Contadores

Neste capítulo são apresentados os blocos contadores desenvolvidos
pela IEC — International Electrotechnical Commission (Comissão
Internacional de Eletrotécnica), disponíveis para programação do PS4-201-
MM1.
Blocos de Funções
Contadores
CTU — Up Counter — Contador Crescente
Padrão IEC
O bloco de função CTU é usado para contagem de impulsos aplicados à
entrada "CU" do bloco. Quando é inicializado o contador parte da contagem
"0". A cada pulso na entrada CU o contador é incrementado de "1" na sua
contagem. Quando é aplicado "1" na entrada de Reset o contador é zerado e a
saída "Q" vai para "0".
A saída "Q" fica em "0" enquanto a contagem não atinge o valor
estabelecido pela entrada "PV". Quando a contagem chega ao valor de "PV" a
saída "Q" vai para 1 e permanece em "1" até que seja acionada a entrada
"Reset".
Se o contador continuar a receber os impulsos para contagem,
continuará contando, mas a saída "Q" não altera seu estado, permanece em "1"
até que seja acinonada a entrada de Reset. A saída "CV" apresenta o estágio
atual da contagem dos impulsos de entrada.
Sensível à
borda de
Subida
Figura x.x CTU — Contador Crescente
Automação Industrial 1

Para exemplificar o funcionamento do bloco CTU, vamos criar o
programa Counter que tem por objetivo permitir que um motor gire um número
de voltas especificados pelo usuário e após as voltas predeterminadas,
desligue-se automaticamente. O processo é reiniciado toda vez que aperta-se o
botão de Liga.
A partida do motor é tradicional, com dois botões, um de liga e o outro
de desliga, em série, com um contato paralelo no botão de liga. Quando a
contagem chegar ao valor predeterminado, o operando PararMotor desliga o
motor. O operando PararMotor vai para "1" quando a contagem atingir o valor
predeterminado.
A entrada "CU" do contador recebe impulsos de um sensor acoplado ao
eixo do motor de tal forma que a cada volta o sensor envia 48 pulsos. A entrada
PV recebe o valor da variável ValorFinal. Vamos estipular que ValorFinal seja
igual a "48", valor em decimal (48)10.
Sensor Acoplado ao Eixo do Motor
O sensor optomecânico de detecção de posição baseia-se num disco
ranhurado que gira dentro de um sensor óptico. O disco está acoplado
mecanicamente ao eixo do motor. O movimento é transmitido do eixo do motor
para o disco que compõe o sistema óptico de leitura de posição.
Disco Ranhurado (Perfurado)
Quanto mais ranhuras maior a resolução do sensor de
posição. Cada ranhura indica um deslocamento,
interrompendo o feixe de luz. O dispositivo que
converte a informação luminosa em pulsos elétricos é o
foto-interruptor.
2 Controlador Programável: Aplicações Industriais

O foto-interruptor
O Foto-interruptor converte sinais luminosos em pulsos elétricos.
Este lado
Recebe
Luz
Este lado
Transmite
Luz
Um dos lados do foto-interruptor possui um LED (Light Emitting Diode –
diodo emissor de luz) que emite luz continuamente. O outro lado possui um foto
transistor que recebe a luz emitida pelo LED. No centro do foto-interruptor está
posicionado o disco ranhurado. Quando em movimento o disco gera interrupções
no feixe de luz. O fototransistor gera os pulsos elétricos de acordo com o
movimento do disco ranhurado.
Sistema Óptico de Leitura de Posição
Disco ranhurado e foto-interruptor

Ligação do Foto-interruptor
Vcc
Foto-Interruptor
R1 R2
QD
Saída
Quando o disco ranhurado interrompe o feixe de luz do diodo “D” o
fototransistor “Q” entra no estado de corte elevando o nível da saída para Vcc.
Quando encontra uma ranhura, o feixe de luz a atravessa, e incide na base do
fototransistor levando-o à saturação.
A forma de onda obtida na saída do circuito da figura x.x, quando o
disco gira em seu interior, não é quadrada. Com o objetivo de obter um
controle mais preciso deve-se conformar o pulso proveniente do sensor óptico.
O circuito a seguir é um possível conformador de pulso.

O circuito conformador de pulso da figura x.x funciona como um
disparador Schmitt que tem por objetivo quadrar a forma de onda aplicada à
sua entrada.
-
+
C
R4
R1
Entrada do sinal
proveniente do
sensor óptico
Saída do sinal
quadrado
R6
R5
R3
R2
O sinal proveniente do sensor óptico muda de estado lentamente. A
ranhura vai liberando a luz gradativamente na base do fototransistor. O
fototransistor vai do corte à saturação e da saturação ao corte gerando rampas
de tensão. O circuito da figura x.x através de uma realimentação positiva obtém
alto ganho de histerese, quadrando a forma de onda aplicada à entrada.

Circuito Conformador de Pulso Interno ao Foto-interruptor
Alguns modelos de foto-interruptor possuem um circuito conformador
integrado.
Imagem extraída do Catálogo da ROHM Co., Ltd.
(1) Anodo
(2) Catodo
(3) Vcc
(4) Vsaída
(5) Gnd
Figura x.x Foto-Interruptor com Circuito Conformador de Pulso
O Sistema Óptico de Leitura de Posição utilizado em
impressoras
O Sistema Óptico de Leitura de Posição pode ser utilizado para muitas
finalidades. A figura a seguir apresenta o sistema óptico utilizado na malha de
realimentação de acionamento do motor que desloca a cabeça de impressão.
Extraído do Manual Técnico da Grafix

O sistema óptico gera um sinal chamado de PTS (Print Timming
Signal). O circuito de acionamento do motor troca a fase toda vez que recebe o
PTS.
Sensor do Exercício Counter
No exercício Counter é utilizado o mesmo sistema da figura x.x.
Programando em Ladder
A figura x.x apresenta o programa em Ladder. No sistema de
acionamento do motor por botões tem-se:
Liga parte o Motor
Desliga

A figura x.x apresenta o programa em Ladder.
Na declaração de variáveis é associado o nome do operando com a
entrada física do PLC. A figura x.x apresenta a tela de declaração de variáveis.
.
Após a compilação e a transferência do programa para o PLC é possível
simular. A tela da figura x.x. apresenta a tela do POU Display Change.
Observando a figura x.x conclui-se que:
O botão de liga foi acionado
O motor está energizado e girando
O motor já executou 3 voltas
A chave 2 simula os impulsos vindos do motor.

CTUD — Up And Down Counter —
Contador Crescente e Decrescente
Padrão IEC
Vai para "1" toda vez
que "CV" ≤ "PV"
Estado Atual da
Contagem
Contagem
Crescente Sensível
à Borda de Subida
Figura x.x Contador Crescente Decrescente
CU Entrada de Contagem Crescente, sensível à borda de subida
CD Entrada de Contagem Decrescente, Sensível à borda de subida
Reset Força Saída CV retornar a Zero.
Load Carrega o Valor de PV na Saída CV.
PV Valor Estabelecido pelo usuário
QU Saída que indica condição da contagem em função de PV
QD Saída que indica condição da contagem em função do zero.
CV Saída que apresenta a contagem atual do contador.

O contador crescente e decrescente é utilizado para contagem de
impulsos aplicados às entradas "CU" (contagem crescente) e "CD" (contagem
decrescente). Quando inicializado o contador parte da contagem "0". Se a
entrada "LOAD" recebe o valor "1" a saída "CV" é carregada com o valor de
"PV". É necessário que "LOAD" retorne para "0" para liberar o contador para
contagens crescentes e decrescentes.
A cada pulso na entrada CU o contador é incrementado de "1" na sua
contagem. A cada pulso na entrada CD o contador é decrementado de "1" na
sua contagem. Quando é aplicado "1" na entrada de Reset o contador é zerado e
a saída "QU" vai para "0".
A saída "QU" fica em "0" enquanto a contagem não atinge o valor
estabelecido pela entrada "PV". Quando a contagem chega ao valor de "PV" a
saída "QU" vai para 1 e permanece em "1" até que seja acionada a entrada
"Reset".
Se o contador continuar a receber os impulsos para contagem,
continuará contando, mas a saída "QU" não altera seu estado, permanece em
"1" até que seja acinonada a entrada de Reset. A saída "CV" apresenta o
estágio atual da contagem dos impulsos de entrada. A saída "QD" vai para um
quando o estágio da contagem é menor ou igual a zero.
Se não for estabelecido pelo programador valores para "PV" e "LOAD"
estes assumirão o valor "0". O valor "0" em "LOAD" permite o funcionamento
normal do contador. O valor "0" em "PV" faz com que o contador seja iniciado
com o valor "1" em "QD" e "1" em "QU". Iniciando uma contagem crescente
"QD" vai para "0" e "QU" permanecerá sempre em "1". Iniciando um
contagem regressiva "QU" vai para "0" e "QD" permanecerá sempre em "0".
Sobre as Saídas QD e QU
A tabela da figura x.x apresenta um resumo dos estados das saídas QU e
QD.
CV > 0 QD = 0
CV ≤ 0 QD = 1
PV > CV QU = 0
PV ≤ CV QU = 1

Exemplo de Aplicação:
Num local de visitação pública tem-se na entrada para contagem de
visitantes uma catraca que envia um pulso a cada giro. Na saída do local tem-se
outra catraca. Um PLC deve contar os que entram e saem. Cada vez que no
local houver mais pessoas do que o limite de visitantes estipulado pelo
administrador, uma placa deve ser iluminada com os dizeres: Lotado, Aguarde.
Salão de Exposições
SaídaEntrada
O sensor "Entrada" será ligado a entrada ".0" do PLC que aplicará
pulsos na entrada "CU" (contagem crescente) do contador CTUD. O Sensor
"Saída" será ligado a entrada ".1" do PLC que aplicará pulsos na entrada "CD"
(contagem decrescente). A saída ".0" do PLC controlará a iluminação da placa
de aviso aos visitantes.

O operando contato aberto que controla a saída ilumina pode chamar-se
Contador.QU ou Estouro. Qualquer dos nomes apresentará o mesmo resultado.
Nome do
Operando:
Contador.QU
ou Estouro
A tela de simulação apresenta alguns valores. Toda vez que QU for para
"1" o contato normalmente aberto "Estouro" fecha acionando a saída ".0" que
ilumina a placa informando que o salão está lotado. Para cada visitante que
deixa o salão o contador é decrementado de uma unidade.

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