137
MATERIAL DIDÁTICO PARA TREINAMENTO NO SOFTWARE TIA PORTAL V11 Chapecó – Janeiro 2013

Apostila Tia Portal R2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Apostila TIa portal

Citation preview

Page 1: Apostila Tia Portal R2

MATERIAL DIDÁTICO PARA TREINAMENTO NO

SOFTWARE TIA PORTAL V11

Chapecó – Janeiro 2013

Page 2: Apostila Tia Portal R2

Chapecó – Santa Catarina Fábio Luiz Araldi Petik

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Portal VIEW ............................................................................................................ 10

Figura 2 - Project View ............................................................................................................ 11

Figura 3 - Kit Didático FESTo, demonstração das saídas de tensão contínua ......................... 12

Figura 4 - Demonstração das entradas digitais do Kit didático FESTO. .................................. 13

Figura 5 - Diagrama de funcionamento das saídas digitais do kit didático FESTO. ................ 14

Figura 6 - IHM KTP 600 Siemens ........................................................................................... 15

Figura 7 - Demonstração dos módulos de comunicação no Kit FESTO. ................................. 15

Figura 8 - Criação de novos projetos. ....................................................................................... 16

Figura 9 - Apagar projetos. ....................................................................................................... 16

Figura 10 - Excluir entradas de projetos antigos ...................................................................... 17

Figura 11 - Inserção de equipamentos ao projeto pelo portal VIEW. ...................................... 18

Figura 12 - Inserção de hardware pela janela de projeto .......................................................... 19

Figura 13 - Janela de inserção de equipamentos ...................................................................... 19

Figura 14 - Janela de configuração de dispositivo ou equipamento ......................................... 20

Figura 15 - Inserção de módulos de periféricos em um equipamento ...................................... 21

Figura 16 - Método de arrastar e soltar. ................................................................................... 21

Figura 17 - Exemplo de configuração de hardware de um CLP S7-1200 ................................ 22

Figura 18 - Configuração de endereçamento lógico para o endereço físico. ........................... 22

Figura 19 - Visualização de endereçamento na exibição gráfica de um equipamento. ............ 23

Figura 20 - Inserção de um hardware branco em um projeto. .................................................. 24

Figura 21 - Detecção automática de Hardware. ....................................................................... 25

Figura 22 - Janela de dispositivos online.................................................................................. 25

Figura 23 - Hardware Kit Festo inserido automaticamente ...................................................... 26

Figura 24 - Declaração de TAGS em um CLP ......................................................................... 27

Figura 25 - Demonstração gráfica de um TAG declarado endereços físicos. .......................... 28

Figura 26 - Janela de dispositivos acessíveis............................................................................ 29

Figura 27 - Dispositivos online na árvore de projetos. ............................................................. 29

Figura 28 - Funçõe Online de um CLP S7-1200 ...................................................................... 30

Figura 29 - Voltando às configurações de fábrica .................................................................... 32

Figura 30 - CLP sem endereço lógico ...................................................................................... 32

Figura 31 - Assinando um IP a um CLP S7-1200 .................................................................... 33

Page 3: Apostila Tia Portal R2

Chapecó – Santa Catarina Fábio Luiz Araldi Petik

Figura 32 - TON Ladder ........................................................................................................... 38

Figura 33 - Gráfico TON .......................................................................................................... 38

Figura 34 - TOF Ladder ........................................................................................................... 38

Figura 35 - Gráfico TOF ........................................................................................................... 39

Figura 36 - TP Ladder .............................................................................................................. 39

Figura 37 - Gráfico TP ............................................................................................................. 39

Figura 38 - CTU Ladder ........................................................................................................... 40

Figura 39 - CTD Ladder ........................................................................................................... 41

Figura 40 - CTUD Ladder ........................................................................................................ 41

Figura 41 - Exemplo de MOVE_BLK ..................................................................................... 42

Figura 42 - Caminho para o bloco de configuração de uma malha PID .................................. 48

Figura 43 - Instanciando uma OB de interrupção de tempo. .................................................... 48

Figura 44 - Bloco PID Compact ............................................................................................... 49

Figura 45 - Janela 01 configuração PID ................................................................................... 50

Figura 46 - Janela 2 configuração PID ..................................................................................... 50

Figura 47 - Janela 3 configuração PID. .................................................................................... 51

Figura 48 - Bloco PID Funcionando ........................................................................................ 51

Figura 49 – Pré-configuração da Auto configuração do PID ................................................... 52

Figura 50 - Finalização do PreTuning do PID .......................................................................... 53

Figura 51 - Sistema PID monitorado após auto configuração. ................................................. 54

Figura 52 - Habilitando o controle PID. ................................................................................... 54

Figura 53 - Inserção de uma FB com linguagem Graph .......................................................... 56

Figura 54 - Janela de desenvolvimento para Grafcet ............................................................... 56

Figura 55 - Sequência em Grafcet ............................................................................................ 57

Figura 56 - Programação de passos e transições no Grafcet .................................................... 59

Figura 57 – Inserção de uma função em Grafcet ...................................................................... 60

Figura 58 - Exemplo de código em SCL. ................................................................................. 61

Figura 59 - Comportamento de variáveis no TIA PORTAL .................................................... 65

Figura 60 - Tabela de dados complexos. .................................................................................. 65

Figura 61 - Estrutura DLT e função RD_SYS_T ..................................................................... 66

Figura 62 - Estrura ARRAY ..................................................................................................... 66

Figura 63 - Estrutura STRUCT ................................................................................................ 67

Figura 64 - Exemplo de declaração de STRING. ..................................................................... 67

Page 4: Apostila Tia Portal R2

Chapecó – Santa Catarina Fábio Luiz Araldi Petik

Figura 65 - Utilização de memória em um CLP. ...................................................................... 68

Figura 66 - Chamada de uma FC (Função) .............................................................................. 69

Figura 67 - Chamada de uma FB (Bloco de Função) ............................................................... 70

Figura 68 - Meios de estruturação de um programa. ................................................................ 71

Figura 69 - Chamada de OB's em um programa ...................................................................... 71

Figura 70 - Tabela de variáveis OB80 ...................................................................................... 72

Figura 71 - Alocação das memórias especiais. ......................................................................... 73

Figura 72 - Inserindo uma IHM a um projeto. ......................................................................... 83

Figura 73 - Ambiente de desenvolvimento de sistemas em IHM's .......................................... 84

Figura 74 - Tabela de Tags em uma IHM. ............................................................................... 85

Figura 75 - Tela de configuração de conexões de uma IHM.................................................... 86

Figura 76 - Devices e Networks ............................................................................................... 87

Figura 77 - Indicação de conexão física de rede entre equipamentos. ..................................... 88

Figura 78 - Instanciando uma conexão utilizando a ferramenta de configuração de redes. ..... 88

Figura 79 - Configurando novas telas ou templates em IHM's ................................................ 89

Figura 80 - Configuração de elementos de tela em IHM's. ...................................................... 91

Figura 81 - Inserindo uma função a um evento ........................................................................ 92

Figura 82 - Conexões de redes de uma Interface...................................................................... 92

Figura 83 - Configuração de uma animação em um objeto na IHM. ....................................... 94

Figura 84 - Configuração de usuários para uma IHM .............................................................. 95

Page 5: Apostila Tia Portal R2

Chapecó – Santa Catarina Fábio Luiz Araldi Petik

SUMÁRIO

Introdução ....................................................................................................................... 8

1. Conhecendo o software e o kit de treinamento. ..................................................... 9

1.5 Tia Portal V11 ................................................................................................... 9

1.6 Visão geral do software Tia Portal V11 .......................................................... 10

1.7 Visão Geral do Kit De Treinamento FESTO. ................................................. 12

1.8 Exercícios ........................................................................................................ 16

2. Configuração de Hardware e Comunicação equipamentos. ................................. 18

2.1 Configurando novos dispositivos. ................................................................... 18

2.1.1 Configuração de Hardware Manual. ......................................................... 18

2.1.2 Configuração de Hardware Automática. ................................................... 23

2.1.3 Configuração de TAGS em Hardwares. ................................................... 27

2.2 Monitorando um dispositivo conectado. ......................................................... 28

2.3 Configuraões de Enderaçamentos físicos e lógicos. ....................................... 31

2.4 Exercícios. ....................................................................................................... 34

3. Operações Lógicas, MATEMÁTICAS E BINÁRIAS. ........................................ 36

3.1 Operações Binárias. ........................................................................................ 36

3.2 Temporizadores. ............................................................................................. 37

3.3 contadores. ...................................................................................................... 40

3.4 Operações de transferência. ............................................................................ 41

3.5 Blocos matemáticos. ....................................................................................... 42

3.6 oPERAÇÕES lÓGICAS. ................................................................................ 44

3.7 INSTRUÇÕES DE COMPARAÇÃO. ........................................................... 45

3.8 Instruções de conversão. ................................................................................. 47

3.9 Instruções para controle PID. .......................................................................... 47

3.10 Grafcet (s7 - Graph) .................................................................................... 55

3.11 SCL.............................................................................................................. 60

4. Estrutura de um programa. ................................................................................... 64

4.1 Tipos de dados. ............................................................................................... 64

4.1.1 Dados Elementares. ................................................................................... 64

4.1.2 Dados Complexos. .................................................................................... 65

4.2 DB - Blocos de Dados. ................................................................................... 67

Page 6: Apostila Tia Portal R2

Chapecó – Santa Catarina Fábio Luiz Araldi Petik

4.3 FC – Função .................................................................................................... 69

4.4 FB – Bloco de Função. ................................................................................... 69

4.5 OB - Blocos de Organização. ......................................................................... 70

4.5.1 OB’s de Diagnóstico. ................................................................................ 71

4.6 Memórias do Sistema. ..................................................................................... 72

4.7 Atalhos ............................................................................................................ 73

4.8 Exercícios. ....................................................................................................... 74

4.8.1 Bancada MPS Distribuição. ...................................................................... 74

4.8.2 Bancada MPS New Testing. ...................................................................... 76

4.8.3 Bancada de Produção. ............................................................................... 78

4.8.4 Controle de Temperatura. ......................................................................... 80

5. WINCC Flexible V11 ........................................................................................... 82

5.1 Configuração de Tags. .................................................................................... 84

5.2 Configuração de Conexões. ............................................................................ 85

5.3 Telas e seus objetos. ........................................................................................ 89

5.4 Eventos. ........................................................................................................... 91

5.5 Animações. ..................................................................................................... 93

5.6 Usuários. ......................................................................................................... 94

5.7 Exercícios. ....................................................................................................... 95

6. configuração de Redes Industriais (Tutoriais). ..................................................... 96

6.1 Ethernet. .......................................................................................................... 96

6.1.1 Comunicação S7-1200 com S7-1200 ........................................................ 96

6.1.2 Comunicação S7-1200 com S7-200 ........................................................ 106

6.2 Profibus. ........................................................................................................ 115

6.2.1 Comunicação S7-1200 com S7-200 ........................................................ 115

6.2.2 Comunicação S7-1200 com S7-300 ........................................................ 121

6.2.3 Comunicação S7-1200 com Micromaster 440 ........................................ 124

6.3 AS-i. .............................................................................................................. 127

6.3.1 Comunicação VIA DP Coupler Profibus. ............................................... 127

6.4 MODBUS ..................................................................................................... 131

7. Referências ......................................................................................................... 137

Page 7: Apostila Tia Portal R2

Chapecó – Santa Catarina Fábio Luiz Araldi Petik

LISTA DE SIGLAS

Símbolo Significado

CCM Centro de Controle de Motores.

CEP Controle estatístico do processo

CIP Control Information Protocol

CLP Controlador Lógico Programável.

CPU Central Processing Unit

CSMA/CD Carrier Sense with Multiple Access and Collision Detect

DB Data Block

Gbps Giga Bytes por segundo

GSD Datasheet eletrônico

IGBT Insulate Gate Bipolar Transitor.

IHM Interface Homem-Máquina.

IP Internet Protocol.

IP Industrial Protocol

IP International Protection

KW Quilo Watt

Mbp/s Mega Bytes por segundo

N.m Newton.metro

NPN Negativo Positivo Negativo

ºC Graus Célsius

ODVA Organização que suporta tecnologias de rede construída sobre o CIP

PNP Positivo Negativo Positivo

PT100 Sensor de temperatura tipo termorresistência.

SCADA Supervisory Control and Data Acquisition.

SP Set Point

TCP Transmission Control Protocol

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol

TIA Totally Integrated Automation

UDP User Datagram Protocol

Page 8: Apostila Tia Portal R2

Página 8

Introdução

Pensando em novas tecnologias Silveira e Santos (2006), sabe-se que a automação de

processos é útil e essencial para qualquer área de produção melhorando a qualidade do

produto e trazendo flexibilidade em toda planta.

Dentro desse enfoque, existem vários métodos para diversos tipos de controle um

deles é um método chamado TIA (Totally Integrated Automation), onde todos os níveis de

produção são interligados por alguma forma de rede, com objetivo de utilização de dados de

chão de fábrica em níveis mais altos de gerenciamento, esta interligação é denominada de

modelo pirâmide (SILVEIRA e SANTOS, 2006).

No universo Norte Americano o Buildings Energy Data Book por Kwok & Rajkovich

(2009), publicado pelo Departamento de Energia, mostra que a partir de 2006 as indústrias

cada vez mais investem em qualidade de produto. No Brasil, de acordo com o Procel (2010),

cerca de 16% da produção de equipamentos também sofre mudanças frente à certificação de

qualidade de produção.

Diante do exposto propõe-se um sistema integrado de automação que envolva todos os

níveis mais baixos, que compreendem as máquinas de produção do chão de fábrica até

sistemas de gerenciamento de manutenção, controle e visualização dos equipamentos

envolvidos. Com este projeto pode-se atender o cenário atual de automação industrial que o

mercado exige na região Oeste de Santa Catarina ou mesmo fora dela.

Dentro deste enfoque a empresa Siemens propõe um sistema integrado para

programação de CLP’s e IHM’s da linha de automação Simatic S7, o software tem por nome

TIA Portal V11.

Este material tem por objetivo ser apoio no aprendizado de programação de CLP’s e

IHM’s no software TIA Portal V11 Siemens. Os CLP’s tratados neste material serão da linha

S7-1200 e S7-300 tal como IHM’s da linha KTP e TP.

Ao longo do aprendizado o aluno terá capacidade de programar, testar e tratar erros

nos equipamentos anteriormente citados.

Page 9: Apostila Tia Portal R2

Página 9

1. CONHECENDO O SOFTWARE E O KIT DE TREINAMENTO.

Esta unidade tem por base apresentar aos alunos as principais características do

software em questão. Também demonstramos um dos kits didáticos utilizados no treinamento

para facilitar eventuais dúvidas ao longo do estudo.

1.5 TIA PORTAL V11

O software de programação TIA Portal V11 é considerado um sistema de engenharia

por abrigar em seu escopo mais de uma ferramenta de programação. Os dois principais

software contidos neste pacote são STEP 7 V11 e Wincc Flexeble V11, outras ferramentas

trabalham em conjunto com estes atores principais, ferramentas estas que tem por objetivos,

diagnósticos de erros, configurações de redes entre outros, logo, descreve-se a função de cada

um.

O SIMATIC STEP 7 V11 é parte integrante da estrutura de engenharia centralizada do

Portal de Automação Totalmente Integrada. Graças à integração completa na estrutura de

engenharia centralizada, o SIMATIC STEP 7 V11 apresenta um conceito uniforme de

alimentação de informações realizadas por operadores em todas as tarefas de automação com

serviços compartilhados (por exemplo, configuração, comunicação, diagnóstico), bem como

de consistência de dados automáticos (Siemens 2011).

O software se divide em três versões:

• STEP 7 Basic

• STEP 7 Professional

• STEP 7 Safety Advanced

Para este material utiliza-se o STEP 7 Professional, que tem capacidade de programar

toda a linha de CLP’s da Siemens.

O STEP 7 tem como objetivo principal programar CLP’s, apresenta cinco linguagens

de programação conforme norma IEC, são elas:

• Structured text (SCL)

• Ladder diagram (LAD)

• Function block diagram (FBD)

• Statement list (STL)

• Programming sequence controls (GRAPH)

Page 10: Apostila Tia Portal R2

Página 10

Já o software WINCC Flexible também contido no Tia Portal compreende

programação de toda a linha de interface da Siemens. Como o STEP 7 se divide nas três

versões a utilizada para este material será a Professional.

Nas próximas versões do Tia portal, prevista para lançamento em maio de 2013

também irá se apresentar integrado ao sistema o Starter ferramenta está que possibilita

programação de toda a linha de Drives da Siemens.

1.6 VISÃO GERAL DO SOFTWARE TIA PORTAL V11

A ferramenta de engenharia TIA Portal praticamente se divide em dois ambientes.

Portal VIEW: Ambiente que apresenta Wizards para desenvolvimento inicial ou

visualizações rápidas de um projeto existente.

Nesta tela apresenta-se ferramentas tais como, criação de um projeto novo, acesso a

um projeto existente, migração de projetos desenvolvidos em versões antigas do Step 7, tal

como atalhos que levam o usuário para inserção de CLP’s, IHM’s, Configuração de redes ou

mesmo ferramentas de diagnóstico.

Figura 1 - Portal VIEW

Page 11: Apostila Tia Portal R2

Página 11

Project VIEW: A tela de projetos é em geral o ambiente de desenvolvimento de todo o

sistema, se divide em várias abas que podem estar atreladas a tela ou mesmo flutuantes para

utilização do software em mais de um monitor, o que facilita bastante a vida do programador.

Como todo o programa para Windows o Portal View segue o padrão convencional,

acima se observa a barra de ferramentas que apresenta em forma de botões de atalhos e menus

para todo o programa. No lado esquerdo a árvore de projeto apresenta toda a estrutura da

engenharia, ou seja, cada elemento online ou inserido no projeto é detalhado e acessado pela

árvore. Ao lado direito a aba de ferramentas se adéqua a cada componente sendo programado

na tela central, ou seja, quando programa-se um CLP a barra de ferramentas apresenta as

ferramentas necessárias para desenvolvimento das linguagens disponíveis, quando programa-

se uma interface a barra oferece objetos gráficos para tal, ou mesmo uma lista de hardwares

Siemens disponíveis a serem inseridos no projeto. A barra inferior possui várias funções,

quando selecionado o botão propriedades apresenta todas as características e configurações

possíveis do objeto selecionado, o botão de informações apresenta os últimos acontecimentos

relacionados à seleção e por fim o botão diagnóstico demonstra status da seleção como erros

ou informações que os equipamentos apresentam quando estão no modo online.

Todos deverão se familiarizar com esta janela, 99% do tempo se passa nela no tempo

da engenharia do projeto.

Figura 2 - Project View

Page 12: Apostila Tia Portal R2

Página 12

1.7 VISÃO GERAL DO KIT DE TREINAMENTO FESTO.

O conjunto modular didático é formado para acondicionar o controlador lógico

programável S71200 e IHM, disponibilizando pontos de entradas e saídas através de bornes,

chaves e módulo para simulação de controle de temperatura.

O conjunto principal é formado por:

• Fonte 24Vcc;

• Fonte 12Vcc;

• Entradas digitais;

• Saídas digitais;

• I/O Analógico;

• Módulo simulador de temperatura;

• Conjunto de relés de proteções;

• Conjunto de chaves para simulação;

• Conjunto de cabos com conectores tipo banana;

• CLP S71200 CPU 1214C DC/DC/DC com módulo de Saída analógica

integradado.

• IHM Siemens KTP600 Basic Color PN 5,7”

O painel deve ser ligado em fonte de alimentação estável 100 a 240Vca através de uma tomada

2P+T, as fontes possuem proteção contra curto-circuito, com sistema de religamento automático. Para

alimentação de componentes externos deve-se observar que há duas saídas de tensão contínua, para o

CLP sempre se deve utilizar as de 24Vcc que se apresentam a direita conforme demonstra a Figura 3 - Kit

Didático FESTo, demonstração das saídas de tensão contínua

. A esquerda é disponibilizado uma saída 12Vcc.

Figura 3 - Kit Didático FESTo, demonstração das saídas de tensão contínua

Page 13: Apostila Tia Portal R2

Página 13

O módulo de entradas digitais conforme demonstra a Erro! Fonte de referência não

encontrada. é composto por 14 bornes DEV 4mm pretos, identificados como I0 ~ I13 e 14

chaves de três estados, estas ligadas em paralelo aos bornes.

Ao lado dos bornes e das chaves existe uma chave seletora para escolher a forma de

acionamento das entradas, bornes ou chaves. Não há necessidade de ligações externas, pois

todas as chaves já estão alimentadas internamente.

Figura 4 - Demonstração das entradas digitais do Kit didático FESTO.

Os sinais provindos das chaves ou bornes são ligados aos acionamentos dos relés de

proteção de 12Vcc, Os contatos do relé são alimentados com 24Vcc e ligados as entradas

digitais do CLP, dessa forma, o CLP está totalmente isolado das chaves e bornes.

As saídas digitais do KIT são isoladas tais como as entradas, neste kit se apresentam

10 saídas digitais e são disponibilizadas por Q0 ~Q9.

Os contatos disponíveis podem ser alimentados com sinais de 0 a 250V com

capacidade máxima de condução de corrente de 6A, possibilitando o acionamento de

diferentes tipos de equipamentos. A figura 5 representa em forma de diagrama como as saídas

são energizadas.

Page 14: Apostila Tia Portal R2

Página 14

Figura 5 - Diagrama de funcionamento das saídas digitais do kit didático FESTO.

No modulo analógico há duas entradas disponíveis também em bornes pretos, porém

agora de 2mm de diâmetro identificados com AI0 e AI1. Esses bornes estão conectados a

canais de entrada analógica integrados na CPU do CLP, as duas entradas são de tensão com

variação possível de 0 – 10Vcc.

Também está disponível uma saída de tensão analógica de 0 a 10Vcc através do borne

representado por AQ0.

As entradas e saídas analógicas podem ser utilizadas de duas formas, através de sinais

externos, respeitando o valor da tensão, ou realizando interligação do modulo de I/O

analógico ao simulador de temperatura disponível no KIT.

O modulo simulador de temperatura é dedicado para realizar controles de temperatura

utilizando conceito de controle de malha fechada.

Para utilização e realização dos experimentos é necessário posicionar a chave seletora

na posição “PWM” e interligar as entradas e saídas analógicas disponíveis do CLP com as

entradas e saídas analógicas do controlador de temperatura.

No kit também se apresenta uma IHM Siemens modelo KTP600 Basic Color PN 5,7”

conforme demonstra a figura 5. O painel da IHM possui 4 bornes vermelhos de 4mm e 4

bornes azuis de 4mm, utilizados para alimentação do componente por uma tensão de 24Vcc

que é fornecida pelo painel do CLP ou uma fonte de energia CC externa.

Page 15: Apostila Tia Portal R2

Página 15

Figura 6 - IHM KTP 600 Siemens

Tanto a IHM quanto o CLP possuem portas de comunicação PROFINET, que pode ser

utilizada tanto para Download e Upload do software quanto para comunicação entre ambos,

no então no Kit do CLP apresenta-se um Switch gerenciável de 4 portas de comunicação.

Se apresenta também módulos de comunicação para o CLP nos protocolos

PROFIBUS (Master) e RS485 que pode ser utilizado para diversos protocolos como ModBUS

e USS. A figura 7 demonstra a localização dos módulos de comunicação e do Switch no

painel do principal do KIT.

Figura 7 - Demonstração dos módulos de comunicação no Kit FESTO.

Page 16: Apostila Tia Portal R2

Página 16

1.8 EXERCÍCIOS

• Criar projetos e salvar em uma pasta predeterminada.

• Abrir um projeto salvo em uma pasta predeterminada.

Figura 8 - Criação de novos projetos.

• Copiar ou fazer BackUP de projetos Antigos.

• Apagar projetos Antigos.

Figura 9 - Apagar projetos.

• Apagar entradas de projetos não existentes.

Page 17: Apostila Tia Portal R2

Página 17

Figura 10 - Excluir entradas de projetos antigos

Anotações.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Page 18: Apostila Tia Portal R2

Página 18

2. CONFIGURAÇÃO DE HARDWARE E COMUNICAÇÃO EQUIPAMENTOS.

Esta unidade tem por base demonstrar meios para configuração de hardwares de

equipamentos no software TIA portal, detecção de erros e comunicação com os

equipamentos.

2.1 CONFIGURANDO NOVOS DISPOSITIVOS.

Na concepção do TIA Portal a primeira instância do desenvolvimento de um projeto

de automação é a declaração do hardware do projeto, ou seja, a parte física do sistema, então

apenas após este passo é iniciado o desenvolvimento da parte lógica (Programação). No

exemplo deste material apresentam-se dois modos possíveis de configuração de hardware,

manual e automática, porém, nem todos os equipamentos podem ser declarados

automaticamente.

2.1.1 Configuração de Hardware Manual.

Após o projeto criado e configurado existem basicamente dois caminhos para inserção

do hardware no mesmo. Pelo Portal View pode-se selecionar opções de inserção de CLP,

IHM ou equipamentos de redes conforme demonstra a figura 11.

Figura 11 - Inserção de equipamentos ao projeto pelo portal VIEW.

Page 19: Apostila Tia Portal R2

Página 19

Já pela janela de projetos deve-se selecionar o botão presente na árvore de projetos

descrito como ADD New Device conforme demonstra a figura 12.

Figura 12 - Inserção de hardware pela janela de projeto

Na inserção de hardware pelo ambiente de programação ao clicar se abrirá uma nova

janela onde se seleciona que tipo de equipamento é desejado para inserção.

Figura 13 - Janela de inserção de equipamentos

Page 20: Apostila Tia Portal R2

Página 20

A figura 13 demonstra a inserção de um CLP S7-1200, designado por CPU 1214C

DC/DC/DC, ao lado direito da tela se apresentam as características e imagem do equipamento

para evitar erros, na configuração já é possível definir um nome simbólico para o

equipamento e também a versão do mesmo. Para concluir a inserção basta clicar no botão OK,

caso seja opção inserir outros equipamentos antes de configurar o anteriormente selecionado

deve-se desmarcar a opção grifada na imagem.

Vale lembrar que para projetos com IHM’s deve estar instalado o WinCC no TIA.

Após inserir o equipamento o mesmo já é automaticamente colocado na árvore de

projetos, para acessar configurações do hardware deste basta selecionar a opção Device

Configuration conforme demonstra a figura 14.

Figura 14 - Janela de configuração de dispositivo ou equipamento

Nesta etapa a CPU do CLP já esta inserida, agora utilizando a barra de ferramentas na

direita devem-se selecionar os módulos periféricos ligados ao CLP, para este modelo estão

disponíveis módulos de Entradas e Saídas digitais e analógicas, módulos combinados e

módulos de comunicação. Para inserir um componente, basta buscar o desejado na aba de

ferramentas ou mesmo digitar o código do equipamento no campo de busca. O botão Filter

quando habilitado separa somente os elementos compatíveis com o equipamento selecionado.

A figura 15 demonstra um módulo de entradas digitais sendo inserido na configuração de

hardware da CPU previamente selecionada.

Page 21: Apostila Tia Portal R2

Página 21

Figura 15 - Inserção de módulos de periféricos em um equipamento

O procedimento deve ser feito com duplo clique ou mesmo utilizando o método

arrastar e soltar.

Figura 16 - Método de arrastar e soltar.

Assim o processo deve ser repetido para quantos módulos forem necessários ou

acabarem as possibilidades de inserção de periféricos no CLP. Conforme demonstra a figura

17 no modelo de CLP S7-1200 os módulos de I/O devem ser inseridos a direita da CPU e

módulos de comunicação à esquerda.

Page 22: Apostila Tia Portal R2

Página 22

Figura 17 - Exemplo de configuração de hardware de um CLP S7-1200

A aba inferior demonstra configurações do Hardware selecionado, as propriedades

principais serão descritas nas próximas sessões deste material, por hora, deve-se observar a

aba que fica entre meio as propriedades e a demonstração ilustrada do equipamento.

Figura 18 - Configuração de endereçamento lógico para o endereço físico.

Page 23: Apostila Tia Portal R2

Página 23

É de suma importância compreender esta aba, pois, na hora do desenvolvimento lógico

do sistema os endereçamentos da parte física se apresentam neste local, os valores carregados

ao inserir um equipamento ou módulo são padrões, mas podem ser alterados conforme

vontade do usuário. Também é possível observar o endereço lógico aumentado o zoom do

dispositivo.

Figura 19 - Visualização de endereçamento na exibição gráfica de um equipamento.

2.1.2 Configuração de Hardware Automática.

Outro método de configuração de hardware é a configuração automática, conforme

descrito anteriormente esta função não está disponível para todos os equipamentos Siemens,

em principio todos os materiais que possuam interface de rede Profinet integrada carregam

esta característica. Os primeiros passos da configuração de hardware é a mesma, entretanto,

no momento em que se deve escolher o hardware específico se seleciona um equipamento em

branco da mesma família do desejado.

Page 24: Apostila Tia Portal R2

Página 24

Figura 20 - Inserção de um hardware branco em um projeto.

A opção é interessante em dois casos, o primeiro é quando não se tem definido ainda o

hardware necessário e já se faz necessário o desenvolvimento lógico, fato este que não é

considerado boa prática, ou quando já temos o hardware montado e devidamente energizado.

Esta opção traz exatamente todos os periféricos interligados a CPU em questão.

Após inserir o equipamento branco seleciona-se a opção de detecção automática de

hardware.

Page 25: Apostila Tia Portal R2

Página 25

Figura 21 - Detecção automática de Hardware.

Ao clicar na opção de detecção, automaticamente se abrirá uma janela que será útil em

mais de uma ocasião, esta janela mostra todos os equipamentos conectados em determinada

interface de rede.

Figura 22 - Janela de dispositivos online.

Page 26: Apostila Tia Portal R2

Página 26

Caso haja mais de um dispositivo ativo, os mesmos serão apresentados na tabela,

algumas funções são relevantes como o botão Flash LED, este, pisca os LED’s de Status do

CLP selecionado na tabela, a seleção da interface correta de rede também é importante, a

primeira configuração é feita pelo tipo de protocolo, no caso deste CLP seleciona-se a

Ethernet que é determinada pela Siemens por PN/E (Profinet/Ethernet), logo após destaca-se a

placa de rede do computador que irá fazer a conexão com os dispositivos. Selecionado o

equipamento desejado, basta clicar no botão Detect para o hardware ser automaticamente

configurado.

Para entrar nesta janela novamente observa-se o atalho destacado na parte superior da

figura 22.

Figura 23 - Hardware Kit Festo inserido automaticamente

O exemplo da figura 23 demonstra a inserção automática feita dos Kits didáticos Festo

que serão utilizados no decorrer deste material. Também se observa que ao inserir o segundo

CLP o mesmo se apresenta separadamente na árvore de projetos.

A configuração do endereçamento lógico dos periféricos se apresenta do mesmo modo

que a configuração de hardware manual.

Page 27: Apostila Tia Portal R2

Página 27

2.1.3 Configuração de TAGS em Hardwares.

Atualmente é comum a utilização de endereçamento simbólico para melhorar a

documentação, leitura e endentação de um código, para isto, em sistemas de automação se faz

uso de TAGS, onde são definidos nomes simbólicos ou “apelidos” para os endereços lógicos.

Os TAGS também podem ser definidos como a declaração de variáveis em um sistema de

automação, porém, em um CLP praticamente todas as variáveis já vem instanciadas, basta

referenciá-las com um nome específico. No TIA Portal além do endereço lógico é necessário

estipular a “Tipagem” do TAG, ou seja, deve-se definir o tipo de dado ao instanciar o

símbolo, tipos de dados serão estudados nas próximas sessões deste material.

As tabelas de TAGS são individuais para cada equipamento, após definidos podem-se

compartilhar os mesmos entre diferentes dispositivos do projeto.

Para acessar as tabelas de TAGS de um CLP seleciona-se a opção PLC TAGS descrita

dentro do equipamento na árvore de projetos, é possível a criação de diferentes tabelas para

melhor organização do sistema, como Entradas Digitais, Saídas Digitais, Memórias e outras,

caso seja opção demonstrar todos os TAGS do projeto, basta selecionar a opção Show all

tags.

Figura 24 - Declaração de TAGS em um CLP

Page 28: Apostila Tia Portal R2

Página 28

Para declarar um TAG basta cadastrar o nome, o tipo e o endereço lógico, há também

opções para marcação de tornar visível e acessível para outros dispositivos. É importante

lembrar que um código bem endentado apresenta comentários em todas as variáveis para

facilitar futuras manutenções.

Um opção interessante do TIA Portal é que todo TAG definido para endereços físicos

automaticamente são apresentados na interface gráfica demonstrativa do CLP.

Figura 25 - Demonstração gráfica de um TAG declarado endereços físicos.

2.2 MONITORANDO UM DISPOSITIVO CONECTADO.

A monitoração de um dispositivo conectado a um projeto é de suma importância no

ramo da automação, pois um CLP sendo parte crucial no processo de automação quando entra

em falha simplesmente demonstra o erro com um LED Vermelho, a causa do erro só é

demonstrada utilizando algum tipo de interface gráfica, um sistema SCADA ou um

computador conectado ao mesmo com a ferramenta de diagnóstico ativa.

Para acessar dispositivos online utiliza-se a mesma ferramenta para detecção de

equipamentos acessíveis utilizado na detecção automática de hardware, relembrando esta

função pode ser acessada de dois pontos, pelo Portal View ou pelo Project View.

A tela de dispositivos acessados já foi estudada neste material, neste caso ao invés do

botão de detecção aparece um botão SHOW que abre o dispositivo selecionado na tabela.

Page 29: Apostila Tia Portal R2

Página 29

Figura 26 - Janela de dispositivos acessíveis.

Figura 27 - Dispositivos online na árvore de projetos.

Ao clicar no botão de mostrar o dispositivo selecionado automaticamente é mostrado

na árvore de projetos na barra de dispositivos online. Esta aba apresenta todas as interfaces

Page 30: Apostila Tia Portal R2

Página 30

instaladas no computador onde o TIA está instalado, no caso deste CLP o mesmo é se

apresenta na aba da placa de rede Ethernet do PC.

Caso outro dispositivo seja conectado posteriormente a detecção pode-se utilizar o

atalho Update Acessible Devices apresentado logo abaixo do diretório da placa para

recarregar os elementos acessíveis. Neste caso utiliza-se a opção Online & Diagnostics para

acessar algumas funções que só podem ser alteradas ou lidas em modo online.

Figura 28 - Funçõe Online de um CLP S7-1200

Anotações:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Page 31: Apostila Tia Portal R2

Página 31

2.3 CONFIGURAÕES DE ENDERAÇAMENTOS FÍSICOS E LÓGICOS.

Quando se utiliza redes industriais um quesito que deve ser levado por regra são os

endereçamentos lógicos e físicos dos equipamentos.

Por endereçamento Físico compreendem-se os endereços gravados nas interfaces de

redes dos equipamentos, na Ethernet/Profinet que é o caso dos CLP’s S7-1200 este endereço é

conhecido como endereço MAC. Este endereço deve ser único para qualquer placa de rede

deste protocolo existente mundialmente. Caso haja dois endereços MAC iguais em uma rede é

possível que algum deles sofreu alterações errôneas ou algum dos equipamentos tenha o

número clonado de outro. Este número pode ser considerar o número do “Chassi” do

equipamento que possua este tipo placa de rede.

Já o endereço Lógico é o endereço dado ao equipamento para se conectar a algum tipo

de rede, vale ressaltar que dois equipamentos nunca podem ter o mesmo endereço de rede. No

caso do CLP S7-1200 este endereçamento é chamado de endereço IP. Junto à configuração do

IP encontramos o MASK, este é a mascará de rede utilizada para definir quanto do endereço

IP identifica a rede e quanto identifica o número único do equipamento. Nesta questão

encontram-se vários outros endereços a serem configurados, porém esta questão será tratada

posteriormente em outro material.

Os CLP’s S7-1200 quando comprados novos se apresentam sem endereço lógico, ou

seja, é responsabilidade do programador endereçar este CLP. Caso o CLP já esteja endereçado

para trocar este IP deve-se apagar o endereço lógico e escrever novamente o endereço físico

conforme demonstra o próximo exemplo.

Após entrar online no CLP na aba de diagnóstico deve-se buscar a opção resetar para

configurações de fábrica dentro da aba funções conforme demonstra a figura 29. Ao clicar em

RESET algumas mensagens irão solicitar confirmação, por conta de o reset ser uma operação

delicada em um sistema de automação. Neste caso devem-se confirmar as operações, então

uma janela de aviso demonstrará que o CLP será passado para STOP. Após confirmação uma

mensagem dizendo a função foi concluída deve aparecer no canto inferior direito da tela.

Page 32: Apostila Tia Portal R2

Página 32

Figura 29 - Voltando às configurações de fábrica

Logo após o RESET de fábrica se for verificado o CLP não possui mais endereço

lógico, porém o endereço físico sempre é o mesmo. Um CLP em estado de novo apresenta as

mesmas características apresentadas na figura 30.

Figura 30 - CLP sem endereço lógico

Page 33: Apostila Tia Portal R2

Página 33

Para configurar um novo IP a este CLP novamente busca-se as ferramentas de

diagnóstico, porém agora seleciona-se a opção de assinar um IP (Endereço Lógico) a este

equipamento conforme demonstra a figura 31. Uma mensagem demonstrando que os

parâmetros foram transferidos com sucesso deve aparecer no canto direito inferior da tela.

Figura 31 - Assinando um IP a um CLP S7-1200

OBS – É de suma importância lembrar que nunca um CLP deve ter o mesmo endereço

de rede e para pleno funcionamento da comunicação todos os elementos conectados devem

estar com a mesma máscara de rede. Para descobrir qual o IP e MASK do computador basta

entrar no prompt de comando e digitar IPCONFIG.

Anotações.

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Page 34: Apostila Tia Portal R2

Página 34

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

2.4 EXERCÍCIOS.

Item Descrição Pontos Atende

Parcial

Atende

Pleno

1 Criação e arquivamento de um projeto para o

sistema de manufatura do laboratório de

automação industrial.

0,75

2 Criação e arquivamento de um projeto para um

sistema de controle de temperatura no laboratório

de automação industrial.

0,75

3 Inserção e configuração do CLP S7-300 da

bancada MPS - Distribuição, no projeto do

sistema de manufatura. (Hardware e

Endereçamento)

0,75

4 Inserção e configuração de um CLP S7-1200 da

bancada MPS – NewTesting, no projeto do

sistema de manufatura. (Hardware e

Endereçamento)

0,75

5 Inserção e configuração do hardware necessário

para pleno funcionamento da bancada de

processos no projeto sistema de manufatura.

(Hardware e Endereçamento)

0,75

6 Inserção e configuração do hardware necessário

para funcionamento pleno de um sistema de

controle de temperatura. (Painel CLP do Kit

Didático). (Hardware e Endereçamento)

0,75

7 Inserção e configuração de um IHM KTP 600 para

monitoração do projeto sistemas de manufatura.

(Hardware e Endereçamento).

0,75

8 Inserção e configuração de um IHM KTP 600 para

monitoração do projeto controle de temperatura.

0,75

Page 35: Apostila Tia Portal R2

Página 35

(Hardware e Endereçamento).

9 Desenvolvimento da tabela de Tags de entradas e

saídas do CLP da bancada MPS – Distribuição.

1,0

10 Desenvolvimento da tabela de Tags de entradas e

saídas do CLP da bancada MPS – New Testing.

1,0

11 Desenvolvimento da tabela de Tags de entradas e

saídas do CLP da bancada de Produção.

1,0

12 Desenvolvimento da tabela de Tags de entradas e

saídas do CLP do controle de temperatura.

1,0

Pontuação Obtida. 10,0

Page 36: Apostila Tia Portal R2

Página 36

3. OPERAÇÕES LÓGICAS, MATEMÁTICAS E BINÁRIAS.

Todos os CLP’s possuem para sua programação operações com funções distintas, este

módulo tem por objetivo apresentar ao programador principais funções do CLP S7-1200.

3.1 OPERAÇÕES BINÁRIAS.

As operações binárias são as funções mais utilizadas para programação dos CLP’s. A

tabela abaixo demonstra as principais operações binárias utilizadas em programações que

utilizem linguagem Ladder.

Instrução Descrição Ladder

NA Contato Normalmente Aberto

NF Contato Normalmente Fechado

Bobina Bobina Lógica

NOT Contato de negação – Este contato

inverte o nível lógico de sua entrada

na sua saída.

Bobina R Bobina Reset – Atribui zero ao nível

lógico do endereço selecionado

Bobina S Bobina Set – Atribui um ao nível

lógico do endereço selecionado

Bobina Rb Bobina Reset Bit Field – Atribui zero

ao nível lógico do endereço lógico e

também à quantia de bits sucessora

selecionada no parâmetro abaixo da

instrução.

Page 37: Apostila Tia Portal R2

Página 37

Bobina Sb Bobina Set Bit Field – Atribui um ao

nível lógico do endereço lógico e

também à quantia de bits sucessora

selecionada no parâmetro abaixo da

instrução.

P Flanco de borda positiva – Manda

um pulso na largura de tempo de um

ciclo de leitura do código quando a

borda positiva do endereço lógico

selecionado acima é detectada. É

necessário uma memória auxiliar na

configuração da detecção do flanco.

N Flanco de borda negativa - Manda

um pulso na largura de tempo de um

ciclo de leitura do código quando a

borda negativa do endereço lógico

selecionado acima é detectada. É

necessário uma memória auxiliar na

configuração da detecção do flanco.

3.2 TEMPORIZADORES.

Todos os temporizadores apresentados no TIA Portal para as novas linhas de CLP

Siemens se enquadram na norma IEC 61131-3. Portanto ao instanciarmos um temporizador

automaticamente é criada uma estrutura onde são armazenadas todas as suas variáveis. Esta

estrutura será estudada mais adiante.

Para adicionarmos um contato deste temporizador deve-se começar pelo nome do

temporizador e concatenar a variável do mesmo após o nome separando o nome da variável

com um ponto.

Page 38: Apostila Tia Portal R2

Página 38

• TON – Timer On Delay: Temporizador com retardo na energização.

Figura 32 - TON Ladder

Figura 33 - Gráfico TON

• TOF – Timer Off Delay: Temporizador com retardo na desenergização.

Figura 34 - TOF Ladder

Page 39: Apostila Tia Portal R2

Página 39

Figura 35 - Gráfico TOF

• TP – Timer Pulse: Temporizador de Pulso

Figura 36 - TP Ladder

Figura 37 - Gráfico TP

Page 40: Apostila Tia Portal R2

Página 40

• TONR – Timer On Delay Retentivo: temporizador com retardo na energização

retentivo.

3.3 CONTADORES.

• CTU – Contador Crescente, conta crescentemente a cada flanco de impulso

positivo na entrada CU. A saída Q é “0”, enquanto o valor de CV for menor

que PV, caso contrário a saída será “1”. Se houver um flanco de impulso

positivo na entrada R o contador é resetado, isto é, o valor de CV vai para 0.

Figura 38 - CTU Ladder

• CTD – Contador Decrescente, conta decrescentemente a cada flanco de

impulso positivo na entrada CD. A saída Q é “0” enquanto o valor de CV for

diferente de “0”, caso contrário a saída Q será “1”. Se houver um flanco de

impulso positivo na entrada LD o contador é carregado com o valor de PV.

Page 41: Apostila Tia Portal R2

Página 41

Figura 39 - CTD Ladder

• CTUD – Reúne as funções dos dois contadores anteriormente descritos.

Figura 40 - CTUD Ladder

3.4 OPERAÇÕES DE TRANSFERÊNCIA.

Instrução Descrição Ladder

MOVE Move o valor da entrada IN para

as saídas selecionadas OUT. A

condição só é verdadeira se a

entrada EN estiver em nível

lógico “1”

MOVE_BLK Move um vetor inteiro descrito

na entrada IN para a saída OUT.

O numero de elementos do vetor

deve ser determinado na entrada

COUNT. A condição só é

verdadeira se a entrada EN

Page 42: Apostila Tia Portal R2

Página 42

estiver em nível lógico “1”

A Figura abaixo demonstra um exemplo de uma área de um vetor sendo transferida para outro

ponto.

Figura 41 - Exemplo de MOVE_BLK

3.5 BLOCOS MATEMÁTICOS.

Instrução Descrição Ladder

CALCULATE Esta função se apresenta

somente em novos CLP’s da

linha Siemens, pode-se declarar

uma função matemática em seu

bloco, evitando assim o uso de

vários blocos para executar um

cálculo mais complexo. Traz a

grande maioria das funções

matemáticas presentes em uma

calculadora científica. Como

Negação, exponenciação,

funções trigonométricas, raiz

quadrada, cálculo de resto,

arredondamento, linearização

entre outras.

Page 43: Apostila Tia Portal R2

Página 43

ADD Soma os elementos das entradas

IN1 e IN2 e grava na saída

OUT1. (Várias entradas podem

ser adicionadas neste bloco). A

condição só é verdadeira se a

entrada EN estiver em nível

lógico “1”

DIV Divide o elemento da entrada

IN1 pela IN2 e grava na saída

OUT1. A condição só é

verdadeira se a entrada EN

estiver em nível lógico “1”.

SUB Subtrai o elemento da entrada

IN1 pela IN2 e grava na saída

OUT1. A condição só é

verdadeira se a entrada EN

estiver em nível lógico “1”.

MUL Multiplica os elementos das

entradas IN1 e IN2 e grava na

saída OUT1. (Várias entradas

podem ser adicionadas neste

bloco). A condição só é

verdadeira se a entrada EN

estiver em nível lógico “1”.

LIMIT Limita o valor da entrada IN aos

valores definidos nas entradas

MIM e MAX. A condição só é

verdadeira se a entrada EN

estiver em nível lógico “1”.

Page 44: Apostila Tia Portal R2

Página 44

MOD Divide o valor na entrada IN1

pelo valor na entrada IN2 e

escreve o resto na saída OUT. A

condição só é verdadeira se a

entrada EN estiver em nível

lógico “1”.

MIN A operação compara o valor na

entrada IN1 com a entrada IN2 e

grava o MENOR valor na saída

OUT. A condição só é

verdadeira se a entrada EN

estiver em nível lógico “1”.

MAX A operação compara o valor na

entrada IN1 com a entrada IN2 e

grava o MAIOR valor na saída

OUT. A condição só é

verdadeira se a entrada EN

estiver em nível lógico “1”.

3.6 OPERAÇÕES LÓGICAS.

Instrução Descrição Ladder

DECO Leva para nível lógico “1” o bit que

é selecionado pelo número na

entrada “1”. A condição só é

verdadeira se a entrada EN estiver

em nível lógico “1”.

Page 45: Apostila Tia Portal R2

Página 45

ENCO Lê o número do bit para o bit menos

significativo que esteja em ‘ na

entrada IN e informa seu valor na

saída OUT. A condição só é

verdadeira se a entrada EN estiver

em nível lógico “1”.

SEL Seleciona uma das entradas IN0 ou

IN1 dependendo da chave

(Parâmetro G) e copia seu conteúdo

na saída OUT. A condição só é

verdadeira se a entrada EN estiver

em nível lógico “1”.

MUX Utiliza-se esta instrução para copiar

o conteúdo de uma entrada

selecionada para saída OUT. A

condição só é verdadeira se a

entrada EN estiver em nível lógico

“1”. A MUX pode ter no máximo

30 entradas.

3.7 INSTRUÇÕES DE COMPARAÇÃO.

Instrução Descrição Ladder

= = Compara se duas variáveis são

iguais.

Page 46: Apostila Tia Portal R2

Página 46

> = Compara se a variável superior é

maior ou igual à inferior.

< = Compara se a variável superior é

menor ou igual à inferior.

< Compara se a variável superior é

menor que à inferior.

> Compara se a variável superior é

maior que à inferior.

< > Compara se duas variáveis são

diferentes.

IN_RANGE Determina se os valores da entrada

VAL esta DENTRO dos valores

predeterminados nos parâmetros

MIN e MAX.

OUT_RANGE Determina se os valores da entrada

VAL esta FORA dos valores

predeterminados nos parâmetros

MIN e MAX.

Page 47: Apostila Tia Portal R2

Página 47

3.8 INSTRUÇÕES DE CONVERSÃO.

Instrução Descrição Ladder

CONVERT Converte um tipo de dado em outro

tipo de dado. Exemplo Inteiro para

Real.

NORM_X Converte um tipo de dado para outro,

normatizando seu valor. Um

exemplo claro é uma entrada

analógica de 4 ~20mA, normatizada

para um range de 0 ~1000. O range

deve ser apresentado nos parâmetros

MIN e MAX. A condição só é

verdadeira se a entrada EN estiver

em nível lógico “1”.

SCALE_X Cria uma escala de um valor de

acordo com parâmetros mínimo e

máximo.

3.9 INSTRUÇÕES PARA CONTROLE PID.

Os CLP’s das novas linhas da Siemens trazem em si funções que auxiliam no controle

discreto de processos, para tal utiliza-se um bloco que faz automaticamente a sintonia e

configuração dos parâmetros de uma malha PID para diversas aplicações, este bloco é

encontrado na aba de elementos tecnológicos na barra de ferramentas conforme demonstra a

figura 42.

Page 48: Apostila Tia Portal R2

Página 48

Figura 42 - Caminho para o bloco de configuração de uma malha PID

Para pleno funcionamento do bloco a Siemens recomenda que o mesmo seja

instanciado dentro de uma OB de interrupção de tempo. A figura 43 demonstra como

instanciar esta OB.

Figura 43 - Instanciando uma OB de interrupção de tempo.

Dentro desta OB instala-se o bloco PID que trás diversos parâmetros em sua interface,

nota-se que os parâmetros não são obrigatórios tornando característica esta de um bloco FB

que será estudado mais adiante, na instanciação desta função é necessário criar uma DB para

Page 49: Apostila Tia Portal R2

Página 49

guardar as funções deste bloco, é o mesmo conceito utilizado em temporizadores estudados

anteriormente.

O bloco quando instalado apresenta dois botões no seu canto direito superior, um deles

diz respeito às configurações do PID outro diz respeito ao AutoTune, ferramenta esta que

possibilita o cálculo automático das variáveis para o melhor rendimento do processo.

Figura 44 - Bloco PID Compact

Na janela de configuração do PID se observa três abas, a primeira delas corresponde a

configurações do tipo de processo. Também demonstra as variáveis básicas do processo SP,

PV e MV.

Page 50: Apostila Tia Portal R2

Página 50

Figura 45 - Janela 01 configuração PID

A segunda apresenta valores de escala e valores mínimos e máximos do processo, tal

como a relação entre a variável do processo e a variável de controle interna do CLP.

Figura 46 - Janela dois configuração PID

A terceira aba trás configurações avançadas da malha PID, as mais importantes são

demonstradas na figura 47, estas são as variáveis do controle PID, após a realização do

AUTOTUNE as mesmas se ajustam automaticamente, por opção pode-se habilitar a entrada

manual dos dados para aplicações muito específicas onde o cálculo automático do CLP não

foi eficiente o suficiente para o processo.

Page 51: Apostila Tia Portal R2

Página 51

Figura 47 – Janela Três configuração PID.

A outra opção presente no bloco PID_Compact se refere a sintonia automática de

parâmetros. O CLP efetua rotinas de cálculos para chegar a melhor eficiência no controle

desejado.

O primeiro passo é estabelecer entradas e saídas do bloco PID, a figura 48 demonstra

um bloco configurado e em execução após o Auto-Tune. As entradas e saídas se referem a

saídas de comando para a variável de controle e o sensor que alimenta a malha do PID.

Utilizam-se as entradas e saídas em porcentagem, pois nas configurações já estabelecidas

foram definidas regras para que 0-100% seja o mesmo que entrar diretamente com 0-27648 o

máximo da entrada de 12 bits.

Figura 48 - Bloco PID Funcionando

Após as rotinas de configuração que serão apresentadas ao monitorar o bloco online

nenhum símbolo de atenção deve ser exibido no módulo para que o mesmo esteja

funcionando corretamente.

A primeira tela do Tunning se apresenta com um gráfico estático, deve-se clicar no

botão START da esquerda, para que a leitura das variáveis do processo aconteça. Um gráfico

de penas apresenta os valores das variáveis em tempo real, à figura 49 demonstra o gráfico

após se pressionado o primeiro botão de START, pode-se notar que a variável de controle

(MV) representada pelo traço vermelho ainda está em zero, o Set Point (SP) Representado em

azul está em 70% e a variável de processo (PV) está aproximadamente em 30.

Page 52: Apostila Tia Portal R2

Página 52

Um ponto importante a ser lembrado é que para executar o AutoTune o SP deve estar

no mínimo 50% maior que o PV.

Figura 49 – Pré-configuração da Auto configuração do PID

O próximo passo é executar o Pretuning, esta rotina executa a primeira rodada de

cálculos para os parâmetros PID, nota-se que a variável de controle já se ativa buscando levar

a variável de processo o mais perto possível do Set point. Esta rotina de cálculos leva em

torno de um minuto para ser concluída. Para executar a função basta apertar o botão de Start

da direita com o campo de seleção mostrando PRETUNIG.

Page 53: Apostila Tia Portal R2

Página 53

Figura 50 - Finalização do PreTuning do PID

Após a conclusão do Pretuning o sistema já esta pronto para rodar, porém ainda

existem meios de melhorar o controle do processo, este meio se chama Fine tuning, no campo

de seleção onde antes se demonstrava Pretuning deve-se selecionar Fine tuning. Ao clicar no

botão Start novamente a rotina de cálculos irá se iniciar, esta rotina leva em torno de 10

minutos para ser executada. Após rodada de testes e a rotina ter sido executada basta fazer

Upload dos parâmetros PID para o CLP clicando no botão que demonstra a figura 51.

Page 54: Apostila Tia Portal R2

Página 54

Figura 51 - Sistema PID monitorado após auto configuração.

Nota-se claramente que o PV está praticamente igual ao SP, este em um mundo

perfeito considerando um sistema de hardware perfeito seria a situação ideal, porém é muito

comum existir alguma taxa de erro provocado tanto pelo hardware quanto pelo controle

trabalhando sobre o processo.

As variáveis também podem ser monitoradas pela janela na parte inferior direita da

tela, que demonstra exatamente o valor da variável em tempo real.

Um ponto importante a ser observado é se o PID está ativo, este Status se apresenta

nesta mesma janela no canto inferior direito. Caso o controle esteja desativo basta clicar no

botão demonstrado pela figura 52.

Figura 52 - Habilitando o controle PID.

Agora se pode visualizar as variáveis PID na janela de configuração, nota-se que antes

as variáveis estavam zeradas agora já estão previamente calculadas.

Page 55: Apostila Tia Portal R2

Página 55

3.10 GRAFCET (S7 - GRAPH)

Linguagens de programação rápida são comumente utilizadas em sistemas de

automação. A linguagem Ladder surgiu suprindo a necessidade de profissionais que tinham

conhecimento perfeito de diagrama de contatos e precisavam passar este conhecimento para

um sistema processado, por isso o CLP obteve grande acedência em sua origem. Atualmente

outras linguagens se apresentam para desenvolvimento em CLP’s, uma delas é o Grafcet

utilizado largamente em processos contínuos como movimentação de robôs ou mesmo uma

linha de produção automotiva. Uma grande questão é a capacidade de um programa de CLP

suportar várias linguagens em um processo somente. Neste caso sim, parte do controle pode

ser feito em Grafcet outra parte em Ladder ou ainda partes em SCL linguagem se apresenta no

próximo tópico deste material.

O Grafcet tem por base execução do programa passo após passo, entre cada execução

existe um teste a ser feito, caso o teste seja verdadeiro passamos a próxima execução e assim

sucessivamente em uma cadeia de controles.

Esta linguagem se apresenta somente nas linhas de CLP S7-300 e S7-400 da Siemens,

e de acordo com fóruns apresentados pela Siemens o lançamento S7-1500 também trará a

linguagem nativa em sua programação.

Para exemplificar esta linguagem se deve inserir um CLP S7-300 em um projeto. Logo

em seguida na inserção de um novo bloco selecionar uma FB e selecionar a linguagem

GRAPH.

A figura 53 demonstra a inserção do bloco descrito anteriormente, o conceito de FB

será demonstrado na próxima sessão deste trabalho.

Page 56: Apostila Tia Portal R2

Página 56

Figura 53 - Inserção de uma FB com linguagem Graph

Quando selecionado a opção adicionar nova e abrir automaticamente se abrirá a janela

de programação do Grafcet.

Figura 54 - Janela de desenvolvimento para Grafcet

Page 57: Apostila Tia Portal R2

Página 57

A caixa destacada na figura 54 mostra uma execução do Grafcet, ela é constituída por

um passo e uma transição. No passo se executam as tarefas como a de ligar um motor, uma

válvula ou qualquer outro objeto da planta de controle, na transição testa-se o resultado

esperado com a ação do passo anterior.

Uma FB pode conter diversas sequências com variados tipos de arranjos de ações e

transições. Para inserir mais passos e ações utiliza-se a barra de ferramentas logo acima da

janela de desenvolvimento. A figura 55 demonstra sequência montada em linguagem Grafcet.

Figura 55 - Sequência em Grafcet

A lógica desta programação é que para acontecer o passo 2 a transição 2 deve ser

verdadeira e assim sucessivamente, pode-se apresentar passos que tenham mais de uma

transição no caso da transição 4 e 6 que fazem uma escolha entre dois caminhos no processo.

A próxima tabela demonstra as ferramentas para inserção de passos e transições.

Atalho Função

Insere um passo e uma transição após uma transição selecionada. Pode-se

utilizar a tecla F5 como atalho para a função.

Page 58: Apostila Tia Portal R2

Página 58

Insere um passo após uma transição selecionada

Insere uma transição após um passo selecionado.

Insere uma parada ao final de uma sequência, um exemplo de utilização é

colocação de uma máquina em um ponto seguro. A sequência para de ser

executada neste ponto.

Insere um salto após uma transição. Nesta função deve-se indicar um passo

para a sequência seguir após a transição.

Abre um caminho alternativo em uma sequência. Programadores chamam

de lógica “SENÃO”

Abre um passo alternativo para a sequência, porém este passo roda

simultaneamente com a coluna ao seu lado. A regra é ter dois ou mais passo

após uma transição. Quando se termina a lógica, para o próximo passo

acontecer os dois caminhos devem ter sido percorridos para a lógica

continuar.

Fechamento de coluna.

Cada passo ou transição deve ser programado. Nos passos utilizam-se funções básicas

para ligar e desligar elementos. Basicamente utilizam-se três funções:

• S – Carrega “1” para o endereço lógico selecionado.

• R – Carrega “0” para o endereço lógico selecionado.

• N – Carrega “1” para o endereço lógico selecionado com a duração da

execução do passo, quando a próxima transição for verdadeira o endereço

recebe “0”.

Outras funções se apresentam dentro de passos, como funções de tempo, contagem e

atribuição de valores diferentes para variáveis, porém neste material trabalharemos somente

com estas três funções.

A transição é programada em Ladder, a diferença é que não se atribui valor no final da

linha. Quando o teste executado for verdadeiro automaticamente o próximo passo é

executado. Nas transições utiliza-se lógica binária e de comparadores normalmente. Uma

função de tempo pode ser adicionada em linha na transição. Esta função espera um tempo e

fecha o contato conforme demonstra a figura 56. Para abrir a configuração do passo e

Page 59: Apostila Tia Portal R2

Página 59

transição basta executar duplo clique em uma transição ou mesmo utilizar o botão de atalho

destacado na próxima imagem.

Figura 56 - Programação de passos e transições no Grafcet

A seleção destacada abaixo na figura 56 representa uma contagem de tempo. Nota-se

que esta transição é testada após o passo 1, quando ela for verdadeira o passo 2 será executado

e assim sucessivamente em toda a programação. Após todas programadas basta selecionar a

chamada da função em outro bloco de programação, no caso do exemplo no escopo principal

OB1.

É importante perceber que a linguagem Grafcet não trabalha sozinha, então quando for

necessário executar algumas funções mais específicas com cálculos matemáticos utiliza-se

uma variável que chame outra função que pode estar fora da FB do Grafcet.

Para chamar a rotina, deve-se buscar a mesma na arvore de projetos na estrutura de

blocos de programas conforme demonstra a figura 57.

Quando a função é instanciada novamente é gerado um bloco de dados e alguns

parâmetros fornecidos são importantes para extrairmos todas as características da função.

• OFF_SEQ: Para a sequência no instante que o parâmetro for verdadeiro.

• INIT_SEQ: Inicia a sequência do inicio.

• S_PREV: Volta ao passo anterior.

• S_NEXT: Avança um passo.

• SW_AUTO: Seleciona modo automático para a sequência.

Page 60: Apostila Tia Portal R2

Página 60

• SW_MAN: Seleciona modo manual para a sequência.

Figura 57 – Inserção de uma função em Grafcet

3.11 SCL

Linguagens consideradas de alto nível se apresentam cada vez mais em CLP’s, com a

computação cada vez mais avançada o “baixo nível” começa a receber funções que antes só

poderiam ser programadas em sistemas de supervisórios que estão um nível acima do nível de

controle na pirâmide da automação. A linguagem SCL veio suprir e melhorar o

desenvolvimento de algumas funções que sejam facilmente programadas com linguagem

textual. Esta linguagem se assemelha muito a linguagens como VB da Microsoft ou Delphi da

Borland.

A principio o SCL é utilizado em FB’s ou FC’s, CLP’s S7-1200 já incorporam estas

funções. A linguagem trás estruturas amplamente utilizadas em programações de alto nível

como IF, FOR, CASE, WITH entre outros.

Primeiramente devem-se declarar as variáveis de entrada e saída da função tal como

variáveis estáticas ou temporárias. Estas variáveis podem ser declaradas na tabela apresentada

logo acima da aba de desenvolvimento. O exemplo mostra a condição de soma de duas

variáveis caso uma entrada seja verdadeira ou multiplicação das mesmas, caso a entrada seja

falsa, porém se a entrada diferença for verdadeira a diferença entre os dois números é

demonstrada.

Page 61: Apostila Tia Portal R2

Página 61

A figura 58 demonstra o código em SCL e a chamada da função no bloco de programa

principal OB1.

Figura 58 - Exemplo de código em SCL.

A tabela abaixo retirada do manual do CLP representa os operadores no SCL da linha

S7-1200.

Page 62: Apostila Tia Portal R2

Página 62

Os trabalhos feitos em SCL exercem funções que em outras linguagens necessitam

muito código ou mesmo não podem ser desenvolvidas. Teste seu conhecimento

desenvolvendo um algoritmo em SCL que organize uma sequência de dez números quaisquer

e retorne um vetor com os mesmos em ordem crescente. Para isso utilize o exemplo abaixo de

um Buble Sort para organização de sequências numerais exemplificado em linguagem não

formal.

Mais informações sobre o SCL pode ser encontrada no manual do CLP S7-1200 ou no

sistema de ajuda do TIA Portal.

Algoritmo Bubble(V, n)

1. k = n-1

2. para i = 1 até n faça

3. j = 1

4. enquanto j <= k faça

5. se V[j] > V[j+1] então

6. aux = V[j]

7. V[j] = V[j+1]

8. V[j+1] = aux

9. j = j+1

10. k = k-1

Anotações.

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Page 63: Apostila Tia Portal R2

Página 63

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Page 64: Apostila Tia Portal R2

Página 64

4. ESTRUTURA DE UM PROGRAMA.

4.1 TIPOS DE DADOS.

Como todos os ambientes de programação para automação, o TIA Portal tem sua

“Tipagem” forte, isto é, todas as variáveis antes de serem utilizadas devem ser declaradas,

para comodidade do usuário ao instanciar uma área qualquer de memória o próprio sistema já

aloca um espaço e escreve a mesma na tabela padrão de Tags. Nesta sessão se apresenta os

tipos de dados presentes no CLP S7-1200. E são divididos em Elementares e Complexos.

4.1.1 Dados Elementares.

Os dados elementares são os mais utilizados em programações básicas. São dados que

se apresentam frequentemente em toda aplicação. A tabela abaixo apresenta os dados

elementares do CLP S7-1200.

Todos os CLP’s da Siemens trabalham com números negativos, logo, explica-se o que

acontece na variável. Um exemplo é um Tag do tipo SINT (ShortINT), este possui o tamanho

de oito bits e é formado por dois componentes, um sinal e um valor numérico. O sinal afeta os

valores dos demais bits (0 ~ 6) conforme seu valor. O valor do bit sete representa o sinal. O

Page 65: Apostila Tia Portal R2

Página 65

sinal será “0” para números positivos e “1” para números negativos. A Figura 59 demonstra

como a variável se comporta.

Figura 59 - Comportamento de variáveis no TIA PORTAL

4.1.2 Dados Complexos.

Os dados complexos no TIA Portal, são junções de dados elementares em uma

estrutura. Esta estrutura pode ter vários elementares do mesmo tipo ou um conjunto de

variáveis elementares distintas, abaixo se apresenta algumas das variáveis encontradas no TIA

Portal.

Figura 60 - Tabela de dados complexos.

Page 66: Apostila Tia Portal R2

Página 66

• DTL – O tipo de dado DTL representa um momento no tempo o qual é

especificado pela data e hora do dia. Estes dois componentes podem ser

acessados diretamente. Abaixo se apresenta a estrutura da variável DTL e

também a forma de instanciá-la com a função RD_SYS_T, que lê Data e Hora

do CLP.

Figura 61 - Estrutura DLT e função RD_SYS_T

• ARRAY – Também conhecido como vetor (para arrays uni-dimensionais)

ou matriz (para arrays bi-dimensionais), é uma das mais simples estruturas de

dados. Os arrays mantêm uma série de elementos de dados, no CLP são do

mesmo tamanho e tipo de dados. Elementos individuais são acessados por sua

posição no array. A posição é dada por um índice, também chamado de

subscrição. O índice geralmente utiliza uma sequência de números inteiros.

Abaixo se descreve uma estrutura de array em um CLP Siemens.

Figura 62 - Estrura ARRAY

Page 67: Apostila Tia Portal R2

Página 67

• STRUCT – Nos CLP’s Siemens uma STRUCT tem o mesmo conceito de um

ARRAY, porém podem-se declarar variáveis de diferentes tipos dentro de uma

estrutura STRUCT. A figura abaixo representa a declaração de uma STRUCT

dentro de bloco de dados.

Figura 63 - Estrutura STRUCT

• STRING – Uma STRING é considerada uma estrutura no CLP por ser uma

variável considerada de alto nível. Não é comum a utilização de STRING’s em

uma programação de CLP’s, em poucas palavras uma STRING é um conjunto

de caracteres que simplesmente determinam uma frase ou palavra. Abaixo um

exemplo de STRING sendo declarada dentro de um bloco de dados.

Figura 64 - Exemplo de declaração de STRING.

4.2 DB - BLOCOS DE DADOS.

Page 68: Apostila Tia Portal R2

Página 68

Um DB ou “Data Block” é um espaço da memória alocado para organizar o programa.

Como exemplo pode-se definir um Data_Block para um determinado motor, para este, aloca-

se espaço na memória para guardar variáveis de interesse na execução do sistema. Assim,

chamamos o DB com o nome do Motor “Bomba1”, no DB pode-se declarar diversos tipos de

variáveis tanto elementares quanto complexas, logo, utiliza-se Bomba1.Status (INT),

Bomba1.Liga (Bool), Bomba1.Velocidade (Real), Bomba1.TempoFuncionamento

(Time_Stamp).

É importante lembrar que os DataBlock compreendem a maior parte de memória de

um CLP este espaço é chamado memória de trabalho, como demonstra a figura abaixo.

Figura 65 - Utilização de memória em um CLP.

Um DB também pode apresentar dados retentivos, ou seja, quando o CLP é desligado

os dados não são perdidos. Estes dados geralmente são utilizados onde não se faz necessária

velocidade no acesso ao dado, como exemplo o tempo de funcionamento de uma determinada

máquina ou mesmo o valor de Set Point para uma determinada receita. Para tornar um dado

retentivo em uma DB basta marcar o CheckBox ao lado da variável criada na DB.

Os DB’s são divididos em dois tipos, DB’s Globais que são acessados de em qualquer

parte do programa e não são vinculados e nenhum outro bloco e DB’s Instances que são áreas

alocadas por FB’s, este DB serve como interface deste bloco de funções.

Page 69: Apostila Tia Portal R2

Página 69

4.3 FC – FUNÇÃO

É um bloco de código sem memória, é utilizado para programação de funções

complexas frequentemente utilizadas ou mesmo para organização do código. Após a função

ter sido executada, os dados dos Tags temporários são perdidos. Para guardar os dados

operandos globais devem ser utilizados. A próxima imagem demonstra a utilização de uma

função.

Figura 66 - Chamada de uma FC (Função)

4.4 FB – BLOCO DE FUNÇÃO.

É um bloco de código que armazena seus valores permanentemente em um DB

instance, de forma que os dados permanecem disponíveis mesmo depois que o bloco tenha

sido executado. Todos os parâmetros de entrada, saída e de entrada saída, tais como estáticos

ou temporários são salvos no DB instance, ou seja, o DB instance é a memória do FB. Vale

Page 70: Apostila Tia Portal R2

Página 70

lembrar que para os dados permanecerem ativos depois de uma eventual falta de energia no

CLP deve-se marcar a opção RETENTIVA na declaração das variáveis da FB. A próxima

figura demonstra a chamada de uma FB.

Figura 67 - Chamada de uma FB (Bloco de Função)

4.5 OB - BLOCOS DE ORGANIZAÇÃO.

Os blocos de organização são a interface entre o sistema operacional do CLP e o

programa do usuário, elas podem ser programadas pelo usuário, isto permite controlar a

reação da CPU, os blocos de organização chamados pelo sistema operacional para os

seguintes eventos.

• Comportamento de partida – Definem como a CPU se porta no momento da

passagem de STOP para RUN.

• Processamento de programa cíclico – Execução normal do programa.

• Execução de programas dirigidos à interrupção – Partes do código que

necessitam de processamento interrupto em sua execução, como exemplo

pode-se citar um calculo PID.

• Manipulação de erros – Diagnósticos do sistema, monitoração e tratamento de

erros.

A próxima figura demonstra modos de estruturar um programa.

Page 71: Apostila Tia Portal R2

Página 71

Figura 68 - Meios de estruturação de um programa.

Todas as OB’s têm funções especiais, a próxima imagem descreve a numeração

correspondente a OB’s específicas e logo se descreve algumas OB’s para tratamento e

diagnósticos de erros.

Figura 69 - Chamada de OB's em um programa

4.5.1 OB’s de Diagnóstico.

As OB’s de diagnóstico servem para monitorar e tratar possíveis erros em tempo de

execução do programa, um exemplo básico é se algum elemento de rede necessário para pleno

funcionamento simplesmente se desligar, as OB’s de diagnóstico são previamente

configuradas para tratar este erro, e tomar a decisão junto ao sistema operacional para futuros

Page 72: Apostila Tia Portal R2

Página 72

eventos do CLP, como entrar em falha, gerar um alarme ou mesmo colocar a CPU em modo

STOP.

• OB80 – Estouro de tempo. Este OB é chamado em situações que ofereçam

erros por conta de tempos de execução, como tempo máximo de ciclo

excedido, um OB de interrupção cíclica ainda está em execução, estouro da fila

de OB’s de interrupção, sobrecarga em OB de interrupção. As possíveis falhas

desta OB são apresentadas na tabela abaixo.

Figura 70 - Tabela de variáveis OB80

• OB82 – Diagnóstico em componentes de redes: Este OB é chamado quando

algum periférico de rede entra em falha ou sai da rede. Toma atitudes

referentes ao problema e não deixa a CPU sair de RUN na maioria dos eventos.

4.6 MEMÓRIAS DO SISTEMA.

Nos CLP’s Siemens podemos habilitar e alocar uma memória “M” para obterem

algumas funções especiais do CLP como Clocks e Bits de Sistema. Lembrando que ao

habilitar esta função deve-se efetuar novo download do Hardware para o CLP. A próxima

figura mostra como configurar estas memórias.

OBS – É importante lembrar que quando alocadas estas memórias as mesmas devem

ficar fora de uso no decorrer do desenvolvimento do código.

Page 73: Apostila Tia Portal R2

Página 73

Figura 71 - Alocação das memórias especiais.

4.7 ATALHOS

Esta sessão apresenta os símbolos mais utilizados na plataforma de programação do

TIA. (Ambiente de programação). A tabela auxilia na utilização dos atalhos disponíveis.

Símbolo Função

Estabelece uma conexão com o equipamento selecionado na árvore

de projetos.

Fecha a conexão estabelecida com o equipamento que está online.

Dispositivos acessíveis, busca componentes disponíveis nas redes

previamente configuradas e conectadas.

Coloca o equipamento selecionado na árvore de projetos em RUN

Coloca o equipamento selecionado na árvore de projetos em STOP

Page 74: Apostila Tia Portal R2

Página 74

Abrir todos os Networks

Fechar todos os Networks

Fechar um Network

Abrir um Network

4.8 EXERCÍCIOS.

4.8.1 Bancada MPS Distribuição.

Bancada de Distribuição MPS

Etapa Descrição Pontuação Atende Pleno Atende

Parcial

1 Alimentar a magazine com peças. 0

2 Trocar o sistema para modo automático 0

3 Lâmpada Verde pisca em 2Hz 0,35

4 Liga Lâmpada do botão Start 0,35

5 Pressionar o botão Start

6 Lâmpada Vermelha pisca em 2Hz. 0,35

7 Desliga lâmpada do botão Start 0,35

Page 75: Apostila Tia Portal R2

Página 75

8 Desliga lâmpada Verde. 0,35

9 Transportador para posição próximo 0,35

10 Se houver peças no magazine vai para 11, caso não vai para conta 3 segundos e vai para 23

0

11 Se houver peças no final do magazine vai para 13 caso não vai para 12

0

12 Avança alimentador do magazine até seu curso final, levando uma peça para posição de retirada

0,35

13 Transportador para posição magazine. 0,35

14 Após 1 segundo liga o vácuo. 0,35

15 Sensor vacuostato atuado. 0,35

16 Recua Alimentador do magazine até sua posição inicial.

0,35

17 Transportador para posição próximo. 0,35

18 Verifica disponibilidade de trabalho da próxima estação.

0,35

19 Desliga Vácuo. 0,35

20 Liga Sopro. 0,35

21 Sensor vacuostado não atuado. 0,35

22 Vai para 10. 0

23 Desliga lâmpada vermelha. 0,35

24 Lâmpada amarela pisca em 1Hz 0,35

25 Alimenta a magazine com peças. 0,35

26 Liga a lâmpada do botão reset. 0,35

27 Pressionar o botão Reset. 0

28 Vai para 6. 0

Item Condições Extras Pontuação Atende

Plenamente

Atende

Parcial

A

Quando a bancada estiver em processo e o botão Stop for pressionado a lâmpada vermelha deve ser desligada e a lâmpada verde deve ligar piscando em 2Hz, o processo deve parar imediatamente. Ao pressionar o botão de Start novamente a lâmpada verde se desliga a lâmpada vermelha pisca em 2Hz e o processo volta exatamente no passo em que estava.

1

B

Durante o processo se a chave de manual e automático voltar para manual o processo deve parar imediatamente, todas as lâmpadas devem ser desligadas. Ao voltar a chave para automático o processo deve voltar para o passo 3.

0,75

C No inicio do teste o ar comprimido deve estar aberto e com pressão maior igual a 5 bar.

0,25

Page 76: Apostila Tia Portal R2

Página 76

D No inicio do teste o CLP deve estar em Modo RUN e sem apresentar falhas ou alarmes.

0,25

E O código deve estar totalmente comentado. 0,75

Total Obtido 10

4.8.2 Bancada MPS New Testing.

Bancada de Teste MPS

Etapa Descrição Pontuação Atende Pleno Atende

Parcial

1 Verifica chegada de peças. 0,15

2 Liga Bit que indica bancada de teste ocupada. 0,15

3 Liga Lâmpada Q1 Piscando em 2Hz para indicação de bancada ocupada.

0,15

4 Liga Esteira 0,15

5 Avança cilindro puxador de peças até o final de seu curso.

0,15

6 Verifica sensor indutivo. Se o mesmo atuar liga Bit que indica que a peça é metálica.

0,15

7 Conta 2 segundos. 0,15

8 Retorna cilindro puxador de peças até o inicio do seu curso.

0,15

9

Verifica Sensor Óptico no local de teste, se o mesmo for verdadeiro liga Bit que indica que a peça é vermelha, caso for falso liga o Bit que indica que a peça é preta. (OBS: Se o bit que indica que a peça é metálica estiver ligado este teste deve ser ignorado.

0,15

10 Avança cilindro de teste. 0,15

11 Liga Lâmpada Q2 Piscando em 5Hz para indicar peça em teste.

0,15

12 Verifica conversor AD com o cilindro teste em seu curso final e parado.

0,15

13 Se A e B vai para 16 0

14 Se somente A vai para 31 0

15 Se nem A e nem B vai para 46 0

16 Retorna cilindro de teste. 0,15

17 Desliga Lâmpada Q2 0,15

18 Avança cilindro puxador de peças até o final de seu curso.

0,15

19 Recua Stopper 0,15

20 Verifica se a peça chegou ao final da esteira. 0,15

21 Desliga esteira. 0,15

Page 77: Apostila Tia Portal R2

Página 77

22 Avança Stopper 0,15

23 Incrementa o contador de peças para confecção de cilindros registrando no contador respectivo à cor previamente testada.

0,15

24 Liga Bit que indica peça testada. 0,15

25 Retirar peça da esteira. 0

26 Verificar se a peça foi retirada. 0,15

27 Desligar Bit que indica bancada de teste ocupada.

0,15

28 Desliga Bit que indica peça testada. 0,15

29 Desliga Lâmpada Q1 0,15

30 Vai para 1. 0

31 Retorna cilindro de teste. 0,15

32 Desliga Lâmpada Q2 0,15

33 Avança cilindro puxador de peças até o final de seu curso.

0,15

34 Recua Stopper 0,15

35 Verifica se a peça chegou ao final da esteira. 0,15

36 Desliga esteira. 0,15

37 Avança Stopper 0,15

38 Incrementa o contador de peças para confecção de relógios registrando no contador respectivo à cor previamente testada.

0,15

39 Liga Bit que indica peça testada. 0,15

40 Retirar peça da esteira. 0

41 Verificar se a peça foi retirada. 0,15

42 Desligar Bit que indica bancada de teste ocupada.

0,15

43 Desliga Bit que indica peça testada. 0,15

44 Desliga Lâmpada Q1 0,15

45 Vai para 1. 0

46 Retorna cilindro de teste. 0,15

47 Desliga Lâmpada Q2 0,15

48 Avança cilindro puxador de peças até o final de seu curso.

0,15

49 Liga Desviador 0,15

50 Recua Stopper 0,15

51 Verifica se a peça passou pelo sensor da rampa 0,15

52 Desliga esteira. 0,15

53 Avança Stopper 0,15

54 Retorna Desviador 0,15

55 Incrementa o contador de peças que devem ser reprocessadas

0,15

56 Liga Bit que indica peça testada. 0,15

Page 78: Apostila Tia Portal R2

Página 78

57 Verifica se há mais de 4 peças na esteira se sim vai para 62, caso não vai para 58

0,15

58 Desligar Bit que indica bancada de teste ocupada.

0,15

59 Desliga Bit que indica peça testada. 0,15

60 Desliga Lâmpada Q1 0,15

61 Vai para 1. 0

62 Retirar peça da rampa. 0

63 Peças retiradas devem ser decrementadas da contagem de peças na rampa por uma entrada digital extra.

0,15

64 Desligar Bit que indica bancada de teste ocupada.

0,15

65 Desliga Bit que indica peça testada. 0,15

66 Desliga Lâmpada Q1 0,15

67 Vai para 1. 0

Item Condições Extras Pontuação Atende

Plenamente

Atende

Parcial

A

O processo só pode acontecer se a chave de manual e automático estiver no modo automático, caso a chave vá para o modo manual o processo deve parar automáticamente. Se durante o teste o modo manual for selecionado a peça que está na bancada deve ser retirada manualmente a menos que já esteja no final da linha de testes. Quando a chave voltar para automático o processo deve voltar ao passo 1.

0,5

B No inicio do teste o ar comprimido deve estar aberto e com pressão maior igual a 5 bar.

0,2

C No inicio do teste o CLP deve estar em Modo RUN e sem apresentar falhas ou alarmes.

0,25

D O código deve estar totalmente comentado. 0,5

Total Obtido 10

4.8.3 Bancada de Produção.

Bancada de Processos

Etapa Descrição Pontuação Atende Pleno Atende

Parcial

1 Alimentar peças no magazine 0

2 Verificar se a mesa rotativa em posição 0,3

Page 79: Apostila Tia Portal R2

Página 79

possível de avanço de peça.

3

Criar e zerar vetor de peças posicionadas na mesa rotativa se for o primeiro acesso a mesa. Caso não incrementar o indice do vetor. (Utilizar lógica FIFO)

0,3

Processos Simultâneos - Alimentação, Furação, Prensa e Retirada de peças.

Alimentação.

4 Se houver peça no magazine vai para 5 caso não vai para 1.

0

5 Avançar alimentador da magazine até seu curso final.

0,3

6 Verificar se há peça alimentada na mesa rotativa

0,3

7 Identificar no vetor que há peça na posição do vetor atual.

0,3

8 Recuar alimentador da magazine até seu curso final.

0,3

9 Girar a mesa rotativa um passo. 0,3

Furação

10 Se houver peça na posição de furação vai para 11 caso não vai para 9

0

11 Avançar o cilindro de trava da peça até seu curso final.

0,3

12 Ligar Furadeira 0,3

13 Avançar cilindro da furadeira até seu curso final.

0,3

14 Recuar cilindro da furadeira até seu curso final.

0,3

15 Desligar furadeira. 0,3

16 Recuar cilindro de trava da furadeira até seu curso final.

0,3

17 Girar a mesa rotativa um passo. 0,3

Prensa

18 Se houver peça vai para 19 caso não vai para 17.

0

19 Avançar Cilindro do pusão até o final de seu curso.

0,3

20 Recuar Cilindro do punsão até o final de seu curso.

0,3

21 Girar a mesa rotativa um passo. 0,3

Retirada de Peças

22 Se houver peça vai para 23 caso não vai para 21

0

23 Verifica se há peças no final da esteira de retirada caso haja vai para 31, caso não vai para 25.

0

24 Liga Esteira Transportadora 0,3

25 Retira a peça no vetor de peças na mesa 0,3

Page 80: Apostila Tia Portal R2

Página 80

rotativa.

26 Recua cilindro puxador de peças. 0,3

27 Avança cilindro empurrador de peças. 0,3

28 Verifica se a peça chegou ao final da esteira.

0,3

29 Desliga a Esteira. 0,3

30 Liga Bit que indica que há peça no final da esteira.

0,3

31 Retirar peças no final da esteira. 0,3

32 Verifica se a peça foi retirada do final da esteira.

0

33 Desliga Bit que indica que há peça no final da esteira.

0,3

34 Vai para 4. 0

Item Condições Extras Pontuação Atende

Plenamente

Atende

Parcial

A

O processo de produção de peças é um processo contínuo, então o controle de peças a serem produzidas ou mesmo as peças que estão na linha de produção devem ser referenciadas em um vetor, o vetor deve indicar se a peça esta na esteira, esta furada ou esta prensada. Caso o processo seja desligado ao voltar as peças que estão em produção devem continuar de onde estavam. Recomenda-se que a lógica deste funcionamento seja feito em linguagem SCL caso seja opção desenvolver a lógica em Ladder e o funcionamento estiver de acordo com o descrito, esta parte da avaliação atenderá somente nota parcial.

1,2

B No inicio do teste o ar comprimido deve estar aberto e com pressão maior igual a 5 bar.

0,25

C No inicio do teste o CLP deve estar em Modo RUN e sem apresentar falhas ou alarmes.

0,25

D O código deve estar totalmente comentado.

0,5

Total Obtido 10

4.8.4 Controle de Temperatura.

Page 81: Apostila Tia Portal R2

Página 81

Sistema de Controle de Temperatura PID

Etapa Descrição Pontuação Atende Pleno Atende

Parcial

1 Modo Manual selecionado por Chave Seletora Externa

0,5

2 Set Point é selecionado por potenciômetro externo ligado a uma entrada analógica do CLP.

0,5

3 Modo Automático selecionado por Chave Seletora Externa

0,5

4 Set Point é escrito por variável interna do CLP a fim de futuras interligações com sistema de supervisão.

0,5

5 Sistema com Pré Tuning executado. 0,5

6 Sistema com Fine Tuning executado. 0,5

7 Print do gráfico do Pré Tuning. 0,5

8 Print do gráfico do Fine Tuning. 0,5

9 Tabela com as variáveis do PID após o Pré Tuning. 0,5

10 Tabela com as variáveis do PID após o Fine Tuning.

0,5

11 Demonstração em forma de gráfico de penas em uma IHM KTP 600 demonstrado as variáveis do processo. PV, SP e MV.

0,5

12 Demonstração em forma campos de I/O das variáveis do sistema.

0,5

13 Alteração do Set Point pela IHM caso selecionado modo automático por chave seletora.

0,5

14 Alteração da variável de controle pela IHM caso nenhuma das opções seja selecionado por chave seletora externa.

0,5

15 Animação na IHM que demonstre quando a resistência está ligada.

0,5

16 Animação em forma de Gráfico de barras demonstrando SP, PV e MV.

0,5

17

18

19

Item Observações. Pontuação Atende

Plenamente

Atende

Parcial

A

Quando as duas chaves seletoras estiverem desabilitadas o PID do CLP deve parar imediatamente, voltando ao seu pleno funcionamento quando alguma das opções (Manual ou Automático) for acionada, quando o PID estiver desligado o operador poderá selecionar um valor para a variável de controle manualmente pela IHM. Este campo só deve

1

Page 82: Apostila Tia Portal R2

Página 82

aparecer quando ambas as chaves estiverem desligadas.

C No inicio do teste o CLP deve estar em Modo RUN e sem apresentar falhas ou alarmes.

0,5

D O código deve estar totalmente comentado. 0,5

Total Obtido 10

5. WINCC FLEXIBLE V11

WinCC Flexible é a ferramenta utilizada para programação de interfaces IHM’s da

marca Siemens. As versões antigas eram instaladas como um software a parte dos programas

utilizados na linha de produtos Simatic. Atualmente ao instalar a versão 11 do WinCC

Flexible o mesmo é integrado automaticamente ao TIA Portal.

Quanto a linhas de interfaces da Siemens é importante ressaltar que as mesmas são

divididas em linhas distintas, estas linhas definem funções de cada IHM.

Simatic Basic Panels – Conhecidas como KTP são interfaces com funções básicas.

Possuem somente interface Ethernet de comunicação.

Simatic Panels – Conhecidas como OP e TP são IHM’s que incorporam algumas

funções a mais que as básicas. Trazem diversas conexões de rede (PN, DP, MPI, PPI entre

outras), não é comum a integração com outros fabricantes.

Simatic Multi Panels – Conhecidas por MP carregam funções avançadas de sistemas

operacionais. Trazem diversos tipos de conexões de redes e integram com outros fabricantes.

Simatic Confort Panels – Conhecidas por KP foram às ultimas interfaces

desenvolvidas pela Siemens, tem a característica de possuírem alta resolução para aplicações

diversas.

Simatic Mobile Panels – São interfaces que possuem basicamente as mesmas funções

das MP’s, porém agregam alto grau de proteção contra choques mecânicos e ambientes

agressivos, são utilizadas quando o operador necessita levar a interface para produção.

Page 83: Apostila Tia Portal R2

Página 83

Para inserir uma interface a um projeto no TIA portal segue-se os mesmos passos para

inserção de CLP, ao clicar no botão para adicionar novos dispositivos seleciona-se a opção de

IHM’s conforme demonstra a figura.

Figura 72 - Inserindo uma IHM a um projeto.

Deve-se observar a opção no canto esquerdo inferior que abre um Wizard para

configuração das telas da IHM, esta função ajuda a iniciantes a pré configurar sua aplicação.

Para os exemplos deste material não se utiliza esta opção. À esquerda com as mesmas

características da inserção de um CLP são demonstradas as principais características da

interface selecionada na lista.

Ao confirmar a adição da IHM ao projeto a mesma já se econtra disponível para

programação na árvore de projetos. Nota-se que ao clicar em cada opção de configuração da

mesma a barra de ferramentas é alterada no lado direito da tela de projeto no Tia portal, vale

Page 84: Apostila Tia Portal R2

Página 84

lembrar que todas as configurações de hardware da interface estão disponíveis na aba de

configuração do dispositivo dentro da estrutura criada na árvore de projetos.

Figura 73 - Ambiente de desenvolvimento de sistemas em IHM's

5.1 CONFIGURAÇÃO DE TAGS.

Os Tags de uma interface são as variáveis que fazem a ponte entre o sistema de

controle (CLP) e a tela para o operador propriamente dita. Cada elemento carregado em uma

IHM geralmente é atrelado a um TAG, quando se utiliza o WinCC Flexible integrado ao Tia

portal há possibilidades de importação de Tags dos CLP’s que estão conectados, mas também

a possibilidade de criação, edição ou exclusão de Tags através de sua respectiva tabela,

conforme demonstra a figura 74.

Page 85: Apostila Tia Portal R2

Página 85

Figura 74 - Tabela de Tags em uma IHM.

É comum a criação de várias tabelas para melhor organização do projeto, um cuidado

a ser tomado que a quantia de Tags é limitada por cada versão ou tipo de interface.

Abaixo da tabela geral de Tags se apresenta a configuração de alarmes dos mesmos,

onde previamente criado grupos de alarmes logo abaixo se configura alarmes discretos ou

analógicos para cada TAG.

Os Tags podem se apresentar basicamente de dois modos podem ser internos do

sistema, ou seja, não existe comunicação com outros equipamentos, ou podem ser externos

providos de uma conexão com algum equipamento externo, para isso, é necessário

configuração prévia da conexão entre o equipamento externo e a IHM.

5.2 CONFIGURAÇÃO DE CONEXÕES.

A criação de conexões na versão atual do software é possível de ser feita de diversas

formas, a mais comum é utilizando o botão Connections dentro da estrutura da IHM inserida

na árvore de projetos.

Page 86: Apostila Tia Portal R2

Página 86

Figura 75 - Tela de configuração de conexões de uma IHM.

Nesta tela ao clicar em nova conexão seleciona-se o equipamento externo a ser

conectado, nota-se que há alguns equipamentos já nativos a serem conectados a este modelo

de interface, a aba abaixo da configuração das conexões apresenta as propriedades da

conexão, no caso desta IHM a mesma só possui uma porta ethernet, também se apresenta os

endereçamentos e outras configurações pertinentes ao protocolo de rede escolhido.

É possível em algumas interfaces existirem múltiplas conexões com equipamentos

distintos inclusive de outros fabricantes. É importante ressaltar que por se tratar de um

elemento considerado do terceiro nível da pirâmide, geralmente a interface é mestre dos

equipamentos de controle da planta.

Outro modo de configurar uma conexão é utilizando uma ferramenta ainda não

demonstrada neste material, se trata do botão Devices and Networks.

Page 87: Apostila Tia Portal R2

Página 87

Figura 76 - Devices e Networks

Esta janela apresenta todos os dispositivos inseridos no projeto com suas devidas

interfaces de rede, nos equipamentos as cores demonstram qual protocolo de rede em questão

a porta esta comunicando.

• Roxo – Profibus DP

• Azul – Profibus PA

• Laranja – MPI.

• Verde – Profinet.

• Amarelo – ASi.

Utiliza-se essa ferramenta para criar conexões de redes entre os equipamentos,

inclusive inserir outros equipamentos que não são programados no Tia Portal, esta inserção

será demonstrada no próximo capitulo deste material.

Para indicar que os equipamentos estão conversando basta utilizar o método clicar e

arrastar entre as portas, também é possível demonstrar o endereço das mesmas clicando no

ícone demonstrado na figura 77.

Page 88: Apostila Tia Portal R2

Página 88

Figura 77 - Indicação de conexão física de rede entre equipamentos.

Quando selecionado o botão Network o traço indica somente uma conexão física entre

os elementos, para criar uma conexão entre um CLP e a IHM deve-se selecionar a opção

Connections, selecionar a opção HMI Connection e utilizar o mesmo método de arrastar e

soltar novamente sobre a rede física previamente definida.

Figura 78 - Instanciando uma conexão utilizando a ferramenta de configuração de redes.

Page 89: Apostila Tia Portal R2

Página 89

Utilizando o método de arrastar e soltar automaticamente a conexão é criada e

configurada na aba de conexões da IHM na árvore de projetos.

5.3 TELAS E SEUS OBJETOS.

Após a configuração de TAGs e Conexões o próximo passo é configuração dos objetos

gráficos, ou seja, botões, campos de I/O, telas de alarmes, gráficos de penas, animações que

farão a interface com o usuário. Vale lembrar que cada família da IHM traz menos ou mais

recursos, tudo isso está atrelado a funcionalidades e com certeza a custos de cada interface.

Um projeto pode conter diversas telas, a estrutura de chamada das mesmas pode o

mais variado sistema. Uma tela importante que é padrão de todo o projeto é a tela de

Template, esta, traz objetos que aparecerão em todas as telas ou não, geralmente utiliza-se o

Template para mostrar hora e data ou mesmo o botão de voltar à tela inicial, usuário logado

entre outras informações pertinentes ao sistema, para criar novas telas ou mesmo para editar o

Template utiliza-se os atalhos demonstrados na figura 79. Também vale lembrar que mais de

um Template pode ser adicionado.

Figura 79 - Configurando novas telas ou templates em IHM's

A configuração de qual tela será a tela inicial entre outras opções de RunTime são

parametrizáveis na opção Runtime Settings.

Page 90: Apostila Tia Portal R2

Página 90

Como já descrito, os objetos de telas são variáveis de acordo com cada interface, ao

selecionar uma tela e a mesma se apresentar no ambiente de programação as ferramentas

disponíveis se apresentam automaticamente na janela de ferramentas no canto esquerdo.

Divididas em grupos as funções ou objetos carregam suas características individuais

como eventos ou animações que serão apresentadas nas próximas sessõe.

São considerados elementos básicos de programação objetos como retângulos,

círculos, elipses, textos ou mesmo imagens retiradas da biblioteca do WinCC, já os elementos

de controle são padrões da área de trabalho Windows, são eles:

• Botões: São botões de impulso.

• I/O de Texto: Elementos que abrigam campos numéricos discretos ou não.

• Chaves: São interruptores com retenção.

• I/O de Gráficos: Elementos que abrigam imagens.

• Gráfico de barras: Gráfico que geralmente indica uma variável analógica.

• Caixa de seleção: Traz uma caixa de seleção para carregar um determinado

valor a uma variável.

O que mais varia entre as diversas interfaces é a quantia de elementos de controle, no

caso da KTP esta apresenta quatro elementos:

• Objetos de alarme.

• Objetos de gráficos de penas.

• Objetos de controle de usuários.

• Objetos de controle de receitas.

Ao clicar em cada equipamento suas propriedades são exibidas na barra inferior, como

já descrito cada elemento possui características particulares em sua configuração.

Propriedades que aparecem basicamente em todos os elementos são aparência,

configuração de tipo de fonte, tamanho de fonte, posição na tela entre outras. Junto as

propriedades se apresentam dois botões referentes às animações ou eventos do elemento

conforme demonstra a figura 80.

Page 91: Apostila Tia Portal R2

Página 91

Figura 80 - Configuração de elementos de tela em IHM's.

5.4 EVENTOS.

Os eventos são basicamente os acontecimentos possíveis de cada elemento, cada

evento carrega características de ler um acontecimento do sistema e efetuar alguma operação

ou função configurada pelo programador.

Como exemplo pode-se citar eventos básicos utilizados em um botão:

• Click – Ao clicar

• Press - Ao pressionar

• Release – Ao soltar

• Activate – Ao ativar

• Desactivate – Ao desativar

• Change – Ao mudar o valor

Nos eventos disponíveis configura-se a função do elemento, voltando ao exemplo de

um botão o mesmo pode ao ser pressionado Ligar um bit e ao soltar Desligar o mesmo,

tornado este botão um elemento de pulso, outro exemplo deste botão pode ser que ao clicar

um bit troque de valor, tornando assim este botão um botão com função de um relé de

impulso, ou mesmo diversas outras funções disponíveis conforme demonstra a figura 81.

Para adicionar uma nova função no evento predeterminado basta selecionar o evento e

clicar em ADD Function, as funções estão dividas em grupos. Existem centenas de funções e

Page 92: Apostila Tia Portal R2

Página 92

estas também diferem de acordo com a IHM em questão, praticamente as mais utilizadas são

as funções de edição de Bits em um botão.

Figura 81 - Inserindo uma função a um evento

A figura 81 demonstra uma função de Bit no evento Click de um botão, para esta

função se faz necessário um parâmetro ligado a ela, no caso deve-se indicar qual bit que será

invertido, neste caso o Tag selecionado vem de um CLP que não ainda não tem conexão com

a IHM, quando este tipo de caso acontece a conexão é criada automaticamente para atender a

leitura ou escrita do Tag.

Nota-se que este exemplo traz a integração total dos elementos, nem o Tag e nem a

conexão precisaram ser previamente criados para serem instanciados na interface, bastou

importar o Tag já programado no CLP para haver possibilidade de leitura ou manipulação

pela IHM. A figura 82 demonstra a conexão criada automaticamente.

Figura 82 - Conexões de redes de uma Interface

Page 93: Apostila Tia Portal R2

Página 93

Eventos de sistema também são de suma importância no desenvolvimento de um

programa de uma interface. Estes eventos são responsáveis para tirar a IHM do modo RUN

Time, iniciar o modo de transferência, alterar preferências de imagem como contrates ou

brilho, efetuar login, efetuar logout entre outras.

5.5 ANIMAÇÕES.

Uma animação é considerada um elemento praticamente indispensável na criação de

um sinótico de um processo em uma interface. Esta animação demonstra visivelmente de

modo fácil os possíveis status dos equipamentos, ou seja, observando brevemente a tela da

interface consegue-se identificar valores de variáveis ou status das mesmas.

Em questão basicamente seis tipos de animação aparecem em cada objeto:

• Visibilidade: A visibilidade é uma propriedade apresentada em todos os

elementos de tela disponíveis em uma interface, com apenas um Bit pode-se

definir se o elemento ficará visível ou não, ou mesmo definir a visibilidade

dentro de um range de um valor analógico.

• Aparência: A aparência é uma propriedade um pouco mais complexa que a

visibilidade, nesta pode-se definir, cor, borda e se o elemento vai piscar, como

na animação de visibilidade pode-se definir a aparência de um objeto por um

bit ou mesmo por um range de valores.

• Movimento Vertical: Para um movimento vertical utiliza-se um bit ou range de

valores que definem um ponto inicial e um ponto final para o elemento se

movimentar na tela. Esta variável geralmente é oferecida pelo elemento de

controle.

• Movimento Horizontal: Idem ao movimento vertical, porém, o elemento se

transporta no plano horizontal da tela.

• Movimento Diagonal: Idem ao movimento vertical, porém, o elemento se

transporta entre os planos vertical e horizontal da tela.

• Movimento Direto: Este tipo de movimento faz o elemento sumir de um ponto

da tela e aparecer em outro, para compreensão basta fazer analogia a um tele-

transporte do elemento através da tela.

A configuração de uma animação é simples, basta selecionar o tipo e configurá-la na

parte inferior da tela conforme demonstra a figura 83.

Page 94: Apostila Tia Portal R2

Página 94

Figura 83 - Configuração de uma animação em um objeto na IHM.

5.6 USUÁRIOS.

A configuração de um controle de usuários também é importante em um sistema de

interface, o que possibilita uma pequena garantia que somente pessoas qualificadas operem o

processo que está sendo monitorado e controlado via IHM.

As configurações de usuários, grupos de usuários e permissões são feitas via botão

User Administration encontrado dentro da estrutura da IHM na árvore de projetos. Nesta tela

primeiramente deve-se cadastrar os grupos de usuários logo após os usuários relacionados a

cada grupo.

Para utilizar as permissões em elementos utiliza-se a aba Security encontrada nas

propriedades de cada elemento, lá se estabelece um nível mínimo de permissão referenciado a

um grupo de usuários ou mesmo a somente um usuário.

A figura 84 demonstra a configuração de grupos de usuários e cadastros de usuários

por grupo, após criar o grupo e o usuário se define a qual grupos o usuário faz parte.

Page 95: Apostila Tia Portal R2

Página 95

Figura 84 - Configuração de usuários para uma IHM

Conforme já descrito na sessão Eventos, botões de Login e Logout devem ser buscados

dentro das funções de sistema em um evento.

Uma função interessante das interfaces Siemens são as Scheduled Tasks, estas são

tarefas automáticas do sistema, assim pode-se buscar, por exemplo, indicação de quando um

usuário fez login ou logout, ou mesmo quando uma tela é trocada entre outras funções.

5.7 EXERCÍCIOS.

Confecção do sistema de supervisão das bancadas MPS através de uma interface IHM.

O sistema SCADA deve contemplar os seguintes itens:

• Controle de usuários.

• Tela para criação e edição de usuários.

• Tela inicial com Logo do Senai e espaço para Login.

• Template com Data, Hora, Usuário Logado, Botão de Voltar para tela inicial e

Nome da Tela.

• Tela para monitoramento da bancada de produção.

• Tela para monitoramento da bancada de teste.

• Tela de monitoramento da bancada de distribuição.

• Tela de monitoramento do controle de temperatura exibindo as variáveis PV,

SP e MV por meio de um gráfico de penas.

• Tela de controle para o sistema de controle de temperatura.

Page 96: Apostila Tia Portal R2

Página 96

6. CONFIGURAÇÃO DE REDES INDUSTRIAIS (TUTORIAIS).

Todos os tutoriais contidos nesta sessão do material já contam com prévia declaração e

de hardwares no projeto.

6.1 ETHERNET.

6.1.1 Comunicação S7-1200 com S7-1200

Este tutorial tem por objetivo demonstrar a configuração de rede entre dois CLP’s S7-

1200 utilizando protocolo Ethernet.

O primeiro passo após a inserção do hardwares específicos para comunicação é

ligação entre os dois CLP’s no ambiente de configuração de redes do TIA, deve-se ressaltar

que os dois devem estar no mesmo domínio de endereços IP.

O próximo passo é a inserção de um bloco TSEND_C encontrado na biblioteca Open

User Communication este bloco é responsável por enviar dados entre dois elementos S7-1200

conectados em rede Ethernet.

Page 97: Apostila Tia Portal R2

Página 97

Nas propriedades do bloco de envio configura-se o CLP que vai receber os dados.

Neste exemplo o CLP denominado Externo enviará dados e o CLP denominado TESTE

receberá.

A próxima etapa se refere à criação de uma conexão de dados entre os dois elementos.

Page 98: Apostila Tia Portal R2

Página 98

A figura acima demonstra a conexão de dados criada, a parte do participante deve ser

deixada de lado neste momento. Quanto ao tipo de conexão para conexões menos estáveis e

mais rápidas deve se utilizar somente TCP.

Na janela de parâmetros do bloco agora configura-se uma palavra de dados para ser

transmitida, caso seja necessário transmissão de mais de uma palavra utiliza-se o campo

LENGTH o campo CONT deve sempre estar em “1”. Após todas as configurações o módulo

adicionado ao bloco MAIN deve apresentar estas características.

Page 99: Apostila Tia Portal R2

Página 99

Agora no CLP que vai receber os dados se faz necessário a configuração de um bloco

TRCV_C este é responsável por administrar o recebimento dos dados. Como no outro uma

DB deve ser instanciada.

Do mesmo modo nas propriedades do módulo selecionamos o CLP que faz parte da

comunicação.

Page 100: Apostila Tia Portal R2

Página 100

Novamente se faz necessário a criação de uma nova conexão de dados.

A conexão de dados do parceiro já pode ser selecionado conforme demonstra a figura

abaixo, nota-se que é a conexão criada anteriormente no bloco de envio de dados.

Page 101: Apostila Tia Portal R2

Página 101

As configurações nos parâmetros do bloco são idênticas ao bloco de envio.

Após a configuração o bloco inserido deve ficar com as características demonstradas

na figura abaixo. Uma memória que sempre ficará ligada será inserida no parâmetro EN_R.

Page 102: Apostila Tia Portal R2

Página 102

Após o processo de configuração de quem receberá os dados deve-se compilar o

software e o mesmo não pode apresentar nenhum erro.

Page 103: Apostila Tia Portal R2

Página 103

Volta-se a configuração de quem envia e seleciona-se a conexão de dados do CLP que

irá receber os dados.

Esta rotina cria um clock de 10ms que será utilizado no parâmetro REC do bloco de

envio de dados, também é possível a utilização das memórias de clock nativas do CLP.

Page 104: Apostila Tia Portal R2

Página 104

Após a criação do clock o contato do mesmo deve ser instalado no parâmetro REC do

módulo conforme demonstra a próxima imagem.

Page 105: Apostila Tia Portal R2

Página 105

Neste exemplo se transfere o primeiro byte de entrada do CLP para a memória

designada nos parâmetros de bloco da configuração.

As imagens seguintes demonstras as propriedades das duas conexões, a primeira é a

conexão do CLP Externo, a grosso modo são as configurações de quem envia os dados, é

importante verificar a opção de quem estabelece a conexão,

Verificar Portas e quem estabelece a conexão.

Page 106: Apostila Tia Portal R2

Página 106

O diagrama abaixo representa como fica a troca de dados no final da configuração.

Para se criar uma conexão reversa basta seguir os mesmos passos porém configurando quem

recebe como quem envia.

6.1.2 Comunicação S7-1200 com S7-200

Para comunicação entre um CLP S7-1200 e um CLP S7-200 com o protocolo Ethernet

deve-se seguir os seguintes passos.

Como primeiro passo deve-se configurar e certificar que os endereços IP dos dois

CLP’s estejam na mesma rede.

O segundo passo é a criação do Data Block que será responsável pelo envio e

recebimento dos dados no S7-1200 para o S7-200, este conforme demonstra a figura deve

Page 107: Apostila Tia Portal R2

Página 107

estar marcado como compatível com S7-300/400, desta forma o acesso a DB pode ser feito

através de seu endereço simbólico pelo Tia Portal e por endereço lógico pelo S7-200

(Microwin).

Na estrutura da DB deve-se especificar a quantidade de palavras necessárias para

comunicação, neste exemplo a DB possui cinco palavras de número inteiro para leitura e

cinco palavras de número inteiro para escrita.

Page 108: Apostila Tia Portal R2

Página 108

Logo após a criação da DB deve-se compilar para o Offset das mesmas aparecerem na

tabela.

O próximo passo é a configuração do módulo Ethernet do S7-200, sabe-se que este

módulo é adquirido a parte e que o protocolo Ethernet não é nativo do S7-200.

Para isso deve-se buscar a opção Ethernet na árvore de instruções contida dentro do

contexto Wizards.

Clicando em Next o próximo passo é leitura do módulo, caso este módulo já esteja

conectado e com o CLP energizado tem-se a leitura automática caso não conta-se o primeiro

módulo após a CPU o módulo “0” e assim sucessivamente.

Page 109: Apostila Tia Portal R2

Página 109

Configurado o módulo, a próxima etapa é a configuração do endereço IP do CLP, este

deve estar no mesmo domínio de rede do S7-1200.

Após a configuração do endereçamento deve-se configurar o número de conexões

necessárias para o S7-200, este módulo permite até oito conexões diferentes, ou seja, caso seja

necessário, pode-se configurar até 8 dispositivos comunicando em Ethernet com o mesmo

CLP. Para tal seleciona-se uma conexão conforme demonstra a figura abaixo.

Page 110: Apostila Tia Portal R2

Página 110

Quando selecionado uma conexão o próximo passo é a configuração do elemento para

a ser conectado ao S7-200, neste caso descreve-se o endereço IP do S7-1200, tal como a porta

de comunicação TSAP que no caso de S7-1200 fica em 03.01.

Depois de estabelecidas as configurações de endereçamento para a conexão basta

adicionar os Data Transfers, estes são indicações de partes da memória que farão a troca de

Page 111: Apostila Tia Portal R2

Página 111

informações junto a DB previamente criada no S7-1200, para criar basta clicar em Data

Transfers e logo em novo, confirmando a operação clicando em Sim.

Nesta aba é necessário fazer acesso a DB previamente criada, e também selecionar o

modo da comunicação no caso se é leitura ou escrita. Primeiramente selecionamos a leitura do

servidor que no caso é o S7-1200, neste selecionamos a opção de tamanho de 10 bytes que

compreenda as cindo palavras de inteiros criadas na DB, então se configura um endereço para

receber os dados, tal como de qual endereço no S7-1200 virá os dados, no exemplo VB20002

no S7-200 recebe as informações da DB3.DBB0 do S7-1200.

Page 112: Apostila Tia Portal R2

Página 112

Após confirmar a operação, cria-se um novo Transfer configurando assim a rota

contrária, neste exemplo utiliza-se o mesmo tamanho, no caso 10 bytes, agora o que será

escrito na VB2010 será lido no S7-1200 na DB3.DBB10.

Após a configuração dos Data Transfers basta terminar a configuração do Módulo

Ethernet, clicando em próximo, a configuração abaixo sugere a criação de cálculos CRC’s

para controle de erros nas transmissões, neste caso seleciona-se esta opção.

Page 113: Apostila Tia Portal R2

Página 113

Outra parte importante da configuração é a área destinada a configuração do módulo

Ethernet abaixo o endereço sugerido automaticamente pelo software é uma área ainda não

utilizada e que também não deve ser utilizada no código, pois está reservada para os dados da

configuração do módulo.

Após completar clicar em próximo basta completar o Wizard.

Page 114: Apostila Tia Portal R2

Página 114

O próximo passo se refere à inserção do módulo de estabelecimento da conexão

Ethernet do S7-200.

Agora, basta selecionar dois módulos de transferência de dados conforme sugere a

próxima figura.

A figura abaixo demonstra a comunicação sendo feita nos dois módulos, para escrever

no S7-200 pelo S7-1200 utiliza-se a DB ou vice e versa.

Page 115: Apostila Tia Portal R2

Página 115

6.2 PROFIBUS.

6.2.1 Comunicação S7-1200 com S7-200

O primeiro passo para comunicação de um S7-1200 e um S7-200 em Profibus é a

aquisição do arquivo GSD do módulo de comunicação EM 277, módulo este que torna o S7-

200 escravo Profibus.

Page 116: Apostila Tia Portal R2

Página 116

Após o Download, deve-se instalar o arquivo GSD no TIA Portal, é comum a

reinicialização do software para adequação do catálogo de hardware. Para instalar o arquivo

seleciona-se em Options a opção Install General Station Description File (GSD) conforme

demonstra a próxima figura.

Após a instalação o TIA deve ser reinicializado. O catálogo de hardware

automaticamente se atualizará.

Page 117: Apostila Tia Portal R2

Página 117

Quando todo o processo de instalação do GSD estiver pronto, basta inserir o mesmo

no ambiente de configuração de redes do Tia conforme demonstra a figura, agora, é

importante conectar o escravo S7-200 identificado por EM277 no seu mestre, o nome do

mestre deve aparecer junto ao escravo conforme demonstra a figura.

O endereço do módulo deve ser configurado na interface do mesmo via hardware,

como característica se alterado o endereço no hardware o CLP S7-200 deve ser reiniciado

desligado e ligando sua energia.

Page 118: Apostila Tia Portal R2

Página 118

Depois de configurado as conexões e endereços do módulo, deve-se selecionar o

número de palavras a serem trocadas no Profibus. Neste exemplo foi escolhido 2 bytes de

escrita e 2 bytes de leitura. É importante observar a configuração dos endereços de entrada e

saída.

Após este processo deve-se compilar a configuração de hardware feita até agora, após

a compilação nas propriedades do módulo encontra-se uma opção de Offset de memória V do

S7-200 neste exemplo a figura demonstra a escolha do endereço 1500, ou seja, este será o

Offset de área V a ser acessada no CLP S7-200.

Page 119: Apostila Tia Portal R2

Página 119

Após estas configurações, deve-se efetuar download do projeto para o CLP mestre,

uma configuração importante é o carregamento das OB’s de tratamento de erro OB80 e OB82

caso o mestre seja um S7-1200 e ambas mais a OB86 caso o CLP seja um S7-300.

No S7-200 as informações do Profibus se encontram basicamente no hardware, após o

endereço físico ser conferido e o download efetuado no Mestre ao entrar nas configurações do

hardware conforme demonstra a próxima figura, ao selecionar as configurações do Profibus a

janela de informações do módulo deve demonstrar o Offset previamente configurado tal como

o número de bytes a serem trocados na comunicação.

Page 120: Apostila Tia Portal R2

Página 120

Neste exemplo dois bytes de escrita e dois de leitura foram configurados então a tabela

abaixo demonstra os endereços de comunicação dos dois CLP’s configurados no exemplo.

Para escrever no S7-200 utiliza-se os dois bytes de saída do mestre configurados na

etapa de instanciação dos elementos de comunicação do mestre, neste exemplo QB2 e QB3,

ao escrever nestas memórias o valor delas é automaticamente escrito nas áreas VB1500 e

VB1501 do escravo. O mesmo ocorre para leitura do escravo, as memórias VB 1502 e VB

1503 são automaticamente atribuídas como extensão do periférico de entrada no mestre nos

endereços IB2 e IB3. As próximas imagens demonstram um exemplo de código para

utilização dos elementos configurados na rede em exemplo.

Page 121: Apostila Tia Portal R2

Página 121

6.2.2 Comunicação S7-1200 com S7-300

Esta sessão tem por base demonstrar a configuração de comunicação via Profibus de

um CLP S7-300 a um CLP S7-1200.

O primeiro passo é a configuração da rede, neste exemplo após previa configuração

dos hardwares deve-se conectar os dois elementos no ambiente de configuração de rede do

TIA Portal.

Page 122: Apostila Tia Portal R2

Página 122

O módulo Profibus instalado no S7-1200 é um módulo que só permite que o mesmo

seja Mestre de rede, neste caso o S7-300 em questão deve ser configurado como escravo

conforme demonstra a próxima figura, para isso deve-se entrar nas propriedades da porta DB

do CLP e declarar no modo de operação que o mesmo é escravo tal como seu endereço na

rede.

Nesta aba também se faz necessário a configuração das áreas de memória a serem

trocados em comunicação Profibus, neste exemplo configura-se dois bytes de escrita e dois

bytes de leitura, esta configuração é feita na aba de áreas de transferência conforme demonstra

a figura.

O exemplo abaixo demonstra a transferência de um byte de entradas e saídas físicas do

CLP sendo transferidas via Profibus.

Page 123: Apostila Tia Portal R2

Página 123

O IB10 endereço de memória configurado para a rede está sendo transferido para

QB124 que é o primeiro Byte de saídas físicas do controlador, senso assim, o que for recebido

na entrada DB será atuado na saída física do controlador.

Após o download o S7-300 deve ser reiniciado desligando e ligando sua energia, é de

suma importância a instanciação de todos os OB’s de tratamento de erros conforme demonstra

Page 124: Apostila Tia Portal R2

Página 124

a próxima figura, isto evita que caso algum dos elementos da rede falhe, os CPU’s não entrem

em falha.

6.2.3 Comunicação S7-1200 com Micromaster 440

Este módulo tem por objetivo descrever como é feito o comando de um inversor

Micromaster 440 via rede Profibus-DP. Para estabelecer a comunicação via rede com o

inversor se faz necessária aquisição do módulo específico de comunicação para o inversor.

O primeiro passo é a instalação do módulo GSD do inversor de frequência, em

qualquer versão do TIA portal V11 este arquivo já esta presente na declaração de Hardwares

nas configurações de rede.

Após instanciar o módulo é importante efetuar a conferência do endereço Profibus,

este endereço deve ser igual no Drive e na configuração do software, conforme demonstra a

figura abaixo. O endereço no Drive é configurado via micro chaves instaladas no módulo de

comunicação. O endereçamento é feito de forma binária conforme outros equipamentos

Profibus, mais detalhes sobre a configuração do endereço podem ser encontradas no manual

específico do módulo.

Page 125: Apostila Tia Portal R2

Página 125

Quando configurado o Inversor deve apresentar as seguintes características.

A próxima configuração diz respeito a quantas palavras de acesso são necessárias para

controle do Drive. Neste exemplo selecina-se a opção PPO 3, 0 PKZ, 2 PZD.

Os endereços das palavras se encontram logo abaixo no Device overview, estes

endereços vão ser os endereços utilizados para controle do Drive posteriormente no código.

Page 126: Apostila Tia Portal R2

Página 126

Após certificação que o módulo está totalmente configurado pode-se compilar o

software e efetuar download do Hardware.

Após a configuração do Hardware se faz necessário a programação em Ladder

respectiva para deixar o inversor pronto para partir. Conforme demonstra a figura abaixo.

Conforme consta no manual do módulo, se faz necessário setar os bits 1, 2, 3, 4, 5, 6 e

10 da primeira palavra de controle para valor verdadeiro. O valor decimal dos bits citados

anteriormente é 1150, que também será nosso comando de desligar o inversor. Para enviar o

comando de ligar é necessário também setar o Bit 0, então se escreve 1151.

A segunda palavra de comando Profibus para o inversor se refere a referencia de

velocidade, então para mínima velocidade definida nos parâmetros do inversor se escreve “0”

na palavra de controle e para máxima escreve-se 16384.

Page 127: Apostila Tia Portal R2

Página 127

As duas palavras de Status fornecidas pelo inversor se referem ao retorno de comando

e a velocidade real do inversor.

6.3 AS-I.

6.3.1 Comunicação VIA DP Coupler Profibus.

Para configurar os equipamentos dentro de uma rede AS-i, o primeiro passo a ser feito

é configurar o mestre de rede. Neste exemplo utiliza-se um DP Coupler, este equipamento é

um escravo Profibus porém um mestre AS-i, este possui dois botões e vários Led’s para sua

configuração.

Os botões são Set e Display, as figuras abaixo demonstram o equipamento.

No manual do equipamento encontra-se uma tabela que indica a função de cada LED.

Quando se conecta um equipamento na rede AS-i, uma luz ascende no mestre

identificando que o endereço que está programado no módulo já esta sendo utilizado na rede,

caso se apresente dois módulos com o mesmo endereço AS-i a luz referente ao endereço pisca

de modo intermitente avisando erro de configuração.

É importante lembrar que a configuração dos escravos AS-i geralmente é feita no

escravo por um equipamento chamado configurador. Por meio deste equipamento também é

possível efetuar medições elétricas na rede tal como diagnosticar algum tipo de erro.

Observado o módulo na sua parte frontal, referente a endereço os primeiros cinco

LED’s (da esquerda para a direita) representam o número do endereço, e os últimos três

representam qual linha de endereços o mestre esta mostrando neste exato momento, ou seja,

caso apenas o LED número seis se apresentar ligado a linha de endereços a ser visualizada é a

primeira (Endereços de 0 até 4) caso o LED seis e sete se apresentarem ligados a linha de

endereços a ser visualizada é a segunda (Endereços de 5 até 9) e assim por diante.

Page 128: Apostila Tia Portal R2

Página 128

A configuração do endereço Profibus do equipamento também é feita através da

parametrização e visualização dos LED’s de indicação. Para isso se faz necessário pressionar

o botão Display até que o LED indicado com “ADR” se acenda, após o LED acender é

necessário ter em mente uma lógica binária simples conforme a maioria dos meios de

endereçar escravos em uma rede Profibus.

A ordem dos LED’s é 1 – 2 – 4 – 8 – 16 -32 – 64. A sequência possibilita

endereçamento do escravo de 0 à 127 conforme as regras do Profibus. Logo se tem:

Observa-se a figura acima, neste caso se tem o endereço Profibus 69.

Após endereçado o Profibus se faz necessário endereçar os escravos ASI com o

configurador externo, após endereçado todos os escravos se inicia o processo de acesso aos

escravos no Tia Portal. O primeiro passo é a instalação do arquivo GSD.

Page 129: Apostila Tia Portal R2

Página 129

Após previa instalação do arquivo GSD se faz necessário a instanciação e interligação

do mesmo ao seu mestre conforme demonstra a figura abaixo, o módulo deve estar

devidamente conectado com seu mestre indicado no módulo.

O próximo passo é determinar quantas palavras serão transmitidas via rede Profibus,

neste exemplo seleciona-se 16 Bytes para entrada e 16 Bytes para saídas. Também deve ser

Page 130: Apostila Tia Portal R2

Página 130

observado e anotado os endereços de I/O do mestre atribuídos para acesso aos equipamentos

finais. O módulo deve ser arrastado até o local Device Overview.

Após este procedimento observa-se as memórias de comunicação, no exemplo tem-se

que os mesmos são instanciados na IB2-IB17 e QB2 –QB17, logo qualquer endereço mesmo

sendo um bit dentro deste range pode ser acessado diretamente do código do CLP. Estes

endereços de comunicação podem ser modificados conforme desejo do programador.

Ao fim já se tem acesso aos endereços físicos da rede AS-i, neste caso por ser uma

extensão da rede Profibus acessamos os Bits diretamente do código do CLP.

Para programar se usa os endereços previamente configurados quando utiliza-se “I”,

ou seja, as áreas de entradas automaticamente se lê os escravos AS-i de entradas e para as

saídas instancia-se as memórias Q. Deve-se levar em consideração que os escravos AS-i

possuem as seguintes possíveis configurações de módulos digitais.

• 4 Entradas

• 4 Saídas

• 2 Entradas + 2 Saídas.

O pacote AS-i é formado de 12 bits, sendo assim o mestre utiliza os primeiros 4 bits

do pacote para a transferência do dado em si e outros oito para parâmetros do pacote. Logo, os

endereços são feitos da seguinte forma:

Endereço 01 – I2.0 até I2.3 ou Q2.0 até Q2.3

Endereço 02 – I3.4 até I3.7 ou Q3.4 até Q3.7

Page 131: Apostila Tia Portal R2

Página 131

Endereço 03 – I6.0 até I6.3 ou Q6.0 até Q6.3

Estes endereços podem ser modificados conforme o endereçamento atribuído na

configuração do escravo Profibus.

A próxima imagem demonstra a utilização dos endereços em um código Ladder no Tia

portal V11.

6.4 MODBUS

O primeiro passo é instalar a biblioteca de redes fornecida separadamente ao software

MICROWIN.

Page 132: Apostila Tia Portal R2

Página 132

Verificar a porta de comunicação a ser utilizada, em frente a CPU pode-se observar se

há uma ou mais portas. Deve-se lembrar que sempre que uma porta de comunicação for

utilizada para um protocolo somente se dará para o mesmo.

Pegar o módulo de comunicação MBUS_CTRL conforme porta selecionada.

Page 133: Apostila Tia Portal R2

Página 133

A instrução MBUS_CTRL para o S7-200 é utilizado para iniciar, monitorar ou

desabilitar a comunicação Modbus. Esta instrução deve ser instalada antes de qualquer bloco

de mensagem MBUS_MSG, esta instrução deve ser executada sem erros.

O sistema de Modbus Máster não funcionará corretamente a menos que o

MBUS_CTROL for executado a cada ciclo de Scan.

O módulo leva configurações básicas para iniciação do protocolo.

A entrada “Mode” quando em “1” informa ao CLP para utilizar protocolo ModBUS na porta

selecionada, quando “0”, a mesma volta a ter comunicação PPI.

Configurações da instrução

En: Ligação do bloco, quando esta entrada estiver em nível lógico alto o bloco é

executado.

Mode: Se estiver em 1 seleciona ModBus, se estiver em 0 seleciona PPI.

Baud: Define a velocidade de comunicação da rede, possuem as opções 1200, 2400,

4800, 9600, 19200, 38400, 57600 ou 115200 Kbp/s.

Parity: Define a paridade do sistema, 0 sem paridade, 1 paridade impar e 2 paridade

par.

Timeout: Define o tempo máximo de resposta de um escravo, de 1 a 32768 mili-

segundos, o valor padrão é 1000ms.

Done: Bit que define se a comunicação foi executada.

Error: Quando a comunicação termina a saída Done está ligada em 1, então a saída de

erro é atualizada, os seguintes códigos de erro podem aparecer.

Erro Código Descrição

0 – Não há erro;

1 – Erro de paridade;

2 – A taxa de transmissão não condiz com a do escravo;

3 – O tempo máximo de resposta foi atingido;

4 – Modo de seleção não está ativado;

Após colocar instalar os blocos ModBUS na rede deve-se reservar um espaço de

memória para o protocolo funcionar.

Para reservar este espaço deve-se clicar com o botão direito em Program Block na

árvore de instruções e logo em Library Memory.

Page 134: Apostila Tia Portal R2

Página 134

Logo após reservar as memórias, compilar o software e verificar se não há nenhum

erro.

Uma observação relevante é ter o máximo de cuidado para não se sobre-escrever memórias no

sistema.

Após instalação deste modulo a rede já esta preparada para receber os terminais

“SLAVES” em sua rede. A parametrização do bloco de mensagens se encontra a seguir.

Page 135: Apostila Tia Portal R2

Página 135

A instrução MBUS_MSG é utilizada para enviar uma requisição do Mestre para um

escravo em ModBus, a cada requisição o bloco deverá ser executado, no mesmo ciclo de Scan

podem ser existir vários blocos de mensagem, porém nunca ao mesmo tempo, como a cada

pedido será enviada uma resposta o tempo de execução da mensagem na rede pode demorar

mais de um SCAN, se dois blocos forem executados ao mesmo tempo, ele irá abortar a

comunicação e executar o erro número 6, que condiz a este problema.

Configurações da instrução.

EN: Ligação do bloco, quando esta entrada estiver em nível lógico alto o bloco é

executado.

First: Esta entrada deve ser ativada no momento que a mensagem for enviada,

normalmente é utilizado um flanco positivo, para o bloco receber somente um pulso.

Slave: Endereço do escravo a receber a requisição, o endereço 0 é destinado a

Broadcast, o intervalo de endereços fica dentre 0 e 247, que é o máximo de escravos para cada

mestre.

RW: O parâmetro RW especifica se o bloco vai ser para leitura ou escrita no escravo,

0 Ler e 1 Escrever.

Addr: O parâmetro Addr é o endereço inicial Modbus. As seguintes gamas de valores

são permitidos:

00001-09999 para saídas digitais (bobinas).

10001-19999 para entradas digitais (contatos).

30001-39999 para registradores de entrada.

40001-49999 para a atualização de registradores.

O intervalo de valores específicos para Addr são baseados nos endereços de que o

dispositivo escravo Modbus suporta.

Count: O parâmetro Count especifica o número de elementos de dados para ler ou

escrever no presente pedido. Acontagem será o numero de bists para os tipos de dados Bit e o

número de palavras para os tipos de dados WORD.

DataPtr: É o número de memória V inicial para armazenar o valor da resposta do

escravo, um detalhe importante é que esta memória deverá ser endereçada como indireta ou

seja com um PONTEIRO, o ponteiro deve ser sempre do tipo VB mesmo que aponte para

uma palavra de dados, para endereçar ponteiros no S7-200 utilizamos o & (E comercial), na

frente do endereço (&VB100);

Done: Bit que define se a comunicação foi executada.

Page 136: Apostila Tia Portal R2

Página 136

Error: Quando a comunicação termina a saída Done está ligada em 1, então a saída de

erro é atualizada, os códigos de erro poderão ser encontrados no sistema de ajuda no

microwin com a busca Modbus Master MBUS_MSG Execution Error Codes.

A configuração MBUS_MSG pode ser utilizada quantas vezes forem necessárias para

até 253 escravos na rede.

Page 137: Apostila Tia Portal R2

Página 137

7. REFERÊNCIAS

ALBUQUERQUE, Pedro U. B. de; ALEXANDRIA, Auzuir Ripardo de. Redes Industriais: aplicações em sistemas digitais de controle distribuído: protocolos industriais, aplicações SCADA. 2. ed. São Paulo (SP): Ensino Profissional, 2009. 258 p.

Automação Integrada. Disponível em: http://www.rockwellautomation.com/pt/solutions/integratedarchitecture/compactmachine.html. Acessado em 04/11/2011. Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto. Imagem de Sinal analógico. Disponível

em: http://paginas.fe.up.pt. Acessado em 18/10/2011.

FRANCHI, Claiton Moro. Acionamentos Elétricos. 4. ed. São Paulo, SP: Érica, 2008. 250 p.

LUGLI, Alexandre Baratella. Redes industriais para automação industrial: AS-I,

PROFIBUS e PROFINET. São Paulo (SP): Érica, 2011. 174 p.

LUGLI, Alexandre Baratella. Sistemas Fieldbus para automação industrial: DeviceNet,

CANopen, SDS e Ethernet . São Paulo, SP: Érica, 2009. 156 p.

Manual do inversor de frequência Siemens MM 440. Disponível em: http://www.feeding-

systems.com/images/440%20STANDARD%20Operators%20Manaul%20116-

pgs%20(Issue%20A1).pdf. Acessado em: 20/11/2011

MORAES, Cícero Couto de; CASTRUCCI, Plínio. Engenharia de automação industrial. 2.

ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 347 p.

NATALE, Ferdinando; Automação industrial. 6. ed. São Paulo, SP: Érica, 2004. 234 p.

SIGHIERI, Luciano; NISHINARI, Akiyoshi. Controle automático de processos industriais:

instrumentação. 2. ed. São Paulo (SP): Edgard Blücher, 1973. 234 p.

SILVEIRA, Paulo Rogério da; SANTOS, Winderson E. dos. Automação e controle discreto.

7. ed. São Paulo, SP: Érica, 2006. 229 p.