladder

52
Receptividade Impulso Nível
Rc 1 Cond_12 + Cond_15
Rim 1 Cond_15 + Cond_23
Rm1 1 Cond_31
Rm2 1 Cond_27
Rm3 1 1
Rfm 1 Cond_47
Rd 1 Cond_16
Tabela 10 - Receptividade
4.3 SCADA
Antes de começar a programação no E3Studio, da Elipse, é apresentada a
configuração da comunicação no APÊNDICE D - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO
DO SCADA.
O aplicativo de simulação é desenvolvido no E3Studio e a sua estrutura é
apresentada conforme uma ramificação, mostrada na Figura 39.
Figura 39 - Ramificação (Aplicação)
O desenvolvimento da simulação é fica contido no script da
"Tela_Simulação_Rede_Petri" e é baseado nos "Lugares" da RdP.
A aplicação é desenvolvida para simular um controlador, ou seja, ciclos de
varredura. Utilizando recursos específicos do aplicativo é possível monitorar uma
variável, nesse caso "Modo_Simulação" e quando seu valor for a (1), executar um

53
"script" a cada 200 milissegundos. Com isso é possível criar uma varredura
constante na programação tipo texto estruturado, como a que foi apresentada no
capítulo 3 e apresentado um trecho abaixo:
'-----------------------------------------------------------------------------------'
'Lugar_1
'-----------------------------------------------------------------------------------'
if Application.GetObject("Driver1.Lugar.[MainProgram.PTs_Lugar_01]").Value=1 then
if Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Value = Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Preset then
Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_02_Cont").Preset=(10000/Application.GetObject("Dados1.VarTempoSimulacao").Value)
Application.GetObject("Driver1.Input_1.[MainProgram.Input_12]").Value=1
else
Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Preset=(400/Application.GetObject("Dados1.VarTempoSimulacao").Value)
Application.GetObject("Dados1.Tag_Lug_01_Cont").Enabled=true
end if
end if
A tela de simulação, mostrada na Figura 40, é separada em sete campos.
O campo 1 mostra o estado atual da rede de petri com três cores diferentes.
Amarelo significa que o aplicativo foi iniciado, porem o driver de ainda não
comunicou. Cinza significa que o Lugar não esta marcado e Transição não esta
disparável. Vermelho significa que o Lugar está marcado e a Transição disparou.
Essa associação de cores é feita através de uma conexão tipo tabela existente nas
propriedades de cada elemento.
O campo 2 sinaliza a ocorrência de alarmes pré configurados no servidor de
alarmes, como mostrado na Figura 39.
O campo 3 possui uma janela para digitar a velocidade da simulação, essa
pode ser configurada de 1% até 200%. O valor pré configurado 100 significa uma
comparação com o tempo real, ou seja, 100% de 1 segundo. Existe um botão
"Parar_Simulação" e outro botão "Iniciar_Simulação". O botão de inicio da simulação
contém um script que inicializa o valor das variáveis para colocar o sistema em
condições iniciais de máquina, que verifica o valor do tempo de simulação, inicializa
as entradas e inicializa os Lugares, nessa ordem.
O campo 4 mostra os eventos que estão acontecendo, registrando a data e
hora, o nome da variável, o valor e a mensagem. Esses dados são armazenados em
um banco de dados para consulta futura.
O campo 5 apresenta os resultados da simulação obtidos até o momento. Os
resultado configurados são: tempo de utilização do robô, total de peças produzidas e

54
o número de peças produzidas no último lote.
O campo 6 faz referência ao campo 4, pois restringe uma data e hora de inicio
e fim dos dados apresentados no campo 4. Isso possibilita visualizar uma ocorrência
em um determinado tempo.
O campo 7 possui dois botões, o primeiro "Completo" imprime o relatório de
todos os eventos presentes no campo 4. Esse relatório pode ser extenso
dependendo do tempo de simulação. O segundo botão imprime o relatório do campo
5 que se refere ao último valor dos resultados configurados.
Figura 40 - Tela de Simulação (Aplicativo)
4.4 Resultados
Os relatórios obtidos com a simulação são mostrados nas Figura 41 e Figura 42, que
representa o relatório detalhado e o de resultado respectivamente.
O relatório detalhado, mostra todas as mudanças dos valores das variáveis
associadas as data e hora.

Figura 41 - Relatório Detalhado
Figura 42 - Relatório Resultado
O relatório de resultados mostra que foi produzido um total de 16 peças, o
último lote teve 8 unidades e o tempo total de utilização do robô foi de 729
segundos.
Ambos os relatórios contém as mesmas informações, porém em formatos
diferentes. O tempo de utilização não foi mostrado na Figura 41 porque foi impresso
na próxima folha.
Esta capítulo apresenta o célula de estudo detalhando componentes, ciclo de
trabalho e propondo listas de I/O que podem ser utilizadas tanto para compreensão
deste, como para gerar o projeto elétrico.
Utilizando os conceitos de RdP e as informações da célula é gerada uma
Rede de Petri Interpretada para Controle, que entres suas características é ordinária
e segura.
Utilizando o método de Silvestre (2010) e a expansão do método, como
apresentado no capítulo 3, é apresentada a programação do CLP e utilizando os
APÊNDICE A - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO RSLINX, APÊNDICE B -
TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO WINDOWS XP e APÊNDICE C - TUTORIAL
DE CONFIGURAÇÃO DO RSLOGIX é possível fazer o download do programa para

56
o controlador.
O ambiente de simulação é criado com a estrutura proposta no capítulo 3 e a
sua configuração é apresentada no APÊNDICE D - TUTORIAL DE
CONFIGURAÇÃO DO SCADA

57
5 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Este capítulo propõem melhorias que podem ser utilizadas para trabalhos
futuros.
Para a primeira restrição (manipulação do palete) é proposta a modificação da
rede de petri, mostrada na Figura 21, para a apresentada na Figura 43. Essa
modificação garante a desmontagem e montagem de um palete.
Essa modificação envolve o remodelamento da metodologia, pois utiliza uma
RdP não ordinária e não segura.
Figura 43 - Proposta 1

58
Para a segunda restrição (análise de molas) é proposta a rede de petri
conforme a Figura 44. Essa RdP também utiliza conceitos diferenciados, como: não
segura, não ordinária e temporizada.
Figura 44 - Proposta 2
Para a quarta restrição (Buffer de paletes) é proposto uma remodelagem da
RdP para adicionar os outros quatro buffers. Essa reestruturação deve levar em
consideração a clareza das ideias, pois será necessário adicionar "Lugares" teóricos
que serão bits de memória. Isso possibilita que um Buffer possa ser uma hora
carregamento e outra descarregamento.

59
6 CONCLUSÕES
O desenvolvimento da proposta possibilitou o confronto da análise teórica
com a análise prática fornecendo as conclusões apresentadas abaixo conforme
ordem cronológica de desenvolvimento.
A metodologia proposta por Silvestre (2010), possui pontos positivos como a
facilidade do método e a possibilidade de modificação da RdP sem que seja
necessária a reestruturação completa do software CLP. Porem o método é falho
quando é tradado as receptividades e ações da RPIC, que somente foram
abordados sinais tipo impulso. Sendo necessário propor uma expansão do método
para adequar aos sinais.
A metodologia de simulação proposta apresentou-se robusta, pois em caso
de modificação da RPIC, parte da estrutura do texto estruturado referente a um
Lugar pode ser utilizada para a criação de outro.
A célula de estudo apresenta uma arquitetura centrada no CLP, porem seus
componentes podem ser distribuídos pela utilização da rede Ethernet. A aplicação
da metodologia de conversão apresentou uma pequena incompatibilidade de
representação entre RdP e linguagem Ladder, sendo proposta uma exceção a regra
de conversão nesse caso. Já a metodologia de simulação foi utilizada conforme
descrita. A implementação dos dois sistemas possibilitou a simulação através de
sinais reais, nos quais é possível parametrizar requisitos e exigências dos sistema.
Como validação do conjunto é apresentado um relatório de execução do sistema e
outro de resultados.
Os objetivos propostos nessa dissertação foram alcançados, o que possibilita
a utilização deste documento para como referência para outras linhas de pesquisa.

60
REFERÊNCIAS
Silvestre R. P. Implementação em ladder de sistemas de automação descritos
por rede de petri interpretadas para controle. Dissertação de Graduação, UFRJ,
Brasil, 2010 .
Alexandre R. D. Um ambiente de suporte à implementação da arquitetura de
controle supervisório. Dissertação de Pós-Graduação, PUCPR, Brasil, 2008.
Elipse Software. Disponível em www.elipse.com.br (ultima visualização em junho de
2012)
Rockwell Software. Disponível em www.rockwellautomation.com (ultima visualização
em junho de 2012)
HPSim Software. Disponível em www.winpesim.de/3.html (ultima visualização em
junho de 2012)
Weingartner, R. L. Ambiente de Simulação para Processos Industriais Baseados
em CLP. Dissertação de Graduação, PUCPR, Brasil, 2010.
David, R. & Allan, H.. Discrete, Continous, and Hybrid Petri Nets. Springer, Berlin-
Heidelberg, Germany, 2005.
IEC. IEC 1131-3, Technical report. 1995.

61
APÊNDICE A - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO RSLINX
Neste tópico é mostrado a configuração do software RSLinx, ver Figura 45,
para que seja possível executar o download do programa para o CLP.
Figura 45 – RSLinx – Exemplo
Com o RSLinx instalado é aberto o programa clicando no ícone próximo ao
relógio do windows, conforme Figura 46.
Figura 46 – RSLinx – Abrindo o Programa
Com isso a tela inicial do programa é aberta e mostrada na Figura 47.
Figura 47 – RSLinx – Tela Inicial
Iniciando a configuração de conexão é clicado em menu “Communications” e

62
logo após em “Configure Drivers...”, conforme mostra a Figura 48.
Figura 48 – RSLinx – Menu de Configuração
Após isso aparece uma tela igual a da Figura 49, na qual é abrerta a tela de
configurações de conexões. Primeiro é escolhido o tipo de conexão clicando na seta
“Available Driver Type” e selecionaremos o tipo “Ethernet/IP Driver”. Após isso é
clicado em “Add New...”, conforme Figura 49.
Figura 49 – RSLinx – Tipo de Conexão
Após isso é possível selecionar um nome para a conexão. Para este caso é
utilizado o nome “Proj_Final”. Com os dados adicionados é finalizado a tela clicando
em “OK”, conforme mostrado na Figura 50.

63
Figura 50 – RSLinx – Adição do Nome
Com isso um novo campo é aberto. Nele é possível configurar parâmetros de
rede, como IP. Porem não é vantagem para esta arquitetura fixar um numero de IP,
pois existem dois equipamentos na rede. Assim seria necessário criar duas
configurações de conexão. Portanto é escolhida a opção “Browse Local Subnet” e é
clicado em “OK” para finaliza, como na Figura 51.
Figura 51 – RSLinx – Escolha da Rede
Com os passos anteriores executados corretamente uma nova tela é
mostrada, como na Figura 52. A figura mostra o estado da conexão e o nome. Caso
o estado da conexão estiver “Running”, é clicado em “Close”, caso contrário é
repetida a configuração novamente.

64
Figura 52 – RSLinx – Estado da Conexão
Com a tela de configuração fechada, o RSlinx terá a aparência da tela inicial
do programa mostrada na Figura 47. Através dela é possível visualizar os
dispositivos que estão conectados a rede. Para isso é clicado no botão mostrado na
Figura 53.
Figura 53 – RSLinx – Menu de Visualização
Com isso, a configuração do RSLogix está finalizada. Ela mostra o nome da
conexão e o tipo, como aparece na Figura 54.
Figura 54 – RSLinx – Visualização da Rede

65
APÊNDICE B - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO WINDOWS XP
Com a configuração do RSLinx concluída é configurada a conexão de rede do
Windows para que o RSLinx possa localizar os componentes conectados a rede.
Isso significa que é configurado o IP do Windows para trabalhar na mesma rede de
operações. Para isso é clicado duas vezes rápido no ícone de conexões de rede,
próximo ao relógio do Windows, como na Figura 55.
Figura 55 – IP/XP – Ícone de Configuração de Rede
Com isso é mostrada a tela conforme a Figura 56. Nela existem opções de
redes para utilizar e a selecionada é a conexão de rede via cabo. Para isso é clicado
duas vezes rápido no ícone de conexão local.
Figura 56 – IP/XP – Conexão Local
Isso fará abrir a tela de “Propriedades de Conexão Local”, na qual existe
várias configurações disponíveis. É utilizado o “Protocolo TCP/IP” para a
comunicação dos dispositivos, cuja a configuração é modificada clicando no botão
propriedades, conforme a Figura 57.

66
Figura 57 – IP/XP – Tipo de Protocolo
Os passos anteriores fazem abrir a tela de “Propriedades de Protocolo
TCP/IP”, na qual é fixada um endereço de IP para o computador, com apresentado
na Figura 58. Para isso é marcado o campo “Usar o seguinte endereço IP”, depois
preenchido os campos conforme valores abaixo.
 Endereço IP: 192.168.1.100
 Máscara de sub-rede: 255.255.255.0
Figura 58 – IP/XP – Parâmetros do Protocolo

67
Com as configurações corretas, os hardwares ligados e conectados, o RSLinx
irá reconhecer os componentes conforme mostrando na Figura 59.
Figura 59 – RSLinx – Configuração Completa da Rede de Comunição

68
APÊNDICE C - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO RSLOGIX
Nesta etapa é configurado o software RSLogix 5000 para que possa ser
programado o CLP. Para abrir é clicado em: “Iniciar”->”Programas”->”Rockwell
Software”->”RSLogix Enterprise Series”->”RSLogix 5000, como aparece na Figura
60.
Figura 60 – RSLogix – Ícone Inicial
Isso fará abrir a tela inicial do programa que possui toda a interface de
programação e gerenciamento em tempo real com o CLP, possibilitando as
configurações com o sistema em produção, como mostrado na Figura 61.
Figura 61 – RSLogix – Tela Inicial
É criada uma aplicação em branco clicando no menu “File” e logo após em
“New”, conforme a Figura 62. Com isso uma tela chamada de “New Controller” irá
abir e é mostrada na Figura 63.
Na nova tela (Figura 63) é colocada as informações do processador da CPU
(1769-L35E – Revisão 19). Também existem outras opções, como selecionar o local
para salvar, o nome do projeto e descrição, que são exemplificados na Figura 63.

69
Figura 62 – RSLogix – Novo Programa
Figura 63 – RSLogix – Seleção do Controlador
Assim a estrutura do projeto é criada e apresentada em forma de arvore,
dividindo os conjuntos de tags, sub-rotinas de programação, as configurações de
hardwares, entre outras. Como exemplificado na Figura 64.
Figura 64 – RSLogix – Programa Criado
Na arvores de pastas é localizada a pasta I/O Configuration e expandida. Isso
mostrar os hardwares já configurados, que nesse caso só irá aparecer a CPU, que
foi configurada conforme a Figura 63.
Agora é configurado IP da placa de rede do CLP. Para isso é clicado com o

70
botão direito do mouse na ramificação, cujo desenho é uma placa de rede e o nome
“1769-L35E Ethernet Port LocalENB”. Isso abrira um sub-menu que dentre as várias
opções é escolhida a “Properties...”, como mostrado na Figura 65.
Figura 65 – RSLogix – Propriedades da CPU
O IP da placa de rede do CLP é configurado conforme a figura Figura 66,
nela é utilizado o IP 192.169.1.101.
Figura 66 – RSLogix – IP da CPU
Após isso, o CLP está totalmente configurado, levando em consideração que
não temos Point I/O (hipótese).
O próximo passo é adicionar o Point I/O e será executado em três etapas:
etapa 1 – inserção do Point I/O; etapa 2 – inserção dos módulos de entrada; etapa 3

71
– inserção dos módulos de saída.
Antes de começar a configuração é necessário tomar conhecimento de um
detalhe prático. Para adicionar os módulos existem duas opções: adicionar um por
um (aconselhável), adicionar um módulo e utilizar os comandos “copy” e “paste” para
os outros (não aconselhável pois causam problemas de sincronismos entre os
hardwares, que estão ligados a “time-out” de resposta do dispositivo).
Tendo observado o detalhe mencionado acima, é iniciado a etapa 1, que
adiciona o Point I/O. Para isso é localizado na arvore do programa o ramo, cujo
desenho é 3 quadrados amarelos e nome “Ethernet”, que está dentro da CPU do
CLP e clicamos com o botão direito. Após isso é selecionada a opção “New
Module...” conforme mostrado na Figura 67.
Figura 67 – RSLogix – Adicionando Módulos
Uma nova tela é aberta, na qual é selecionado o modelo do adptador
conforme descrito na arquitetura de controle. É utilizado o modelo “1734-AENT”, que
é ser localizada na aba “By Category”, no ramo “Communications”, como mostrado
na Figura 68.

72
Figura 68 – RSLogix – Seleção do 1734-AENT
Quando a sequencia de passos anterior for concluída, uma nova tela abrirá,
como mostrada na Figura 69. Essa tela fornece configurações específicas de
hardware, que quando não configuradas corretamente, geram falhas de
comunicação. É adicionada as seguintes configurações:
 Name: REM_I/O.
 Description: opcional
 Private Network: 192.168.1.102.
Quando as configurações estiverem inserida na tela, é atualizado as
configurações de “Module Definition”, clicando em “Change...”, como na Figura 69.
Figura 69 – RSLogix – Configuração Geral do 1734-AENT
Para o próximo passo é necessário obter a informação da revisão que esta na
etiqueta fixada ao módulo, que pode ser visualizada na Figura 27. Ela contem

73
informações sobre revisão de hardware interno, que neste caso é “Revisão 3.1”.
Mais uma informação é necessária, o número de componentes que serão
configurados. Para isso, é somado o Point I/O, mais no número de módulos
adicionais. Isso implica em: 1 (Point I/O) + 4 (Módulos de entrada) + 4 (módulos de
saída) = 9. Esse é o número de “Chassis Size” que é utilizado. Assim é atualizado as
informações como exemplificadas pela Figura 70, tela “Modulo Definition”.
Figura 70 – RSLogix – 1734-AENT Definição de Módulo
Após concluir a operação uma mensagem de aviso é mostrada ao usuário,
como descrita abaixo, e mostrada na Figura 71:
 “These changes will cause module data types and properties to change.”
o Essas alterações farão com que os tipos de dados e propriedades do
módulo sejam modificados.
 “Data will be set to default values unless it can be recovered from the existing
module properties.”
o Dados serão definidos como valores padrão, a menos que possam ser
recuperados a partir das propriedades existentes do módulo.
 “Verify module properties before applying changes.”
o Verifique as propriedades do módulo antes de aplicar as modificações.

74
 “Change module definition?”
o Modificar a definição de módulo?
Figura 71 - RSLogix - Mensagem de aviso
A finalização da etapa 1 é marcada com a modificação das definições do
módulo.
Dando continuidade é iniciada a etapa 2, na qual é adicionado quatro módulos
de entrada. Para isso, é localizado na arvore o ramo “1734-AENT/A REM I/O” e o
expandi-lo. Depois é clicado com o botão direito mouse no módulo “PointIO 9 Slot
Chassis” e um sub-menu será apresentado. Nele é selecionado o “New Module...”,
conforme mostrado na Figura 72.
Figura 72 - RSLogix - Adição de novo módulo
Com isso a janela de “Select Module” é aberta. Nela estão contidas

75
categorias, nas quais é selecionada “By Category” e depois expando o ramo
“Digital”. Com isso é selecionado o modelo do módulo de entrada que será
adicionado, neste caso um “1734-IB8”, como aparece na Figura 73.
Figura 73 - RSLogix - Adição Input
Após a seleção, a janela de configuração do novo módulo é aberta e
mostrada na Figura 74.
Nela será configurado:
 Name: Input_1.
 Description: Opcional.
 Slot: configura automaticamente o próximo livre, como esta
sendo configurado em ordem, não é necessário modificar.

76
Figura 74 - RSLogix - Configuração Modulo Input
Com isso é anexado o primeiro módulo de entrada ao Point I/O. Devesse
repetir a etapa 2 mais três vezes, para completar os quatro módulos.
A etapa 3 é semelhante a etapa 2, porem quando for adicionar o módulo
conforme a Figura 73, devesse selecionar o módulo de saída "1734-OB8". Ao
configurar o módulo como na Figura 74, o nome deve ser mudado de Input para
Output e reiniciar a numeração final. Esse procedimento deve ser executado quatro
vezes. Isso fornece a configuração completa do sistema, mostrada na Figura 75.
Figura 75 - RSLogix - Configuração Completa
Com a configuração finalizada é necessário fazer o download do programa
para o CLP. Para isso é clicado conforme mostrado na Figura 76.

77
Figura 76 - RSLogix - Download do software
Isso abrirá uma tela parecida com a do RSLinx (ver Figura 59), que é
mostrada na Figura 77. Nela é localizar o ramo referente à CPU e selecionado. Após
a seleção, alguns menus ficaram disponíveis para uso e com isso clicaremos em
“Download”.
Figura 77 - Logix - Download Software

78
APÊNDICE D - TUTORIAL DE CONFIGURAÇÃO DO SCADA
Neste tópico é o software E3Studio que possui a função de simular o
processo ou funcionar como IHM. Para abrir o programa é clicado em: “Iniciar”->
“Programas”-> “Elipse Software”-> “Elipse E3”-> “Studio”. Como aparece na Figura
78.
Figura 78 - E3Studio - Menu
Isso fará a tela inicial do programa abrir, na qual estará um menu de projetos
de acesso rápido. Utilizando esse menu será criado um novo domínio para o projeto,
selecionando o campo “Criar um Domínio novo”, como mostra a Figura 79.
Figura 79 - E3Studio - Novo Domínio
Assim o E3 irá entrar em modo de assistente de aplicações, cujo objetivo é
auxiliar o usuário a configuração inicial da aplicação. Para começar o assistente é
clicado em “Avançar”, como mostra a Figura 80.

79
Figura 80 - E3Studio - Assistente
Após isso, uma tela apresentará os tipos de aplicação que podem ser
configurados. É utilizado a opção de "Aplicação em branco", como apresentado na
Figura 81.
Figura 81 - E3Studio - Aplicação Padrão
Isso gera uma nova tela que da a opção de adicionar um domínio já existente
ou criar um novo. Para este projeto será criado um novo domínio como mostrado na
Figura 82.
Figura 82 - E3Studio - Criando Domínio

80
Após concluir o assistente a tela inicial do programa irá abri e é mostrada
conforme a Figura 83. Nessa tela podemos encontrar a organização do projeto no
formato de arvore estando dividida em quatro principais ramos.
O ramo "Configuração" contem arquivos e domínios do próprio E3.
O ramo "Bibliotecas de Objetos" permite ao usuário utilizar uma biblioteca de
componentes já configurada (não disponível na versão demo).
O ramo "Visualização" contem todas as telas do programa e relatório que
podem ser emitidos.
O ramo "Objetos de Servidor" agrega todos os arquivos e configurações de
banco de dados e allarmes.
Figura 83 - E3Studio - Tela Inicial
Para o sistema já configurado é necessário introduzir um driver de
comunicação para que a integração IHM <-> CLP funcione. Para isso é necessário
obter o arquivo do driver de comunicação com fornecedor do software, neste caso a
Eipse. Com o driver em mãos é expandido o ramo "Objetos de servidor" e clicado
com o botão direito do mouse no sub-ramo "Drivers e OPC". Isso abrirá um menu,
no qual será inserido um driver de comunicação no projeto final, como mostrado na
Figura 84.

81
Figura 84 - E3Studio - Inserindo Driver
É aconselhado salvar o driver de comunicação em uma pasta de fácil acesso,
pois em caso de mudança de máquina será necessário corrigir o caminho do driver
ou salva-lo no mesmo lugar. Após inserir o driver, a janela de localização do arquivo
é aberta. Com isso selecionamos o driver de comunicação conforme a Figura 85.
Figura 85 - E3Studio - Localizando Driver

82
Ao inserir o driver pela primeira vez, uma janela de configuração dos
parametros é aberta, cujo nome é "CIP V2.01 Settings" como mostrado na Figura 86
e Figura 87.
A configuração do driver é necessária em duas abas, a primeira a "CIP
Ethernet/IP" descreve o local da porta de comunicação do CLP. Nessa será
modificado o campo "Port ID" para 1, indicando que a porta de comunicação do
controlador está no backplane. Os outros campos devem permanecer a 0, conforme
a Figura 86.
Figura 86 - E3Studio - Configuração Modulo
Mudando para a aba "Ethernet" é configurado o número do IP do controlador,
conforme já comentado: 192.168.1.101. O campo Port deve sempre te o valor 44818
por exigência do driver, como apresentado na Figura 87.
Figura 87 - E3Studio - Configuração IP

83
Após configurado o driver é possível obter as tags de comunicação existente
no CLP. Para isso é clicado no icone conforme a Figura 88 mostra. Após isso serão
exibidos dois avisos, nos quais no primeiro é clicado em "Sim" para continuar e o
segundo é clicado em "OK".
Figura 88 - E3Studio - Adicionando Tags
Após os dois avisos uma tela com o nome de Tag Browser é aberta. Nela é
necessário localizar a tag que se deseja adicionar ao projeto no campo de tags
disponíveis e arrastar para o campo de tags do projeto, como mostrado na Figura
89.
Figura 89 - E3Studio - Tag Browser

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