Introdução

O Autómato Programável, denominado também por Controlador Lógico Programável comummente com sigla CLP ou PLC do Inglês, é destinado ao controle de processos industriais tendo como função básica a de substituir a lógica feita por relés, módulos temporizadores, controladores, pirómetros, monitores de velocidade, etc., atreves de uma lógica armazenada em memória de programa. O PLC é o equipamento indispensável onde haja a necessidade de automatização de máquinas e controle de processos industriais. É um sistema de controlo de estado sólido, com memória programável para armazenamento de instruções para controlo lógico. É ideal para aplicações em sistemas de controlo de relés e contatores, os quais se utilizam principalmente de fiação, dificultando, desta forma, o acesso, possíveis modificações e ampliações do circuito de controle existente.O PLC é dotado de capacidades de monitorar o estado das entradas e saídas, em resposta às instruções programadas na memória do usuário, e “energiza” ou “desenergiza” as saídas, dependendo do resultado lógico conseguido através das instruções de programa (sequência lógica de instruções a serem executadas pelo PLC para executar um processo) já que a sua tarefa é ler, de forma cíclica, as instruções contidas neste programa, interpreta-las e processar as operações correspondentes. Os PLC´s encontram sua inevitável aplicação em máquinas operatrizes, máquinas têxteis, máquinas para fundição, máquinas para indústria de alimentos, industria de mineração, industrias siderúrgicas, laminadoras, etc.Na automação industrial, as máquinas estão substituindo com sucesso tarefas tipicamente de mente humana, tais como memorizações, cálculos e supervisões garças a implementação de PLC`s.

Objectivos

Este módulo tem como principal objectivo transmitir aos estudantes (leitores) conhecimentos necessários para entrar-se no mundo de uso e aplicação do Autómato Programável nos diversos campos da tecnologia moderna dando maior enfoque no conceito, características, operação, programação e aplicabilidade destes de forma geral, embora esta brochura faça o estudo mais detalhada á autómatos fabricados pela empresa OMROM (CPM1A e CPM2A), S7-200 da empresa SIEMNS e o autómato TWIDO da SCHNEIDER ELETRIC, os mais concorridos actualmente no mercado. Sabe-se no entanto, que o principio de operação e programação é basicamente igual e/ou semelhante, não obstante ligeiras diferenças que se possam considerar variando de fabricante para fabricante e de uma marca para outra, facto este que leva hoje os especialistas de electrónica a preocupar-se em trabalhar arduamente para encontrar um mecanismo que permita uma Técnica de Programação Padrão para qualquer autómato independentemente do fabricante e marca. Quanto ao estudo de linguagens de programação serão estudadas as que estão sujeitas a maior aplicação na tecnologia de Autómatos: Linguagem em lista de instruções - (Instruction List – IL), linguagem em diagrama de contactos - (Ladder Diagram – LD) e linguagem de Gráfico Sequencial de Funções (Grafcet) - ( Sequential Function Chart – SFC).

Automatismo

Automatismo é todo o dispositivo eléctrico, electrónico, pneumático ou hidráulico capaz de por si só controlar o funcionamento de uma máquina ou processo. São exemplos de automatismos os seguintes: escadas rolantes, elevadores, portas automáticas, semáforos, linhas de montagem das fábricas, e vários outros sitemas modernizados.

Com objectivo de faciltar a compreensao no estudo vamos dividir o automatismo em três blocos:

Entradas - Neste bloco encontram-se todos os dispositivos que recebem informações do sistema a controlar. São em geral sensores, botoneiras, comutadores, fins de curso, etc.

Saídas - Neste bloco temos todos os dispositivos actuadores e sinalizadores. Podem ser motores, válvulas, lâmpadas, displays, etc..

Lógica - Neste bloco encontra-se toda a lógica que vai permitir actuar o bloco de saídas em função dos dados recebidos pelo bloco de entradas. É este bloco que define as características de funcionamento do automatismo. Pode ser constituído por relés, temporizadores, contadores, módulos electrónicos, lógica pneumática, electrónica programada, etc..

Define como parte de controlo, o conjunto dos blocos de entradas e de lógica. O bloco de saídas será a parte operativa.

Vejamos a titulo de exemplo o processo de automatismo numa porta:Numa porta automática, o motor que acciona a abertura e fecho da mesma, constitui a parte operativa. O sensor de proximidade, os fins-de-curso, a chave de permissão e toda a lógica de exploração, constituem a parte de controlo.

Basicamente constituem um sistema de automatismo comum os seguintes elementos chaves apresntados no quadro abaixo e que mereceram sua descricao logo a seguir.

Instalação Uma cisterna

Sensores Detectoresfotoeléctricos

Actuador Motor

Comando de potência Contactor

Sistema de processamento Autómatoprogramável

Visualização Consola HMI (Interface Homem – máquina

A máquina ou a instalação

É o sistema que deve ser automatizado. Este sistema pode ser muito complexo como uma cadeia de fabrico, uma unidade de produção ou uma fábrica. É igualmente possível automatizar os equipamentos mais simples como os semáforos, um portão de garagem, uma piscina ou um sistema de irrigação.

Os sensores

Como o olho de um automobilista, um sistema automatizado deve possuir equipamentos que darão as informações sobre o seu ambiente. São os sensores: Sensores de nível, sensores de temperatura, sensores de passagem.Por exemplo, para a detecção de um automóvel numa portagem de auto-estrada, utilizaremos um sensor fotoeléctrico.

Os accionadores

Os accionadores permitem efectuar as acções no sistema como as bombas, os cilindros, os motores etc.

O comando de potência ou pré-accionadores

Para transmitir a energia necessária aos accionadores e servir de intermediário com o sistema de tratamento de dados, são necessários equipamentos específicos, que são os sistemas de comando de potência: contactores, disjuntores, relés etc.

Os sistemas de tratamento de dados

O cérebro da instalação é o sistema de tratamento de dados. Depois de realizado com a ajuda de relés e de contactores auxiliares, ele é agora composto de autómatos programáveis.

O diálogo Homem/Máquina

Todo o sistema automatizado deve ser vigiado ou controlado pelo homem. Para isso são necessários equipamentos tais como: Os botões, os terminais de diálogo e os ecrãs

Autómato Programável

O Autómato Programável ou Controladores Lógicos Programáveis (Programmable Logic Controller – PLC) são elementos fundamentais dos modernos sistemas de automação industrial. São utilizados no comando de circuitos de automatismos.Estes são equipamentos eléctricos, electrónicos, pneumáticos ou hidráulicos capazes de por si só controlar o funcionamento de uma maquina ou processo de forma cíclica, quando programados pelo utilizador.

Hoje em dia os PLCs podem desempenhar funções de controlo local de baixo nível de vários subsistemas, coordenação geral do sistema de automação industrial, aquisição e processamento de dados, gestão de comunicações, etc.No início entretanto, os PLCs pretendiam ser uma alternativa mais flexível à lógica eléctrica e baseada em temporizadores (timers), que era vulgar nos paneis de controlo.O PLC foi inicialmente concebido em 1968. O trabalho foi iniciado por um grupo de engenheiros pertencentes à divisão Hydramatic da General Motors (GM).Os seguintes critérios foram inicialmente estabelecidos pela GM para a primeira geração de PLCs:

A máquina deveria ser facilmente programada. A aplicação de software deveria poder ser modificada facilmente, de preferência na fábrica.

Deveria ser constituída por módulos, de fácil substituição, com o objectivo de aumentar a fiabilidade, a manutenção e a funcionalidade.

O espaço ocupado por um destes aparelhos deveria ser reduzido. O aparelho deveria poder ser capaz de comunicar com uma central remota. O custo final deveria ser competitivo com a tecnologia em uso na época (controlo por relé).

Os PLCs foram portanto originalmente concebidos para providenciarem uma maior flexibilidade no controlo baseado na execução de instruções lógicas.Além disso, maiores vantagens foram possíveis adoptando a linguagem de programação Ladder, simplificando a manutenção, reduzindo os custos de concretização, e simplificando a introdução de alterações.

Vantagens de uso do Autómatos Programáveis

Entre varias vantagens se didtinguem as seguintes:

Ocupacao de menor espaço Menor consumo de energia elétrica Possibilidade de reutilizacaoProgramáveis Maior confiabilidade e eficiencia nos resultados Maior flexibilidade e produtividade Maior rapidez e facilidade na elaboração dos projetos Interfaces de comunicação com outros CLPs e computadores

Classificação de Autómatos

Os autómatos actualmente podem ser classificados por gama baixa ou gama alta. No entanto quase todos os modelos de autómatos de gama baixa são compactos, ou seja, são autómatos que integram de raiz o CPU, entradas e saídas e mais do que uma interface de comunicação (Figura 7).

Autómato compacto Telemecanique Twido com alimentação 230V AC

Os autómatos de gamas altas são autómatos modulares sendo constituídos por módulos, em que é necessário adquirir todas as partes constituintes do mesmo individualmente (Figura 8). Normalmente, tanto os compactos como os modulares permitem a adição de módulos de entradas e saídas.

Figura 8 – Autómato modular Modicon M340 com alimentação 24V DC

Tecnologia ou lógica de implementação de Automatos

Os automatismos, sistemas que permitem a realização automática de operações, podem ser implementados através de duas lógicas (tecnologias): Tecnologia ou lógica Cablada e tecnologia ou lógica Programada.

Características da tecnologia cablada

O funcionamento da instalação é definido pela cablagem entre os diferentes constituintes (relés, temporizadores, relógios...). Quanto mais complexa for a instalação, mais complexa é a cablagem.Para cada modificação de funcionamento, é necessário modificar a cablagem o que acarreta a paragem do processo de fabrico.Há muitos aparelhos cablados entre si, cada um tendo a sua própria função (temporizadores, relés, contadores..).Necessidade: espaço disponível

Características da tecnologia programada

O funcionamento da instalação é definido por um programa executado de maneira cíclica por um autómato programável. Para cada modificação de funcionamento, basta modificar o programa. Não é necessário cablar uma nova temporização ou um novo relé auxiliar, é um programa que o substitui. Desta forma, a flexibilidade é grande e o custo final é baixo.Um só aparelho (PLC), sem cablagem entre os módulos, unicamente a ligação aos sensores (entradas do autómato), aos accionadores (saídas do autómato) e à alimentação.

Vantagens da tecnologia programada

Menos constituintes: O autómato programável substitui todos os relés auxiliares, os temporizadores ou os relógios: importante ganho de volume mas também mais fiabilidade pois não há peças mecânicas no cérebro do automatismo.As únicas ligações são: a alimentação do autómato, os sensores e os accionadores.

Mais flexibilidade: O programa é uma sucessão de instruções que se pode escrever e modificar facilmente com a ajuda de um terminal de programação. Pode mesmo duplicar o programa facilmente se precisar de realizar automatismos idênticos.

Mais fácil de testar e de reparar: Na face frontal do autómato geralmente encontram-se sinalizadores luminosos que sinalizam: o estado de funcionamento dos sensores (abertos ou fechados), o estado dos accionadores (em serviço ou parados), o estado de funcionamento do autómato.

Muito fiável: Número de componentes mecânicos e de ligações é mínimo e com a vantagem do desenvolvimento do programa poder ser feito em paralelo com a montagem dos equipamentos. Outra maior vantagem está é que as alterações do automatismo só implicam alterações no programa. O espaço ocupado pelo autómato é constante e independente da complexidade da lógica do automatismo. Não requer stocks de equipamento de reserva tão elevados como nos sistemas por lógica cablada.

O hardware do processo de entradas e saídas dos automatos

Sendo o autómato programável destinado ao controlo de processos, tem obrigatoriamente de adquirir dados referentes ao sistema a controlar e fornecer sinais de comando. Existem diversos tipos de entradas e saídas; nos parágrafos seguintes são apresentadas algumas das versões possíveis. Normalmente o estado lógico das entradas e saídas é sinalizado por led's que quando ligados indicam a activação de determinada entrada ou saída.

Hardware de entradas

Deve se ter em atenção os seguintes factores:• Isolamento galvânico• Económia• Consumo• Rapidez na comutação• Imunidade a ruído

Entradas usando relés

Nesta versão, existe um relé cuja bobine é excitada por uma tensão eléctrica aplicada na entrada do PLC. Os contactos do relé fornecem ao CPU um estado lógico correspondente ao estado da entrada. Como podemos ver no esquema seguinte, estando a entrada do PLC alimentada, implica que o contacto do relé se feche e conduza a informação aos circuitos de aquisição de sinais do CPU. Caso desapareça a tensão na entrada do PLC,o contacto do relé abre, e o valor lógico do circuito passa a zero. Este sistema garante um isolamento galvânico entre a entrada e CPU, já que o contacto do relé é isolado da bobine que o actua.

Este tipo de entrada tem a vantagem de poder aceitar sem problemas, tensões alternadas ou contínuas, introduzindo no entanto, um atraso considerável aos sinais lidos. O consumo de corrente na entrada é maior que nos circuitos usando semicondutores; este aspecto, pode ser de grande vantagem, quando se adquire um sinal que pode ser afectado pelas interferências induzidas no cabo que liga o sensor ao autómato.

Entradas por transístor

Este tipo de entrada usa um transístor e um conjunto de resistências para adquirir e converter os sinais na entrada, de forma a poderem ser lidos pelo CPU. Pode analisar-se na figura seguinte o funcionamento; Sempre que aparece um sinal positivo na "base" do transístor, o transístor conduz, fazendo com que Vo tenha um valor muito próximo de zero. Quando não há presença de tensão na entrada, Vo tem um valor próximo de Vcc.

Comparada com a entrada por relé, este tipo de entrada pelo facto de usar um semicondutor, reduz consideravelmente o atraso aos sinais de entrada e é mais fiável, uma vez que elimina sistemas mecânicos (relé) ; A corrente absorvida pela entrada é muito menor (na ordem da dezena de mA). Tem a desvantagem de não garantir isolamento eléctrico entre a entrada e o CPU.

Entrada por acopulador óptico

Para superar a desvantagem de isolamento da entrada anteriormente descrita, esta pode ser isolada do CPU através do uso de um acopulamento óptico.O acopulador óptico é constituído por um LED (díodo foto emissor) e um foto-transístor encapsulados num material isolante, conforme indicado na imagem. A transmissão da informação do estado da entrada para o CPU, é feita através do fluxo de fotões emitido pelo LED e recebido pelo foto-transístor. Ao ser atingido pelos fotões, o foto-transístor entra em condução. Como o meio de transmissão deste fluxo é dieléctrico, consegue-se um óptimo isolamento galvânico. A corrente de entrada deste circuito é também muito baixa.

Nas entradas por semicondutor atrás descritas, há que respeitar a polaridade do circuito de entrada. Esta pode ser PNP ou NPN. Ao escolher-se um sensor , este deverá estar em sintonia com a entrada onde vai ser ligado ; numa entrada PNP o comum tem de ser positivo.

Para ultrapassar esta condicionante, existem circuitos de entrada onde o isolador óptico dispõe de dois díodos led montados em paralelo mas opostos na polaridade. Assim, qualquer que seja o sentido da corrente na entrada, é assegurada a polarização do fototransístor e consequentemente a detecção de um sinal activo na entrada.

Hardware de saidas

As saídas do autómato realizam uma função inversa à das entradas, ou seja, permitir a actuação de elementos que integram o sistema a controlar. Podem ser de vários tipos:

Saída por relé

O sinal proveniente do CPU, ataca a bobine de um relé. Na saída do autómato, estão disponíveis os terminais do contacto do referido relé.

Regra geral, um autómato tem mais do que uma saída. Para que o número de terminais não seja exageradamente elevado, é frequente agruparem-se saídas, havendo para o efeito um terminal comum. Deve haver algum cuidado ao efectuar as ligações, pois deve assegurar-se que num mesmo comum não se juntem sinais incompatíveis

Este tipo de saída é o mais frequentemente usado, por ser o mais versátil. Pode comutar correntes contínuas ou alternadas, de tensões muito diversas. A sua frequência de resposta e o "bounce" são as suas principais desvantagens.

Para reduzir o desgaste do contacto do relé quando este comuta cargas indutivas, deve usar se um dos dispositivos da figura abaixo, conforme se trate de corrente contínua ou alternada.

´

Saída por transístor

Este tipo de saída usa um transístor que recebe na "base" o sinal lógico proveniente do CPU; os terminais do "colector" e "emissor" são acessíveis do exterior, para ligação aos circuitos a controlar. Para que possa existir isolamento galvânico entre o CPU e os circuitos exteriores ao autómato, é frequente usar (em vez de um vulgar transístor) um fototransístor.

Este tipo de saída é usada quando os sinais a controlar são de corrente contínua, baixa tensão, baixas correntes e de frequência elevada.Saída por triac

Nesta saída usa-se um triac como elemento activo na comutação das cargas. O sinal proveniente do CPU liga à "gate" do triac ou então activa o led de um foto-triac. Esta última opção é a mais usada por garantir um perfeito isolamento entre o CPU e os circuitos exteriores ao autómato.

A saída por triac usa-se na comutação de cargas trabalhando em corrente alternada. Tem a vantagem de poder comutar a frequências elevadas, não sofrendo desgaste significativo, quando comparado com um relé. Alguns fabricantes apresentam cartas de saídas por triac com a característica de comutarem cargas só quando a corrente alternada passa por zero; este pormenor faz reduzir a ocorrência de ruídos parasitas na rede eléctrica, que normalmente ocorrem quando acomutação é realizada com relés.

Arquitectura do automato

A disposicao arrquitetonica de um automato programavel é constituído por um conjunto de blocos funcionais articulando se em volta do canal de comunicaco – O Bus interno.

Processador (CPU)

A unidade central de processamento ou microprocessador é o “cérebro” do autómato. É responsável pela aquisição dos valores das entradas presentes na memória, realiza todas as operações (lógicas, aritméticas e de controlo), consoante as instruções que constituem o programa, e actualiza na memória as saídas. Para além disto, tem ainda de gerir os periféricos e diagnosticar os defeitos que possam ocorrer internamente.Normalmente, tudo isto é feito de forma cíclica porque o tratamento de informação é feito sequencialmente. Existem alguns elementos susceptíveis de alterar a estrutura de ciclo, que é o caso da política de aquisição de dados, a utilização de instruções de salto e a presenca de cálculos numéricos. A utilização de funções ou instruções deste tipo faz com que a estrutura do ciclo seja alterada consoante as necessidades do programa.Atendendo a esta forma de funcionamento, existe um factor que permite classificar o desempenho do processador e é definido como o tempo de exploração e consiste no tempo (em milissegundos) que este leva a processar mil instruções ms/k.

Actualmente, existem autómatos constituídos por mais do que um processador tendo, para além do processador central, processadores dedicados aos interfaces de comunicação, ao cálculo, às entradas e saídas e a outras funções específicas, veja figura abaixo.

Figua 9 - Porcessadores diferentes de autómatos Siemens

Tempo de Varredura (Scan Rate)

È o tempo de execução completa do programa, que compreende a leitura das entradas, a execução da lógica programável e a actualização das saídas.O Scan Rate se torna crítico quando os programas são muito extensos ou quando as entradas são muito rápidas.

Tempo de Ciclo

Tempo de ciclo é o tempo empregue na excussão de um ciclo de programa que consiste em: tempo para leitura de entradas, tempo para processamento de dados e tempo gasto para afectação de saídas. Este tempo depende essencialmente do comprimento do programa e do tempo gasto na leitura dos periféricos. Portanto, podemos resumir que o tempo de ciclo (scan) de um autómato, com leitura cíclica, corresponde ao tempo decorrido entre a leitura das entradas e a actualização das saídas.

Figura : Estrutura de um ciclo de programação

Para o controlo do tempo de ciclo existe um Watch Dog. Se em alguma ocasião este tempo supera o tempo previamente estabelecido é gerado um sinal de paragem do autómato garantindo dessa forma o controlo permanente do processo. O autómato pode ser programado com um tempo de ciclo fixo ou periódico o que permite que se a excussão do programa for mais rápida que o tempo do ciclo, o autómato espera que este seja atingido.

TEMPO DE RESPOSTA DO CLP

É o tempo decorrido entre a leitura das entradas, execução do programa e atualização das saídas; cada uma dessas atividades leva um tempo para ser executada, como segue:

Velocidade

A velocidade que um PLC genérico executa o seu ciclo de operação está em torno de 1 a 25 mseg para 1024 instruções do programa aplicativo. Cada instrução possui o seu tempo de processamento. Na soma do tempo total de processamento ou ciclo de operação devem ser considerados os seguintes elementos:

Tempo para o dispositivo do campo accionar a entrada Tempo para o PLC detectar o sinal Tempo pra a varredura de entrada Tempo para varredura de programa Tempo para varredura de saída Tempo para accionamento do circuito de saída Tempo para accionamento do dispositivo do campo Tempo para canais de comunicação

WDT (Watch Dog Timer)

O WDT monitora,via hardware, o tempo de varredura do CLP e tem a função de aumentar a segurança do sistema; se o tempo de varredura de um programa for maior que o tempo estabelecido do WDT, a CPU será automaticamente resetada, um sinal de erro será ativado e todas as saídas serão desligadas.O alarme de WDT pode ser causado por uma falha de hardware ou então no programa do usuário (lógicas muito extensas, loops infinitos, etc..)

A Memória

A memória do autómato contém o programa a executar mas também os dados utilizados por esse programa (valores de temporizadores, mono estáveis, contadores...). É o local onde são armazenadas todas as informações contidas no autómato. Sem memória, um autómato não pode funcionar. É na memoria que se encontra o programa a ser executado pelo autómato.A memória caracteriza-se pela sua capacidade que pode ser expressa de três formas:- Número de bits ou Kbts (1 Kbts = 1024 bits)- Número de Bytes ou KB (1 Byte = 8 bits)- Número de Words ou KW (1 Word = 16 bits)

As memórias classificadas quanto a sua tecnologia podem ser:

- RAM (Random Access Memory)

Estas memórias têm a vantagem de poderem ser escritas e alteradas facilmente. São as mais usadas quando se está na fase de desenvolvimento do programa ou quando o sistema a controlar sofre frequentes alterações. Estas memórias perdem a informação quando a alimentação eléctrica das mesmas falha; por isso, obrigam ao uso de uma pilha de recurso que assegura a sua alimentação no caso de uma falha de energia.

- EPROM (Erasable Programable Read Only Memory)

Esta memória não perde a informação nela gravada no caso de falhar a tensão. Têm comodesvantagem o facto de ser muito morosa qualquer alteração, mesmo sendo de um só bit.Antes de ser programada por um equipamento próprio, tem de ser apagada por exposiçãoaos raios ultravioletas.

- EEPROM (Electricaly Erasable Programable Read Only Memory)

Esta memória não perde informação por falta de tensão de alimentação e pode ser apagada eescrita pelo autómato. Tem vantagens sobre os modelos anteriores, mas os inconvenientesde ter um número limitado de ciclos de escrita e do seu custo ser mais elevado que o de umaRAM.

-FLASHRAM

Esta memória de tecnologia muito recente, tem características semelhantes às EEPROM,permitindo também escrita e leitura no próprio ciscuito onde é usada. Limitada também pelonúmero de ciclos de escrita, apresenta vantagens sobre a EEPROM (uma delas, a velocidade

de escrita).

Modulo ou Interface de Entrada e Saída

A interface entrada permite não só transferir para o autómato o estado dos sensores, mas também enviar as ordens para os accionadores, por exemplo os relés, os contactores...A interface de entrada fornece uma ligação ao processo a ser controlado. A função principal deste módulo é receber e converter os sinais recebidos do processo num formato que possa ser usado pelo processador (CPU). Esta tarefa consiste em converter sinais de diferentes tipos (corrente, tensão) e diferentes amplitudes num formato discreto único.

Este módulo é, como regra geral, expansível adicionando mais módulos para aumentar o número de entradas à medida das necessidades do processo.O número de entradas suportadas está limitado pelo processador (CPU) e pela quantidade de memória disponível.

A interface de saída executa a tarefa contrária da interface de entrada. Este modulo recebe sinais do processador (CPU), transformando-os num formato apropriado a executar as acções de controlo no processo.Também aqui há a registar a característica modular do PLC, que permite que o número de saídas possa ser expandido, encontrando-se, no entanto, limitado pelas mesmas razões do módulo de entrada.São exemplos de saída para o PLC os seguintes elementos: solenoides, relés, contactores, partidas de motores, luzes indicadoras, válvulas e alarmes. Os CPU´s utilizam como circuitos de saída: relés, transístores e triacs.

Os relés funcionam tanto em CA como em CC e resistem a cargas de ate 2.5A e suportam melhor os picos de tensão pois possuem uma camada de ar entre os seus contactos o que elimina a possibilidade de corrente de fuga, mas são lentos e se desgastam com o tempo.

Os transistores são silenciosos, chaveam correntes contínuas e não tem peças móveis sujeitas a desgaste. São rápidos e reduzem o tempo de resposta. Suportam cargas ate 0.5A.

Os triacs possuem características semelhantes a dos transístores com a diferença de que estes chavem ao mesmo tempo correntes continuas e alternas.

As saídas ou entradas sólidas (transístores ou triacs) podem ser facilmente danificadas por sobretensão ou sobrecargas do que relés.

Módulos de entradas e saidas digitais

Os padrões adoptados para o ambiente industrial são 24Vcc para corrente contínua e 110 ou 220Vca para corrente alternada. Esses valores apresentam boa relação sinal/ruído para o ambiente industrial , sendo o padrão 110V ou 22V mais adequado para comandos a longas distâncias , como é o caso de usinas hidrelétricas, por exemplo, onde a distância entre sensores e módulos de entrada é grande (até 500m).Entenda-se por entrada/saída digital como sendo aquela que pode ter dois estados possíveis: ligado ou desligado.Se estivermos falando de comando a 24Vcc, “ligado” significa a presença de 24V na entrada correspondente do módulo de entrada ou saída, enquanto que “desligado” significa a ausência deste. Em 110 ou 220Vca, “ligado” significa a presença da tensão alternada na entrada/saída correspondente do módulo de entrada ou saída, enquanto que “desligado” significa a ausência desta tensão. Costuma-se atribuir à condição “ligado” o nível lógico “1” e à condição“desligado” o nível lógico “0”.

Nota: Não confundir módulos de entradas/saídas DIGITAIS em CA (Corrente Alternada) com módulos de entradas/saídas ANALÓGICOS.

Módulos de entradas digitais

Convertem os níveis de tensão presentes nas entradas em sinais com níveis lógicos compatíveis com o Bus de dados do CLP

Módulos de entradas digitais em corrente continua

Esses módulos detectam a presença de 24Vcc em sua entrada; isto pode ser feito de duas formas: Chaveando-se o negativo (0Vcc) e adotando o positivo (+24Vcc) como comum – módulo

tipo N Chaveando-se o positivo (+24Vcc) e adotando o negativo (0Vcc) como comum – módulo

tipo P Toda entrada digital tem um Led indicador de status (entrada chaveada = nível lógico “1”

= LED aceso) acoplador óptico isola electricamente o sinal de entrada do circuito lógico do CLP; isto é

feito por dois motivos:Primeiro motivo - proteger os circuitos e componentes internos do CLP no caso de se aplicar níveis elevados de tensão na entrada, por exemplo; neste caso, a entrada correspondente será danificada (provavelmente o LED do acoplador óptico será danificado), mas o restante do CLP será poupado.Segundo motivo - Aumentar a imunidade a ruídos: também conhecido como interferência, o ruído elétrico pode prejudicar o funcionamento de qualquer sistema microprocessado; o fato de separar o 0V das entradas externas do 0V lógico interno do CLP contribui para aumentar a imunidade a ruídos.A função dos resistores R3 e R4 e do capacitor C é formar um filtro passabaixas, evitando que eventuais ruídos presentes na alimentação do sinal de entrada façam com que a entrada seja acionada indevidamente; é comum que este filtro seja dimensionado de forma que as entradas digitais não respondam à freqüências superiores a 1KHz, com exceção de entradas especiais (exemplo: entradas rápidas, muito ulitilizadas para leitura de encoderes, por exemplo).

Módulos de entradas digitais em corrente continua do tipo N

Os sensores de entrada devem chavear 0Vcc; se estivermos falando de sensores de proximidade, por exemplo, estes deverão ser do tipo NPN

Módulo de entradas digitais em corrente continua do tipo P

Os sensores de entrada devem chavear +24Vcc; se estivermos falando de sensores de proximidade, por exemplo, estes deverão ser do tipo PNP.

Módulos de entradas digitais em corrente alternada

A presença de tensão alternada (entrada externa) será detectada pela porta de entrada e lida pela CPU do CLP

Módulos de Saídas digitais

Têm a função de converter os sinais lógicos presente no BUS de dados do CLP em sinais capazes de acionar atuadores, como por exemplo: contatores, solenóides, lâmpadas.Os módulos de saída podem ser do tipo cc (corrente contínua), ca (corrente alternada) ou a relé.

Módulos de saídas digitais em corrente continuaAs saídas digitais em cc pode ser de dois tipos:

Tipo N: chaveia-se o negativo (0Vcc) e adota-se o positivo (+24Vcc) como comum da carga.

Tipo P: chaveia-se o positivo (+24Vcc) e adota-se o negativo (0Vcc) como comum da carga.

Toda saída digital tem um LED indicador de status (saída chaveada = nível lógico “1” = LED aceso)

acoplador óptico isola eletricamente o sinal do circuito lógico do CLP dasaída externa.

Módulos de saídas digitais em corrente continua do tipo N

O comum da carga é ligado a +24Vcc, enquanto o módulo de saída chaveia 0Vcc

Módulos de saídas digitais em corrente continua do tipo P

O comum da carga é ligado a +0Vcc, enquanto o módulo de saída chaveia 24Vcc

Módulos de saídas digitais em corrente alterna

O componente que chaveia a saída é um TRIAC. A função do varistor V1 é proteger a saída contra um surto de tensão. O circuito R4,C tem a função de evitar disparos indevidos

Módulos de saídas digitais a Relés

Esta saída pode acionar tanto cargas em cc quanto em ca. A carga é ligada em série com o contato do relé. Quando os dois pólos do contato do relé estão disponíveis ao usuário, a saída é chamada de saída a “contato seco”.Quando várias saídas são agrupadas, apenas um dos pólos do contato do relé está individualmente disponível ao usuário; o outro pólo de cada contato está interligado internamente ao módulo de saída, podendo o usuário decidir se vai chavear o positivo ou negativo, bastando para isso conectar o comum dos contatos à massa ou ao pólo positivo da fonte de alimentação externa.

Módulos de entradas e saídas analógicas

Os módulos de entrada/saída analógicos são projectados para tratar sinais que assumem infinitos valores ao longo do tempo; como todo sistema microprocessado, o CLP trata internamente esses sinais como palavras binárias.A interface entre o CLP e as entradas analógicas são conversores A/D (Analógico/Digital), ao passo que a interface entre o CLP e as saídas analógicas são conversores D/A (Digital/ Analógico).A resolução dos valores tratados pelo CLP depende, portanto, do número de bits que os conversores A/D ou D/A utilizam; por exemplo, um conversor de 12 bits pode apresentar 4096 valores distintos (2 12 = 4096).Os sinais analógicos tratados por esses módulos são sinais elétricos de tensão ou corrente, sendo adotado o padrão de 0 a 10Vcc para tensão e 4 a 20mA para corrente; também é possível encontrar módulos para tratar sinais de tensão de –10Vcc a +10Vcc , ou então corrente de 0 a 20mA , por exemplo.

Para um sinal de tensão de 0 a 10Vcc tratado por um conversor de 12 bits, teríamos: Sinal elétrico Valor no CLP

0 V 0000

5 V 2048

10 V 4095

Assim, para um conversor com resolução de 12 bits e um sinal elétrico variando de 0 a 10Vcc, a sensibilidade é de 2,5mV (10V / 4095). Dessa forma é possível ler diversas grandezas físicas (inclusive elétricas) através de transdutores, que convertem essas diversas grandezas no padrão 0 a 10Vcc ou 4 a 20mA.Dentre essas grandezas, podemos ter: transdutores de pressão (não confundir com o pressostato que só tem dois estados possíveis, ligado ou desligado e é lido por uma entrada digital), vazão, força, potência elétrica, corrente elétrica, rotação, velocidade, aceleração, entre outros. Também é possível através das saídas analógicas exercer o controle sobre sistemas como: acionamentos CA/CC, inversores de freqüência, válvulas proporcionais, entre outros.

Modulos de entradas analogicas

Modulos de saidas analogicas

1.4.4 Módulos especiais

Os CLP´s permitem acoplar diversos módulos especiais de entrada ou saída, como por exemplo: Módulo de entrada para medição de temperatura através da leitura do sinal elétrico

fornecido por termopares (sinais da ordem de milivolts e que obedecem a uma curva característica)

Módulo de entrada para medição de temperatura através de termoresistências, como por exemplo do tipo PT100 (apresenta 100OHM a 0ºC e também tem uma curva característica de variação da resistência em função da temperatura); os valores de variação da resistência são tão baixos, que são utilizados sistemas a 3 ou 4 fios para se compensar a resistência dos próprios cabos utilizados na interligação da termoresistência;

Módulos de entradas rápidas, utilizadas normalmente para leitura de sinais enviados por encoderes, por exemplo; são entradas digitais tratadas especialmente por hardware e têm prioridade de leitura em relação às entradas digitais normais;

Módulos de saída para controle de motor de passo; são saídas que têm resposta rápida, uma vez que uma saída digital normal não atenderia esse quesito;

Módulos para medição de grandezas elétricas (tensão, corrente, potência ativa, potência reativa)

Módulos para comunicação com rede (ethernet, profibus, ASI, MPI, etc..)

1.4.5 Fonte ou módulo de alimentação

Os autómatos podem ser alimentados a 24Vdc ou 230Vac. Quando são alimentados a 24Vdc a fonte e alimentação é externa. Quando a alimentação é de 230Vac são ligados directamente à rede eléctrica e têm uma fonte de alimentação interna.A fonte de alimentação tem por função fornecer as tensões adequadas ao funcionamento do CPU. Encontramos com grande frequência a equipar os autómatos, fontes de alimentação comutadas.

Estas fontes reúnem entre outras as seguintes características:• Elevado rendimento• Ocupam um pequeno volume• Aceitam grandes variações na entrada

As fontes de alimentação dos CLP’s normalmente são do tipo chaveadas e fornecem as tensões de trabalho da CPU e dos módulos de entrada/saída.Deve-se observar que a fonte do CLP não deve ser utilizada para alimentar as cargas conectadas aos módulos de saída, já que a mesma não foi dimensionada para isso; nesse caso uma fonte externa deve ser utilizada (os módulos de saída possuem bornes para ligação de uma fonte externa). Alguns CLP’s de baixo custo possuem a fonte incorporada ao módulo CPU.

1.4.6 O Módulo de Comunicação

O autómato constitui o cérebro do automatismo, ele contém um programa que descreve as acções a efectuar. Esse programa realizado no computador, deve ser transferido para o autómato, é o trabalho deste módulo.Nalguns autómatos o módulo de comunicação é interno, ele só é visível pelo seu ligador

Princípio de funcionamento do Autómato Programável

Antes de entrar no estudo detalhado sobre o funcionamento dos Autómatos Programáveis ou PLCs (“Programmable Logic Controllers” é de todo o interesse abordar, de forma muito resumida, a lógica de relés (contactores) para facilitar o funcionamento lógico dos PLC´s. Trata-se de uma tecnologia que durante muitos anos foi usada como única forma de controlar muitos processos industriais. O seu princípio de funcionamento tem por base a utilização de um dispositivo electromecânico chamado relé. Este componente é actuado, ou accionado, fechando o circuito que contém a bobina.

A este circuito dá-se a designação de circuito de comando, operado tradicionalmente a tensão reduzida.

Fig. x - Esquema funcional de um relé.

A bobina ao ser percorrida por corrente vai originar um campo magnético. O contacto mecânico associado à bobina irá deixar o seu estado de repouso, proporcionado pela mola, e fechar o circuito que alimenta a carga a controlar. A este circuito dá-se a designação de circuito de comando. Até à introdução dos PLCs, o controlo de aplicações industriais era feito com este tipo de dispositivo. Muitas falhas que ocorriam eram inerentes do facto de se tratar de um dispositivo electromecânico, e portanto, sujeito a problemas associados à durabilidade, fiabilidade, e versatilidade, por exemplo.De forma detalhada pode se ver a constituição de um PLC no seu todo aspecto funcional cujas partes serão a seguir descritas uma a uma.

Funcionamento do automto programável

O autómato através das suas entradas recebe as informacoes da instalacao, vindas dos ses sensores (botões de pressão, interruptores, detectores, etc.), e de acordo com o programa armazenado na sua memoria, envia ordens através das saídas para os actuadores (motores, bombas, luzes, etc.). Os sinais que o autómato recebe dos sensores que fornecem informacoes dos aoprograma são denominados variáveis exeternas de entradas. Os sinais que o autómato fornece aos actuadores, que actuam sobre a parte operativa da instalacao são denominados variáveis externas de saidas. Os sinais que o autómato utiliza como resultado de operacoes lógicas ou aritimeticas realizadas pelo programa, são denominados por variáveis internas

As variáveis de entrada ou saída podem ser dos seguintes tipos:Digitais – tudo ou Ada (1 ou 0, ligado ou desligado). Na parte do comando, por exemplo, um interruptor fim do curso pode estar aberto ou fechado. Na parte operativa por exemplo, um motor eléctrico pode estar a funcionar ou parado.Analogico – Em que a variacao é continua. Na parte do comando, por exemplo ovalor fornecido por um sensor de temperatura ou a pressão fornecida por um pressostato. Na parte operativa por exemplo, uma válvula do controlo de caudal ou a regulacao da velocidade de um motor. Os sinais analógicos utilisados em autómatos quando fornecidos em tensão possuem normalmente valores entre 0 a 10V. Quando fornecidos em corrente são de 4 a 20 mA.

Estrutura do autómato programavel

Os uatomatos programaves podem apresentar aspectos físicos com bastante diferença entre um e outro, performances variáveis e diferentes assim como custos muito díspares (veja a gama variada de autómatos na figura 12); no entanto, os seus elementos constituintes são fundamentalmente os mesmos o que resulta que tenham mesmas funcionalidades independentemente do fabricante e da serie do produto (veja a figura 11).

Estrutura básica de um automato

A figura abaixo mostras os diferentes aspectos de PLC entre Twido TWDLCAE40DRF e Modicon M340 (fabicados pela Schineider Electric), S7-200 (fabricados pela SIEMENS) e CPM1A, e SYSMAC C20K da empresa Omrom

Linguagens de programação de automatos

Princípios Gerais

No capítulo anterior vimos o HARDWARE básico de um autómato; neste capítulo vamos analisar o SOFTWARE, ou seja, o conjunto de instruções e procedimentos que nos vão permitirimplementar a lógica de controlo do automatismo.Ao programarmos um autómato, estamos a definir a forma como as saídas deste são actuadas, em função de dados presentes nas entradas. Vamos então ver como podemos ter acesso às informações presentes nas entradas e como poderemos endereçar uma determinada saída.Internamente e implementados pelo CPU existem bits, que não são mais do que posições de memória nas quais é possível reter uma informação lógica; ligado/desligado, verdadeiro/falso, ON/OFF ou 1/0. Estes elementos (aos quais também chamam relés por analogia com os circuitoselectromagnéticos) estão normalmente associados em grupos de 16.Um conjunto de 16 bits chama-se WORD (por vezes também se designa por CANAL). Dentro de cada word os bits estão numerados de 00 a 15 ou de 0 a F (0,1,..,9,A,B,..,F) conforme a notação usada pelo fabricante. As words estão numeradas a partir de 00.Os bits são endereçados pelo número do word em que se encontram e pela posição que ocupam nessa word (há também autómatos onde o endereçamento é contínuo, ou seja, começa em zero e segue a numeração decimal, independentemente de serem bits de entrada, saída ou internos).

Exemplo:- Se pretender endereçar o 7º bit da 2ª word, então o seu endereço ser 106.- Se pretender endereçar o 1º bit da 1ª word, então o seu enderço ser 000.- Se pretender endereçar o 13º bit da 4ª word, então o seu endereço será 313 ou 3.C conforme a notação.

Num autómato há várias áreas de relés (bits) das quais se destacam:- Relés de I/O- Relés com retenção- Relés de temporizadores e contadores- Relés especiais

Os relés de I/O (input/output) são bits que podem estar associados a entradas ou saídas do autómato. Normalmente são em número superior ao número máximo de entradas+saídas possíveis.Os bits que estão associados a entradas, têm o seu estado lógico definido pelo estado da entrada. Os bits associados a saídas reflectem nestas o seu estado. Esta área de relés retém a informação enquanto o autómato se encontra alimentado. A partir do momento em que há uma falha na alimentação do autómato, todos os relés desta área tomam o estado OFF, mantendo esse estado quando regressa a alimentação (os relés afectados pelas entradas tomam o valor presente nas mesmas).Normalmente num mesmo canal (word) dispomos ou só de entradas ou só de saídas. A assignação das entradas/saídas aos canais respectivos, depende de fabricante para fabricante e de modelo para modelo de autómato. Os relés de retenção, contrariamente aos anteriores, retêm o seu estado mesmo quando há falha de alimentação do autómato. Estes relés não estão associados a entradas/saídas e são usados para guardar dados.Os relés de temporizadores e contadores são relés cujo estado está associado a um determinado temporizador ou contador.Nos relés especiais não é possível alterar directamente o seu estado. Este pode depender de funções que são executadas por programa ou pode ser determinado pelo CPU. São usados para monitorizar operações do PLC, aceder a impulsos de clock e sinalizar erros.O programa que vai definir o automatismo, é constituído por numa série de instruções e funções onde são operandos os relés (bits) atrás mencionados. Estas instruções e funções serão introduzidas na memória do autómato através de um periférico destinado a esse fim e que poderáser uma consola de programação ou software específico para PC.

Os autómatos têm basicamente dois modos de operação: RUN e PROGRAM . O modo RUN é o modo normal de funcionamento do autómato. Neste modo o

CPU executa o programa contido na memória. Para se introduzir o programa, é preciso que o autómato se encontre no modo

PROGRAM. Neste modo, o autómato não executa o programa.

Estes modos são normalmente seleccionados através de um comutador que se pode encontrar no frontal do autómato ou na consola de programação.Antes de introduzir um programa através da consola, deve converter-se o esquema de contactos numa lista de instruções entendidas pelo autómato. Há no entanto dispositivos que permitem a programação directa em esquema de contactos ( por ex. Software para PC).O programa é introduzido nos endereços de memória do programa. Cada endereço contém uma instrução, os seus parâmetros de definição e todos os parâmetros requeridos por essa instrução.Os endereços de memória do programa (linhas do programa) começam em 0 e estão limitados pela capacidade da memória de programa.Cada fabricante de autómatos tem formas diferentes de levar a cabo a programação de um PLC e por isso as suas especificidades; As áreas de relés têm designações diversas, as instruções e funções têm mnemónicas e códigos diferentes, e a sequência de teclas na consola para levar a cabo a programação, difere de marca para marca. No entanto, conhecendo um modelo, facilmente nos integramos noutro pela simples consulta do respectivo manual, já que a lógica de programação dos sistemas existentes no mercado não difere no essencial.

Programa: Definição

Cabem varias definições ao termo ´´Programação´´, mas de uma forma geral pode-se definir um programa como expressão de um conjunto organizado de instruções em linguagem natural ou codificada, contida em suporte físico de qualquer natureza, de emprego necessário em máquinas automáticas de tratamento da informação, dispositivos, instrumentos ou equipamentos periféricos, baseados em técnica digital ou análoga, para fazê-los funcionar de modo e para fins determinados. De forma simples, podemos definir como a arte ou técnica de fazer com que “a maquina automática” faça exactamente o que desejamos que ela faça através de uma sucessão de instruções que indicam as operações a efectuar ao processador da maquina.Veja exemplo de um programa:

Programação do PLC

As linguagens de programação merecem uma referência especial. Elas podem apresentar formas diferentes. Como todas as linguagens, a linguagem de programação de um PLC possui uma gramática, uma sintaxe, e um vocabulário próprio que permite ao utilizador escrever um programa que indica ao processador (CPU) qual a tarefa a desempenhar.Cada fabricante de PLC pode usar uma linguagem própria para realizar esta tarefa, mas como regra geral são respeitadas certas semelhanças entre elas.Muitas das linguagens de programação de PLC são baseadas na linguagem Ladder que tem as suas raízes na lógica de relé. Este foi o motivo da abordagem especial do funcionamento do Relé antes de tudo.

Esta linguagem, para além dos contactos normais, permite a introdução de funções matemáticas, de controlo analógico, operações de contagem e temporização, etc. Outras linguagem alternativas usam representações Booleanas como base da programação.Na actualidade, embora não seja possível programar as diferentes marcas de autómatos com linguagens escritas exactamente da mesma maneira, tal é a situação que se pretende alterar. O objectivo é alcançar uma linguagem única – linguagem padrão para toda e qualquer marca de Autómato. Para isso a norma IEC 1131-3, actual 61131-3 estabelece as normas (regras) para escrita de linguagem de programação de autómatos segundo padrões internacionais.As linguagens de uso com8um pra a programação de autómatos foram desenvolvidas especificamente para tratamentos de funções de automatismos. Tais linguagens são de abordagem fácil e para sua compreensão basta ter conhecimentos de álgebra de boole, aquele capítulo fácil da electrónica digital.

Com objectivo de tornar a norma adequada para uma grande variedade de aplicações foram definidas 5 linguagens de programação de PLC´s:

Linguagem em lista de instruções - (Instruction List – IL). Linguagem em diagrama de contactos - (Ladder Diagram – LD) Linguagem de Texto estruturado - (Structured Text - ST) Linguagem de Diagrama de Funcoes - (Function Block Diagrams - FBD) Linguagem de Grafico Sequencial de Funções (Grafcet) - ( Sequential Function Chart

– SFC)

Dentre estas, neste modulo vamos abordar com grande enfoque a Linguagem em Lista de Instruções , Linguagem em Diagrama de Contactos e Linguagem em Gráfico Sequencial de Funções (Grafcet).

Linguagem em lista de Instruções (Instruction List - IL)

Linguagem literal nativa do CPU do autómato. Consistem num conjunto de instruções representadas em mnemónicas, que indicam as instruções ou operações a serem executadas pelo programa, por exemplo:Funções lógicas: And lógico, Or lógico; funções de comparação (=, > e <); funções pré-programadas (temporizadores e contadores), etc.O programa em lista de instruções é constituído por um conjunto de linhas com uma determinada ordem, escrita com instruções do autómato a utilizar. O programa inicia com instrução Load ou Block e é escrito linha a linha, através através de computador ou consola de programacao.

Veja a tabela abaixo

Linha de programa

Programa Instrução Mnemónica Operando

Linha 0Linha 1Linha 2

LD aOR bST s

LoadOUStore

LDORST

a (variável de entrada)b (variável de entrada)s (variável de saída)

Mnemónica

Uma mnemónica é um auxiliar de memória. São, tipicamente, verbais, e utilizados para memorizar listas ou fórmulas, e baseiam-se em formas simples de memorizar maiores

construções, baseados no princípio de que a mente humana tem mais facilidade de memorizar dados quando estes são associados a informação pessoal, espacial ou de carácter relativamente importante, do que dados organizados de forma não sugestiva (para o indivíduo) ou sem significado aparente. Porém, estas sequências têm que fazer algum sentido, ou serão igualmente difíceis de memorizar, portanto é qualquer processo artificial utilizado para tornar a memorização mais eficaz ou simplesmente “alguma coisa” que facilita a lembrança.Mnemônica ou Ciência e Arte de Memorizar se consiste em um conjunto de técnicas, sob o suporte científico do funcionamento dos mecanismos da memória. Ela é uma poderosa ferramenta, que é na maioria das vezes indicada, para aumento do desempenho no "ensino acelerado".

Linha de programa

As linhas que constituem o programa alem de ser organizadas em pela ordem correcta tem de obedecer o seguinte formato:

Vamos tentar analisar um pequeno programa de um circuito puramente académico, mas que nos vai servir como primeira abordagem à programação.

Imaginemos um circuito controlado por um autómato cuja lógica é a seguinte: O estado da saída 10.00 é dado pelo estado da entrada 0.00.

Em linguagem de contactos pelo autómato da OMROM, teríamos a seguinte linha lógica:

Para a programação deste simples exemplo, usam-se três instruções:LD - é usada para iniciar uma linha lógica ou bloco com o status do bit especificado.OUT - transfere o resultado das condições lógicas que antecedem esta instrução para o bitespecificado.END(01) - Indica o fim do programa. É imprescindível o seu uso.

Endereço Instrução Dados

00000 LD 000.00 <WRITE>00001 OUT 010.00 <WRITE>00002 END(01) <WRITE>

O que seria em linguagem corrente e natual, dizer alguma coisa como: Pega no estado do bit 000.00 .Coloca no bit 010.00 .Fim

Instrução

Especifica a operação a ser executada pelo programa. É representada em mnemónica e possui um símbolo que é próprio do autómato a utilizar.

Operando

Indica os dados, os bits, bytes ou words, sobre os quais as instruções do programa vão operar. A cada linha do programa está subjacente o endereço da memória do autómato que corresponde ao número da linha. O mesmo destina se a indicar a posição da instrução na memória do programa, ou seja, determina a ordem pela qual o programa é executado. O endereço com inicio na linha zero é fornecido pelo autómato e incrementado automaticamente após a validação de cada linha. A linha do programa do programa indicada no exemplo, embora seja escrito de maneira diferente nos três autómatos tem, exactamente o mesmo significado.

Exemplo: Programação de função lógica “S” nos autómatos Twido, S7-200, e CPM1A:

S = (a + /b)*c

No automato do fabricante Schineider, autómato Twido seria:

O mesmo programa em autómato da OMROM seria formulado da seguinte forma:

Ja no autómato da SIEMENS seria:

Observe se que neste caso “/b” significa variável negada. As variáveis de entrada “a”, “b”, “c”, e de saída “S” conforme se irá verificarmos capítulos seguintes, serão substituídos pelos códigos referentes as entradas e saídas dos respectivos autómatos.

Linguagem de diagrama de contactos (Ladder Diagram -Ld)

Antes da tecnologia programada, existia (e ainda existe) a tecnologia cablada. Para que a mudança entre estas duas tecnologias fosse o menos complicado possível, foi criada uma linguagem próxima da cablagem eléctrica. Trata-se da linguagem de contactos.A linguagem de contactos gráficos é composta de contactos, de bobines e de ligações entre esses elementos.

A linguagem gráfica utiliza a técnica de relés e consiste em conjunto de símbolos gráficos para elaborar o programa do autómato. Estes símbolos incluem três formas básicas:

Contactos – representam condições lógicas de entrada tais como botões de pressão, interruptores, condições internas, etc.

Bobina – representam condições lógicas de saída, actuam sobre lâmpadas, motores, etc, também podem representar condições de internas de saída.

Blocos de funções - representam operações adicionais tais como: temporizadores, contadores, operações aritméticas, etc.

Entre os símbolos de circuitos eléctricos e símbolos de diagrama de contacto existe a seguinte correspondência:

Circuito eléctrico Diagrama de contactos

Representam condiçõeslógicas de entrada

Contacto aberto

Contacto fechado

Representam condiçõeslógicas de saída

Bobina

A função lógica do exemplo anterior corresponde ao seguinte diagrama de contacto:

Relação diagrama de contacto, programa e esquema eléctrico

O diagrama ou esquema de contactos, utilizado como linguagem de programação de autómatos, é formado por uma sucessão de redes de contactos que transportam as informações lógicas das entradas para as sidas.As redes do diagrama de contacto são ligadas na horizontal, entre duas linhas de alimentação verticais, iniciam se a esquerda com instrução de entrada e terminam a direita com a instrução de saída.

A programação das redes de diagrama de contacto, utilizando o software de programação, é realizada através de computador. As redes de diagramas de contacto também podem ser programadas em lista de instruções.

Outras formas de representar graficamente a função lógica “S”:

Linguagem de Grafico Sequencial de Funções (Grafcet) - ( Sequential Function Chart – SFC)

O GRAFCET foi criado com o objectivo de permitir a representação de processos complicados, de uma forma simples. É comparável ao uso dos fluxogramas, simplesmente estes são usados na programação de computadores, enquanto o GRAFCET é especialmente designado para máquinas e processos sequenciais. A principal diferença entre o fluxograma e o GRAFCET é que na estruturação em GRAFCET, todas as sequências possíveis têm de ser perfeitamente definidas. Ofacto de se ter de prever todas as situações é uma grande vantagem, já que sequências não previstas nunca poderão ocorrer.

O GRAFCET é uma representação gráfica das especificações funcionais de um sistema de controlo e pode ser aplicado a qualquer sistema lógico de controlo de processos industriais.O nome GRAFCET tem origem numa abreviatura Francesa : GRAphe de Commande Etape-Transition (Gráfico para controlo de estado-transição). É originário de França tendo sido sugerido em 1977 pela AFCET (Association Francaise pour la Cibernetique Economique et Technologie) o seu uso como ferramenta de descrição das especificações de um controlo lógico.Como já foi dito, um sistema pode geralmente ser dividido num bloco operativo e num bloco de controlo. O bloco operativo executa determinadas operações que são ditadas pelo bloco de controlo. A unidade de controlo, por sua vez, recebe feedback do bloco operativo por forma amanter-se actualizada da evolução do processo.

Características do Grafcet

· Facilidade de interpretação· Modelagem do seqüenciamento· Modelagem de funções lógicas· Modelagem da concorrência· Origem na França nos meados dos anos 70· Norma IEC 848 (norma francesa NF C03-190)· Fabricantes de CLP adotam o Grafcet como linguagem de programação

Quando se pretende usar o GRAFCET, devemos ter em consideração o bloco de controlo. Para o representar usamos uma sucessão alternada de ESTADOS e TRANSIÇÕES. Um processo é decomposto em estados que serão activados sucessivamente.

Um ESTADO representa as acções executadas pelo bloco operativo quando esse estado estáactivo.A TRANSIÇÃO define as condições que vão permitir uma vez satisfeitas, a desactivação doestado que antecedente e a activação do estado seguinte.Pode-se ter num sistema basicamente três tipos de processamentos:

PROCESSAMENTO LINEAR

Os estados do processo estão dispostos em linha. Independentemente das condições doprocesso, este consta de uma sucessão de passos que se executam sempre, e na mesma sequência.

PROCESSAMENTO ALTERNATIVO

A determinada altura do processo, a sequência pode tomar caminhos alternativos de acordocom as condições estabelecidas. Estas condições, no entanto, têm de assegurar que só uma das

alternativas se pode verificar.

PROCESSAMENTO PARALELO

Em determinado momento do processo, a sequência pode tomar dois ou mais caminhos que

se vão executar em paralelo; ao ser executada a transição, em vez de se activar um só estado,activam-se dois ou mais em simultâneo. O número de estados nos vários ramos pode ser diferente, ou sendo igual, não implica que em todos os ramos a transição de estado se verifique em simultâneo

Um processo sequencial geralmente consta de uma mistura de estes três tipos deprocessamento, podendo dar origem a intrincados diagramas.

Tipos de autómatos programáveis e exemplos de programacao

Autómatos Twido

Automato Twido de Base compacta

A gama dos autómatos programáveis compactos Twido oferece uma solução "tudo em-um" num atravancamento reduzido (80/157 x 90 x 70 mm). Estão disponíveis oito bases de autómatos compactos, diferentes na sua capacidade de tratamento e no número de entradas 24 V e de saídas a relés e a transistores (10, 16, 24 e 40 entradas/saídas). Estas bases compactas utilizam uma tensão de alimentação: em corrente alterna entre 100 e 240 V (fornecendo a alimentação de 24 V aos sensores), ou em corrente continua, entre 19.2 e 30 V (deve ser utilizada uma fonte externa para alimentar os sensores).Este tipo de base compacta oferece as seguintes vantagens:

Um número significativo de entradas/saídas (até 40 entradas/saídas) num atravancamento mais pequeno, reduzindo assim o tamanho das consolas ou quadros para as aplicações onde o espaço ocupado seja importante.

As possibilidades de expansão e de opções oferecem ao utilizador um grau de flexibilidade geralmente reservado às plataformas de automatismos maiores. As bases compactas 24 E/S, TWD LC.A 24DRF podem receber até 4 módulos de expansão de E/S digitais e/ou analógicas (correspondente a uma configuração de 64 E/S); as bases compactas 40 E/S TWD LCA.40DRF podem receber até 7 módulos. Todas as bases compactas podem receber módulos opcionais tais como visualizador numérico, módulo memória e módulo horodatador, bem como uma porta adicional de comunicação RS 485 ou RS 232C (porta extra não compatível com as bases TWD LC.A 10DRF). A solução de base compacta também permite uma maior flexibilidade de cablagem. Para os módulos

E/S digitais de expansão (com as bases TWD LC.A 24DRF e TWD LCA .40DRF) existem várias possibilidades de ligações, tais como terminais com parafusos extraíveis, ligadores do tipo mola que permitem uma ligação simples, rápida e segura. O sistema de pré-cablagem Telefast permite a ligação entre os módulos com ligadores HE 10: aos cabos pré-cablados com pontas soltas numa extremidade para uma ligação directa aos sensores/actuadores; ao sistema de pré-cablagem Telefast para Twido (cabo de ligação e base Telefast).

As opções visualizador e memória na base facilitam as operações de regulação,de transferência e de salvaguarda das aplicações: o visualizador numérico pode ser utilizado como uma ferramenta de visualização e de regulação local; a tecnologia EEPROM dos módulos memória permite as operações de salvaguarda e de transferência de programa para qualquer autómato compacto ou modular Twido.

O software TwidoSoft oferece uma programação fácil a partir das instruções da linguagem lista de instruções ou dos elementos gráficos da linguagem de contactos. Utiliza os mesmos objectos e conjunto de instruções utilizados pelo software PL7-07 para programação dos autómatos Nano. O software TwidoSoft permite reutilizar com os autómatos Twido as aplicações existentes nos autómatos Nano através da importação de um ficheiro ASCII.

Os autómatos compactos possuem 2 pontos de regulação analógica (um para as bases 10 e 16 entradas/saídas) acessíveis na face frontal

Descricao dos elementos que constituem o autómato Twido do tipo compacto

Legenda:1. Tampa superior e inferior2. Tampa frontal para acesso a ficha RS 485 e potenciómetros3. Ficha de porta de comunicação RS 485 para ligar o autómato ao PC ou outros

dispositivos que intervenham no processo.4. Compartimento para instalação do modulo de visualização.5. Terminais para ligação das entradas digitais e terminais de tensão de saída de 24VDC

para alimentar sensores6. Ligação para módulos de expansão de E/S (modulo de 24 E/S).7. Sinalizadores que informa sobre o estado do autómato quanto ao estado de entrada e

saída.

Tabela dos principais tipos de sinalizadores

Sinalizador Estado SignificadoPWR (power) verde Aceso Alimentação do autómato ligado

Apagado Alimentação do autómato desligadoRUN (execução) verde Aceso Programa em execução

Intermitente Autómato em STOP ou defeito de execuçãoApagado Operação não executável

ERR (erro) vermelho Aceso Erro de execução Intermitente Autómato sem nenhum programa em memória

ou transferência do programa de PC a PLC Apagado Funcionamento normal

STAT (utilizador) verde Aceso Controlado pelo utilizador através do bit %S69IntermitenteApagado

E/S verdes Aceso E/S activasApagado E/S inactivas

8. Terminais para ligação de saída9. Potenciómetro de regulação analógica (2 no modulo de 24 E/S)10. Local para instalação de segunda porta de comunicação (modulo de 16 a 24 E/S)11. Terminais para ligação de alimentação do autómato; 230 VAC (L, N e PE)12. Local para instalação de cartucho de memória EEPROM ou cartucho RTC

2.4.1.2 Base modular

A gama dos autómatos programáveis modulares propõe cinco bases, diferentes relativamente à sua capacidade de tratamento e número e tipo de entradas/saídas (20 ou 40 entradas/saídas com ligação por terminal com parafusos ou ligador HE 10, com saídas relés ou transístores NPN/PNP). Podem receber em expansão todos os módulos de entradas/saídas (18 módulos digitais e analógicas). Todas as bases modulares utilizam uma alimentação 24 V.Estas bases modulares oferecem:

Uma modularidade que se adapta às necessidades da aplicação a partir da base podendo receber até 4 ou 7 módulos de expansão de entradas/saídas digitais ou analógicas (segundo modelo).

Uma escolha de opções que oferecem ao utilizador um grau de flexibilidade geralmente reservado às plataformas de automatismos mais importantes. As bases modulares TWD LMDA podem receber simultaneamente os módulos opcionais módulo memória, módulo horodatador e módulo visualizador numérico ou módulo interface série, cada um destes dois módulos permitem uma segunda porta de comunicação RS 485 ou RS 232C.

A solução autómato modular permite igualmente uma grande flexibilidade de cablagem. São propostas várias possibilidades de ligação, tais como terminais com parafusos extraíveis, ligadores do tipo mola ou HE 10 que permitem uma cablagem simples, rápida e segura. O sistema TwidoFast permite uma pré-cablagem associando os módulos com ligadores do tipo HE 10 : vaos cabos pré-equipados com uma extremidade fios livres para uma ligação directa aos sensores/actuadores, vaos kits TwidoFast (conjunto cabos de ligação e bases Telefast).

O software TwidoSoft oferece uma programação fácil a partir da linguagem de lista de instruções ou dos elementos gráficos da linguagem de contactos. Utiliza os mesmos objectos e conjunto de instruções que são utilizados pelo software PL7-07 para programação dos autómatos Nano. O software TwidoSoft permite reutilizar com os

autómatos Twido as aplicações existentes do autómato Nano através da importação de um ficheiro ASCII.

As bases modulares integram : 1 entrada analógica tensão 0...10 V 8 bits (512 pontos); 1 ponto de regulação analógica acessíveis na face frontal. Este ponto pode ser regulado entre um valor de 0 e 1024.

Legenda:1. Tampa frontal de acesso a ficha RS 485, ficha de entrada analógica e potenciómetro.2. Potenciómetro de regulação analógica3. Ficha para ligação de entrada analógica integrada

4. Sinalizadores que informam sobre o estado do autómato (ver detalhes na tabela anterior – legenda de autómato Twido compacto item 7)

5. Ficha de porta de comunicação RS 485 para ligar autómato ao PC ou a outros dispositivos que intervenham no processo

6. Compartimentos para cartuchos de memória EEPROM e cartucho RTC7. Ficha ou terminais com parafusos para ligação das E/S8. Terminais para ligação de alimentação do autómato, 24 VDC (+,- e PE)9. Ficha para ligação do módulo de expansão de E/S10. Ficha para a ligação do modulo de visualização ou modulo de comunicação.

Memoria dos Autómatos

Os autómatos TWUIDO possuem memória RAM e EEPROM. Na RAM estão contidos os dados da aplicação, o programa da aplicação e as constantes, sendo possível na memoria EEPROM, salvaguardar o programa, as constantes e as palavras internas.

RAM Dados ProgramaConstantes

EEPROM Salvaguardar programa e constantesSalvaguardar palavras internas

Uma parte da memória é acedida em formato de bit e a outra parte é acedida em formato de palavra de 16 bits. Na memoria de palavras encontram se o programa de aplicação, os dados referentes a aplicado, e as constantes.Cada área da memória é representada por uma letra identificativa da área (mnemónica), por exemplo “%I” para as entradas, “%Q” para as saídas, etc. Na tabela seguinte apresentam se as mnemónicas das principais áreas da memoria dos autómatos TWIDO.

Designação CódigoBits de entrada %IBits de saída %QBits internos %MBits do sistema %SBits dos temporizadores %TMBits de contadores %C

Bits de entrada (I/Q)

São bits que correspondem aos terminais de entrada e saídas do autómato. São as imagens lógicas dos estados eléctricos destes terminais.

Bits internos (M)

São bits que se destinam a armazenamento de valores intermédios durante a execução do programa e outras informações.

Bits do sistema (S)

Bits que informam sobre o funcionamento de autómato e a correcta execução do programa. Disponibilizam entre outros, sinais de relógios, flags, bits de controlo e informações sobre o estado do autómato.

Bits de temporizadores (TM)

Bits que estão associados a aos temporizadores. Activam se no final de temporização.

Bits de contadores (C)

Bits que estão associados aos contadores. Activam se no final das contagens.

2.4.1.4 Salvaguarda de memoria

As informações contidas na memoria EEPROM não se perdem uma vez que este tipo de memoria não é volátil. Na memoria RAM, memoria volátil, as informações são salvaguardadas caso o autómato não esteja alimentado, por bateria interna por um período de 30 dias.Na memoria RAM está contido o programa, os dados e as contsntes sendo na memoria EEPROM possível salvaguardar o programa de aplicacao, as constantes e as palavras internas contraa falhas de bateria que alimenta a memorioa RAM, ou cortes de alimentacao do autómato superiores a 30 dias.Tambem é possível o armazenamneto do programa em cartucho de memoria exeterna, que permite salvaguardar o programa numa EEPROM portátil.

2.4.1.5 Enderecamento da memoria

Os dados localizadois na memoria do autómato TWIDO podem ser acedidos em forma de bit ou palavra. Alem disso, sendo a memoria do autómato constituída por diferentes áreas, para aceder a cada uma das suas posicoes é necessário um endereço concreto. Este é formado por um código dos endereços mais comuns:

Acesso em formato de BIT

Podem ser acedidos em formato de bit diferentes áreas de memoria do autómato, assim como os bits (contactos) dos blocos funcao contador e temporizador.

Bits internos do sistema

Exemplo:%M25= Bit interno numero 25%S13=Bit do sistema numero 13%TM4.Q=Bit de saída do temporizador numero 4%C10.D=Um dos bits de saída do contador numero 10

Intradas e Saídas

Para endereçar as entradas e saídas de um autómato, sem ligacao em rede utiliza se o seguinte formato:

Exemplo:%I0.50 Entrada numero 5 do autómato base%Q1.2=Saida numero 2 do modulo de expansão com endereço 1%Q3.2=Saida numero 2 do modulo de expansão com endereço 3%I3.2=Entrada numero 2 do modulo de expansão com enderco 3

%Q0.2=Saida numero 2 do autómato base

Para endereçar as E/S de autómatos ligados em rede utiliza se de o seguinte formato:

Exemplo:%I0.5=entradas numero 5 do autómato master da ligacao em rede%Q01.4=Saida numero 4 do modulo de expansao numero 1do automato master de ligacao em rede.%I3.0.1=Entrada numero do automato slave numero 3 da ligacao em rede%I0.3.2=Entrada numero 2 do modulo de expansao numero 3 do automato master de ligacao em rede

2.4.1.7 Acesso em formato de Palavra (16 bits)

Palavras inetrnas, constituintes e de sistema

Exemplo:%MW12=Palavra ineterna numero 12%KW25=Palavra constante numero 25%SW28=Palavra do sistema numero 28.

Nota – A palavra %MW0 nao contem os bits %M0 a %M15. As memorias das palavras e dos bits, nos automatos Twido, sao indeepndentes umas das outras.

2.4.1.8 Enderecos dos bits

Os bits das areas de memoria dos automatos Twido tem os seguintes enderecos:

No modelo compacto

CPU’sAreas de momorias 10 E/S 16 E/S 24 E/SBits internos %M0 a %M127

(128)%M0 a M127 (128)

%M0 a %M255(256)

Bits do sistema %S0 a %127(128)

%S0 a %S127(128)

%S0 a %S127(128)

Temporisadores %TM0 a TM63(64)

%TMO a TM63(64)

%TM0 a TM127(128)

Contadores %C0 a %C127(128)

%C0 a %C127(128)

%C0 a %C127(128)

Entradas %I0.0 a %I0.3 %I0.0 a %I0.8 %I0.0 a %I0.13%I1.0 a %I4.31

Saidas %Q0.0 a %Q0.3 %I0.0 a %Q0.6 %Q0.0 a %Q0.9%Q1.0 a %Q4.31

Terminais das entradas %I0.0 a %I0.5(6E)

%I0.0 a %I0.8(9E)

%I0.0 a %I0.13

(14E)

Terminais das saidas %Q0.0 a %Q0.3(4S)

%Q0.0 a %Q0.6(7S)

%Q0.0 a %Q0.9(10 S)

Modelo Modular

CPU’sAreas de momorias 20 E/S 40 E/S

Bits internos %M0 a %M255(256)

%M0 a %M255(256)

Bits do sistema %S0 a %127(128)

%S0 a %S127(128)

Temporisadores %TM0 a TM127(128)

%TM0 a TM127(128)

Contadores %C0 a %C127(128)

%C0 a %C127(128)

Entradas %I0.0 a %I0.11%I0.0 a %I4.31

%I0.0 a %I0.23%I1.0 a %I7.31

Saidas %Q0.0 a %Q0.7%I1.0 a %Q4.31

%Q0.0 a %Q0.15%Q1.0 a %Q7.31

Terminais das entradas %I0.0 a %I0.11(12E)

%I0.0 a %I0.23

(24E)

Terminais das saidas %Q0.0 a %Q0.7(8S)

%Q0.0 a %Q0.15(16S)

Enderecos dos principais bits do sistema

Bis Funcao EstadoNormal

Controlo

%S0 Normalmente vai a 0, vai a 1 devido a:Retorno de alimentacao com perda de dados(baterias com defeito).Programa de aplicacao (forcar a perder os dados)

0 S ou U aS

%S1 Normalmente de 0 vai a um devido a:Retoma de alimetacao sem perda de dados (bateria Ok)Programa de aplicacao

0 S ou U a S

%S4 Bit de relogio com T=10 ms (5 ms em On e 5 ms em Off) - S%S5 Bit de relogia com T=100 ms (50 ms em On e 50 ms Off) - S%S6 Bit de relogio com T=1 s (0.5 s em On e 0.5 em Off) - S%S7 Bit de relogio com T=1minuto (30 seg em On e 30 seg em

Off)0 S

%S9 Colocado a 1 se o automato estiver em RUN, forcar as saidas a “0”. No estado 0 as saidas se actualizam normalmente

1 U

%S10 O sistema coloca o a zero quando dectactar erro nas entradas e saidas.

0 S

%S11 O sistema coloca o a 1, se acontecer ultrpassagem de cao de guarda - watchdog

0 S

%S13 Bit que vai a 1 no primeiro ciclo, apos ordem de execussao do programa

0 S

%S69 No estado zero o Led STAT do painel frontal, colocdo pelo utilizador esta apagado. No estado 1 o Led esta aceso

0 U

2.4.1.9 Principais especificacoes dos automatos Twido

Especificacoes do modelo compacto

Modelo compacto 10 E/S 16 E/S 24 E/SMomoria do programa 700 instrucoes 2000 instrucoes 3000 instrucoesTemporizadores 64 64 128Contadores 128 128 128Contadores rapidos 3 3 3Contadores muito rapidos 1 1 1Numero de modulos de expansao de E/S (digital ou analogico)

0 0 4

Entradas digitais 24 VDC 6 9 14Saidas digitais a reles 4 7 10E/S maximo 10 16 88 ou 152Poenciometros analogicos 1 1 2Horodatadores 16 16 16Programadores de tambor 4 4 8Porta serie RS 485 1 1+1 opcional 1+1 opcionalAutomatos remotos 7 7 7Cartucho RTC opcional opcional OpcionalCartucho memoria EEPROM

opcional pcional Opcional

Modulo de visualizacao do operador

opcional opcional opcional

Tempo de execussao de para instrucao booleana

0.14 a 0.9 µs 0.14 a 0.9 µs 0.14 a 0.9 µs

Alimentacao 230 VDC 230 VDC 230 VDC24 VDC para sensores 250 mA 250 mA 250 mA

Espessificacoes do modelo modular

Modelo Modular 10 E/S 16 E/S 24 E/SMomoria do programa 3000 instrucoes 3000 instrucoes 3000 instrucoesTemporizadores 128 128 128Contadores 128 128 128Contadores rapidos 2 2 2Contadores muito rapidos 2 2 2Numero de modulos de expansao de E/S (digital ou analogico)

4 7 7

Entradas digitais 24 VDC 12 12 24Saidas digitais 8 (transistor) 6 rele e 2 transistor 16 transistorE/S digitais maximo 84 a 148 132 ou 244 152 a 264Entradas analogicos integradas

1 1 1

Poteciomentros analogicos 1 1 1Horodatadores 16 16 16Programadores de tamor 8 8 8Porta serie 1+1 opcional 1+1 opcional 1+1 opcionalAutomatos remotos 7 7 7Cartucho RTC opcional opcional OpcionalCartucho memoria EEPROM

opcional pcional Opcional

Modulo de visualizacao do operador

opcional opcional opcional

Tempo de execussao de para instrucao booleana

0.14 a 0.9 µs 0.14 a 0.9 µs 0.14 a 0.9 µs

Alimentacao 24 VDC 24 VDC 24 VDC

Nota importante – Todas as especificacoes e refrencias das tabelas anteriores sobre automatos Twido e tambem noutros que aomlongo deste modulo serao estudados podem sofrer 9(ou podem ter sofrido) alteracao segundo a evolucao dos produtos, por isso nao sao dados por ser decorados. Sao dados por serem consultados nos documentos que acompanham o produto.

Instrucoes Bsicas para programacao de automatos Twido

Instrucao Cdigo SignificadoLoad LD Carrega um valor (inicia uma rede)Load Not LDN Carrega um valor invertido (inicio negado de uma

rede)Load Raising edge LDR Na transicao de 0 a 1 numa entrada do automato é

carregao num scan, o valor logico “1”Load Falling edge LDF Na transicao de 1 a 0, numa entrda do automato é

carregado num scan, o valor logico 1,And AND Produto logico (contacto serie aberto)And Not ANDN Produto logico negado (contacto serie fechado)And Raising edge ANDR Na transicao de 0 a 1 numa entrada do automato é

efectuado, num scan, o produto logico com o valor logico “1”

And Falling edge ANDF Na transicao de 1 a 0 numa entrada do automato é efectuado, num scan, o produto logico com o valor logico “1’

Or OR Soma logica (contacto paralelo aberto)Or Not ORN Soma logica logica negada (contacto paraleleo

fechado)Or Raising edge ORR Na transicao de 0 a 1 numa entrada do automato é

efectuado, num scan, a soma logica com o valor logico “1”

Or Folling edge ORF Na transicao de 1 a 0 numa entrada do automato é efectuado, num scan, a soma logica com o valor logico “1’

Exclusive Or XOR Resultado igual a “1” se um dos dois operandos for “1”Exclusive Or Not XORN Resultado igual a “0” se um dos dois operandos for “1”Not N Negacao do resultadoStore ST Guarda o resultadoStore Not STN Guarda o resultado inversoSet S Coloca no estado “1”Reset R Coloca no estado “0”No Operation NOP Sem operacao (instrucao nula)End Operation END Fim do programa

Tabela de simbolos de Instrucoes basicas usadas na programacao de automatos Twido

Programacao do automato

Tal como ja foi falado atras actualmente o dispositivo usado para programar automatos é o computador devido a vantagem de uso de ferramentas muito potentes e eficazes a cima de tudo muita facilidade de programacao.Usando o PC é necessario um software de programacao, neste caso o TwidoSoft da empresa fabicante deste automato (Schneider Electric) e um cabo de comunicaco entre o automato e o PC.

Modos de operacao

Os autómatos Twido apresentam dois modos de operacao: RUN e STOP. Em modo RUN o programa do utilizador é executado, nao sendo possivel editar o programa nem configurar o CPU.Em modo STOP o programa não é executado, este modo destina se a edicao do programa e configuração do CPU

Alteração do modo de operação

Altercao atraves do PC com TwidoSoftPara alterar o modo de operacao atraves do PC com software de programacao Twidosoft, basta selecionar

o modo STOP o Icon “ ” e para o modo RUN o Icon .

Alteracao atraves de uma entrada do automato

A colocacao do automato em modo de funcionamento RUN/STOP, alem de ser efectuado a partir do PC, pode ser feito através de uma das entradas do autómato Twido. Para tal, atraves do software, na barra de ferramentas, seleccionar “hardware” e nsta, na opcao, “edit input configuration”, escolher a opcao “RUN/STOP” a entrada pretendida. Se a entrada selecionda for colocada no estado zero, o automato é colocado no modo STOP, se a entrada for colocada no estado 1, 0 automato é colocado em modo RUN.O comndo STOP a partir de uma entrada do automato ou a partir do software Twidosoft é prioritario relativamente ao comando RUN.

Inicializacao do automato

O processo de inicializacao destina se a colocar os dados presentes na memoria do automato nos seus valores por defeito. A inicializaco do automato Twido pode ser feita atrves de computador sem necessidadede desligar o automato da alimentacao, utilizando se para tal o comando Init do software de programacao ou instrucoes do programa que coloquem os dados presentes em memoria nos seus valores por defeito.Nos automatos Twido, ao ser ligada a alimetacao, o PLC pode arrancar em modo de operacao STOP (por defeito) ou em modo RUN, dependendo da escolha no software TwidoSoft.Quer num caso, quer noutro caso, nao ha perda dos dados dos bits internos (%Mi), temporizadores (%TMi.V) e contadores (%Ci.V).Tambem a alteracao do modo de operacao RUN – STOP-RUN nao provoca a perda dos dados atras referidos.Caso se pretenda que haja perda de dados e suficiente em determinados casos, por exemplo contadores, utilizar se no RESET o bit do primeiro ciclo (%S13) ou, se a utilizacao apenas e so deste bit nao resolver a situacao, por exemplo, bits internos (%Mi), utliza se a instrucao “block da operacao”, programada como se indica.

Diagrama de contactos

Neste exemplo, apos o comando RUN, ou apos uma retoma da alimentacao com o automato em modo RUN, o valor logico “0”, e colocado num conjunto de 16 bits, com inicio no bit %M0. Ou seja, os bits %M0 a %M15 sao “resetados” e desta forma, perdem a infromacao.

O bloco de operacao, como se indica, corresponde a uma instrucao MOVE.

Exemplos de programação no autómato Twido

Instrucoes logicas com bits

1. Circuito que activa uma saida se a entrada estiver ligada

Diagrama de contactos

2. circuito que activa duas saidas se a entrada estiver ligada

Diagrama de contactos

3. Circuito que activa uma saida se uma entrada estiver ligada e a outra estiver deslidada

Diagrama de contactos

4. circuito que activa a saida se uma de duas entradas, ou ambas, estiverem ligadas.Diagrama em blocos

5. Circuito cuja saida oscila com periodo T=1 S, se a entrada estiver ligada.

Diagrama em bloco

6.Diagrama em bloco

7.Diagrama de contactos

2.4.1.16.2 Instrucoes logicas com parenteses (blocos logicos)

1.Diagrama de contactos

1. Diagrama de contacto

2. Diagrama de contactos

3. Diagrama de contacto

4. Diagrama de contactos

Instrucoes MPS, MRD e MPP

Estas instrucoes recorrem a areas de armazenamnento temporario (pilha) e podem armazenar ate oito informacoes booleanas. Sao utilizadas nomeadamente, na programacao de circuitos com varias ramificacoes para as saidas.As instrucoes MPS armazenam o valor logico de nós de uma malha. As instrucoes MRD copiam o valor guardado pela instrucao MPS. A instrucao MPP copia e retira o valor gauardado pala instrucao MPS, finalizando a programacao do circuito iniciado por esta instrucao.

Diagrama de contactos

2.4.1.16.4 Instrucoes SET/RESET

As instrucoes SET (S) e RESET (R) permitem manipular o estado de um bit. Se a condicao logica que antecede a intsrucao SET vai a ON, o bit manipulado tambem vai a ON e mantem se neste estado.Para a instrucao RESET, o funcionamento é identico, no entanto nesta instrucao, sempre que a logica vai a ON, o bit manipulado é colocado em OFF. Caso haja simultaniedade nas duas condicoes em ON, a condicao RESET é prioritaria sobre a condicao SET.

1.Marcha (%I0.1)/paragem (%I0.0) de um motor (Q0.0) utlizando utilizando as intrucoes SET e RESET.

Diagrama de contactos

2.Exemplo com funcionamanto com funcionamento igual ao anterior mas recorrendo a operadores logicos basicos e fazendo uso de auto alimentacao (realimentacao) atraves do contacto %Q0.0.

Diagrama de contactos

3.Exemplo identico ao anterior, mas utilizando no botao de marcha uma instrucao que detecta o flanco ascendente do contacto.

Diagrama de contactos

Temporizadores e contadoresTemporizadores

Os temporizadores permitem utilizar, numa aplicação a noção de tempo de atraso: atraso à operação, atraso à desoperação ou um impulso de duração precisa.

% TM nn é o número do temporizador. O seu número máximo difere segundo o Twido, 64 (n=0 a 63) para os Twido 10 e 16 E/S e 128 (n=0 a 127) para os outros Twido.

TM indica que é um temporizador.

% indica que é um objecto

Parametros de temporizadores

• Tipo: TON, TOF ou TP

• A base de tempo: 1ms, 10ms, 100ms, 1s e 1min

• %TMn.P: o valor de pré-selecção

• %TMn.V: o valor corrente

• %TMn.Q: a saída do temporizador

• E uma entrada de comando

Temporizadores (representação gráfica)

Temporizador de tipo TON

Exemplo com temporizador tipo TON

TOF

TP

Contadores

Os contadores permitem incrementar ou decrementar os impulsos. Como os temporizadores eles possuem as entradas, as saídas e um conjunto de parâmetros.

% C nn é o número do contador. Esse número é um algarismo que vai de 0 a 31. C indica que é um Contador.

% indica que é um objecto

Contadores (representação gráfica)

Funcionamento de contadores

Os programadores cíclicos

Os programadores cíclicos são o equivalente de programação às cames mecânicas. A cada passo,correspondem os estados dos bits internos ou das saídas. Esses estados são definidos na configuração do programador cíclico. A sua notação é a seguinte:

% DR n

n é o número do programador cíclico. O seu número máximo difere segundo o Twido, 4 (n= 0 a 3) para os Twido 10 e 16 E/S e 8 (n= 0 a 7) para os outros Twido.

DR indica que é um programador cíclico (DRUM).

% indica que é um objecto.

Programadores cíclicos (representação gráfica)

A matriz do programador cíclico

Horodatador

Software de programação

• A função mais evidente do software de programação é a de criar o programa. Contudo ele serve muitas outras funções, pois permite:• Escolher o tipo de autómato da gama Twido Schneider• Configurar os elementos do programa• Escrever o programa• Transferir o programa para o autómato• Iniciar e parar a execução do programa• Fazer a actualização do programa• Diagnosticar as disfunções

2.6 AUTOMATOS S7-200

Os Auomatos S7-200, da SIEMENS sao do ipo compacto, incorporam a cenral de processamento, a fonte de aimentacao e as enradas e saidas. Esao disponiveis em diferenes CPU’s aos quais se pode ligar diferentes modulos de expansao. Sua programacao pode ser por consola ou por computador.

Entradas: São compostas de contactos tipo seco NA, dispostas em bornes de conexão na parte inferior do corpo do CLP. São numeradas de I0.0 a I0.7, perfazendo 8 entradas analógicas.

Saídas: São compostas de contactos tipo seco NA, dispostas em bornes de conexão na parte superior do corpo do CLP. São numeradas de Q0.0 a Q0.5, perfazendo 6 saídas analógicas.

UCP: É composta essencialmente por circuitos electrónicos, memórias e drivers instalados internamente do corpo do CLP.

LED’s de Status de Funcionamento: São leds indicativos de funcionamento do CLP. No modo RUN, o equipamento está executando o programa lógico, antes programado e enviado pelo cabo serial de um microcomputador. No modo STOP, o CLP encontra-se desativado.

LED’s de Status de Funcionamento das Entradas: São leds indicativos de funcionamento das entradas de sinal do CLP. Caso alguma acenda, indica que o sinal desta entrada está em um nível lógico ALTO ou 1 (Ex: Sinal de Tensão de 24 V). Já se o led estiver apagado, o mesmo indica um nível lógico de entrada BAIXO ou 0 (Ex: Sinal de Tensão 0 V)

LED’s de Status de Funcionamento das Saídas: São leds indicativos de funcionamento das saídas de sinal do CLP. Caso alguma acenda, indica que o sinal desta saída está em um nível lógico ALTO ou 1 (Ex: Sinal de Tensão de 220 V). Já se o led estiver apagado, o mesmo indica um nível lógico de saída BAIXO ou 0 (Ex: Sinal de Tensão 0 V)

2.6.1 Software

O software de programação utilizado pelo CLP Siemens Simatic S7 – Série 200 (CPU 212) é o Step7. É composto por uma área de trabalho onde são executadas as programações utilizando blocos de funções pré-determinadas, como contatos secos abertos NA, contatos secos NF, Blocos Temporizadores, Blocos Contadores, entre outros.Este software permite utilizar cerca de 3 tipos diferentes de linguagens de Programação: como Linguagem Ladder, Diagrama de Blocos e Listas de Instruções.

Tela do software STEP 7

2.6.2 CONCEITOS BÁSICOS DA LINGUAGEM LADDER

Tal como foi aprendido anteriormente no conceito de automatismo os PLC’s S7-200 vieram a substituir elementos e componentes eletro-eletrônicos de accionamento e a linguagem utilizada na sua programação é similar à linguagem de diagramas lógicos de acionamento desenvolvidos por electrotécnicos e profissionais da área de controle, esta linguagem é denominada linguagem de contactos ou simplesmente LADDER igual autómatos OMROM .Nestes autómatos programando os pela linguagem Ladder permite que se desenvolvam lógicas combinacionais, sequenciais e circuitos que envolvam ambas, utilizando como operadores para estas lógicas: entradas, saídas, estados auxiliares e registros numéricos.

A Tabela abaixo exemplifica 3 dos principais símbolos de programação.

VEJA ANALOGIA ENTRE A LÓGICA DE BOOLE E A LINGUAGEM LADDER NO QUADRO ABAIXO

Para entendermos a estrutura da linguagem vamos exemplificar o acionamento de uma lâmpada L a partir de um botão liga/desliga. Abaixo, o esquema elétrico tradicional, o programa e as ligações no CLP.

O botão B1, normalmente aberto, está ligado a entrada I0.0 e a lâmpada está ligada à saída Q0.0. Ao accionarmos B1, I0.0 é accionado e a saída Q0.0 é “energizada”. Caso quiséssemos que a lâmpada apagasse quando accionássemos B1 bastaria trocar o contacto normal aberto por um contacto normal fechado, o que representa a função NOT (NÃO).Também poderemos utilizar estes conceitos para desenvolver outras lógicas, como por exemplo a lógica AND (E), abaixo representada:

Ou ainda a lógica OR (OU), abaixo representada:

2.6.3 Memoria dos autómatos

Os autómatos S7-200 armazenam as informações em diferentes área da memoria que tem direcções unívocas. A memoria encontra se organizada, de acordo com as funções a realizar. Por áreas (conjunto de bits) das quais, pela sua importâncias indicam as seguintes:

Area das entradas Area das saidas Area das variaveis Area das marcas Area das marcas especiais Area de temporizadores Area de contadores

Cada área da memoria e representada por uma letra identificativa da área mnemónicas), por exemplo “I” para as entradas e “Q” para as saídas, etc.Na tabela seguinte apresentam se as mnemónicas das diferentes áreas de memoria dos autómatos S7-200.

Designação codigoArea de entradas IArea de saidas QArea das variaveis VArea de marcas MArea de marcas especiais SMArea de temporizadores TArea de contadores C

Áreas de entrada e saída – são ares que correspondem aos bits de entrada e saída do autómato e que se destina a programação de entradas e saídas externas ou internas.Os primeiros bits de E/S correspondem aos terminais de entrada e saída físicas do autómato, são as “imagens lógicas” dos estados eléctricos destes terminais.Os bits dos terminais de E/S são fisicamente acessíveis enquanto que os restantes bits de E/S, quando não disponíveis como terminais de E/S, só são acessíveis através de programas.

Área de variáveis Área utilizada para resultados intermédios de cálculos efectuados pelo programa. Nesta memoria também podem ser guardados dados que pertençam ao processo ou as tarefas actuais. Área das marcas – são áreas onde podem ser guardados os resultados intermédios de operações e outras informações de controlo.Áreas de marcas especiais – são áreas que disponibilizam sinais de relógio, flags, bits de controlo, e informações sobre o estado do autómato e outros.

Áreas de temporizadores – São áreas associadas aos temporizadores

Áreas de contadores – São áreas associadas aos contadores

2.6.4 Endereçamento de memória

Sendo a memoria do autómato constituída por diferentes áreas, para aceder a cada uma das suas posições de memoria é necessário um endereço correcto. Este endereço é formado por um código que depende do

tipo do autómato. Nos autómatos S7-200, o código dos endereços depende ainda da norma usada na sua escrita. Assim na escrita de acordo com a norma internacional IEC 61131-3, é necessário o símbolo “%” no inicio. De acordo com a norma SIEMENS (Simatic), a utilizada a seguir, este símbolo não é necessário.

2.6.4.1 Acesso em formato de bit

Para aceder aos bits das ares de memorias I, Q, V, M e SM é necessário indicar:Área da memoriaDirecção do bitNumero do bit

Os dados das áreas da memoria I, Q, V, e SM também podem ser acedidas de forma de byte (8 bits), em formato de palavras (16 bits) ou em formato de palavras duplas (32 bits), sendo a forma de os endereçar semelhante a utilizada para endereçar os bits. Neste tipo e endereçamento é necessário indicar o identificador de área, o tamanho dos dados e a direcção do byte inicial.A seguir mostra se a forma de acedera á mesma direcção em formato byte (8 bits), palavra (16 bits) e palavra dupla (32 bits).

2.6.4.2 Acesso em formato de Byte

2.6.4.3 Acesso em formato de palavra (word)

2.6.4.4 Acesso em formato d palavra dupla (double word)

2.6.4.5 Acessos a temporizadores e Contadores

Para aceder as ares referentes aos temporizadores e contadores, ‘e necessário utilizar um endereço formado pelo identificador da área pelo numero do bitExemplo:

2.6.5 Endereços dos bits

As bits das áreas de memorias das diferentes CPU’s S7-200 tem os seguintes endereços. Veja a tabela abaixo referente a endereços de autómatos S7-200.

Designação CPUÁreas de Memorias 221 222 224 226Variáveis VB0.0 a

VB2047.7VB0.0 aVB2047.7

VB0.0 aVB5119.7

VB0.0 aVB2047.7

Marcas M0.0 a M31.7 M0.0 a M31.7 M0.0 a M31.7 M0.0 a M31.7Temporizadores(256)

T0 a T255 T0 a T255 T0 a T255 T0 a T255

Contadores(256)

C0 a C255 C0 a C255 C0 a C255 C0 a C255

Entradas I0.0 a 115.7 I0.0 a 115.7 I0.0 a 115.7 I0.0 a 115.7Saídas Q0.0 a Q15.7 Q0.0 a Q15.7 Q0.0 a Q15.7 Q0.0 a Q15.7Terminais das entradas I.0 a I0.5

(6E)I.0 a I0.7(8E)

I.0 a I0.7I1.0 a 11.5(14E)

I.0 a I0.7I1.0 a I1.7I2.0 a I2.7(24E)

Terminais das saídas Q0.0 a Q0.3(4S)

Q0.0 a Q0.5(6S)

Q0.0 a Q0.3Q1.0 a Q1.1(10S)

Q0.0 a Q0.3Q1.0 a Q1.7(16S)

Nota: Com a evolução dos produtos as especificações podem ser alteradas.

Ás E/S indicadas podem se adicionar outras entradas e saídas através de módulos de expansão. Estes são colocados a direita do CPU, sendo os seus endereços determinados pelo tipo de E/S e pela posição do modulo na cadeia, com respeito ao anterior modulo de entradas ou de saídas do mesmo tipo.

2.6.7 Endereços das Principais Marcas Especiais, veja a tabela abaixo:

Bits FunçãoSM0.0 Bit que esta sempre em On

SM0.1 Bit que vai a “1”, no primeiro ciclo, após ordem de execução do programa

SM0.2 Bit que se activa durante um ciclo se perdem-se os dados remanescentes

SM0.3 Bit que se activa durante um ciclo quando s e coloca o autómato em modo RUN, após retomada de alimentação

SM0.4 Bit de relógios com T = 1 min (30 s em On – 30 s em Off)

SM0.5 Bit de relógios com T = 1 s (0.5 s em On – 0.5 s em Off)

SM0.6 Bit de relógio de ciclo; Está On num ciclo e off no ciclo seguinte

SM0.7 Bit que indica posição do selector do modo de funcionamento do autómato (off == Term; On = Run)

SMB28 Byte que armazena o valor digital correspondente a posição do potenciómetro analógico 0

SMB28 Byte que armazena o valor digital correspondente a posição do potenciómetro analógico 1

Estas marcas só podem ser acedidas pela leitura e são actualizadas no final de cada ciclo do autómato.

2.6.8 Principais Especificares dos Autómatos S7-200

CPUs 221 222 224 226Memoria dos programas 4k 4k 8k 16kMemoria de dados 2k 2k 8k 10kTemporizadores 256 256 256 256

Contadores 256 256 256 256Contadores rápidos 6 6 10 10E/S digitais 6/4 8/6 14/10 (94/70 max) 24/16 (128/120

max)Potenciómetros analógicos 1 (40/38 max) 2 2Cartucho RTC Opcional Opcional Integrado IntgradoCartuchos opcionais Memoria,

pilha RTCMemoria, pilha RTC

Memoria de pilha Memoria de pilha

Porta serie RS 485 1 1 1 2Numero de módulos de expansão

0 2 7 7

Tempo de execução de instrução booleana

0.22µs 0.22µs 0.22µs 0.22µs

Alimentação AC 230V 230V 230V 230VAlimentação DC 24V 24V 24V 24V5VDC para módulos 340 mA 660 mA 1000 mA24VDC para sensores 180 mA 180 mA 280 mA 400 mA

2.6.9 Instruções básicas na programação de Autómatos S7-200, veja tabela abaixo

Instrução Código SignificadoLoad LD Carrega um valor (inicio de uma rede)Load Not LDN Carrega um valor invertido (inicio negado de uma rede)And A Produto lógico (contacto serie aberto)And Not AN Produto lógico negado (contacto serie fechado)Or O Soma lógica (contacto paralelo aberto)Or Not ON Soma lógica negada (contacto paralelo fechado)Edge Up EU Na transição de 0 a 1 é gerado num scan, o valor lógico “1” (detecta flanco positivo)Edge Down ED Na transição de 1 a 0 é gerado num scan, o valor lógico “1” (detecta flanco negativo)Not NOT Inverte o valorAnd Load ALD Operação lógica AND entre dois blocos lógicos.Or Load OLD Operação lógica OR entre dois blocos lógicosOutput = Atribuir valorSet S Coloca no estado Um (1)Reset R Coloca no estado Zero (0)No Operation NOP Sem operação (instrução sem efeito no programa)Stop STOP Finaliza imediatamente a execução de um programa, alterando o modo de operaçãoEnd program END Fim do programa

2.6.10 Símbolos de Instruções Básicas na programação de autómatos S7-200 do fabricante SIEMENS

2.6.11 Programação de Autómatos S7-200

O computador é na actualidade o meio mais utilizado para programar o Autómato S7-200 como noutros tipos de Autómatos. Possibilita o uso de ferramentas potentes com vantagem de fácil armazenamento e impressão de programas a acima de tudo uma grande facilidade no processo de programação. Através do uso do computador na programação destes Autómatos, estes podem ser programados em diagrama de contactos ou em lista de instruções usando o próprio software de programação e um cabo de comunicação para ligar o autómato ao computador. O cabo possui um conversor intercalado, faz a conversão da ligação RS 232 do computador para a ligação RS 485 do autómato. Liga na porta de comunicação do autómato e na porta serie do computador.

2.6.11.1 Inicialização do Autómato

A inicialização do Autómato destina se a colocar os dados presentes na memoria do autómato nos seus valores por defeito. A inicialização pode ser feita através do computador sem necessidade de desligar o

autómato da alimentação, utilizando para tal o comando “Reset ao arrancar” do Software de programação ou instruções do programa que coloquem os dados presentes em memoria nos seus valores por defeito.Todavia, nos autómatos S7-200, após um corte de alimentação do PLC ou após o comando “Reset ao arrancar” , por defeito, seis conjuntos de endereços das áreas de memorias V. M. T e C são salvaguardados pelo condensador de alto rendimento ou pilha. No entanto, ‘e possível através do software de programação, no quadro “áreas remanescentes” , não salvaguardar a totalidade ou parte destes endereços.Caso se pretenda que haja perda de dados quando se altera o modo de operação de RUN – STOP-RUN, é suficiente em determinados casos, por exemplo contadores, utilizar se no Reset o bit do primeiro ciclo (SM0.1) ou, se a utilização apenas e só deste bit não resolver a situação, por exemplo, áreas de memorias M e V, utilizar se a instrução MOVE como se indica.

Neste exemplo, após o colmando RUN, ou após retoma de alimentação com o autómato em modo RUN todos os bits das áreas de memorias dos bytes MB0, MB1, MB2, e M2.7 são colocados no valor lógico Zero “0”, ou seja os bits M0.0,M0.7, M1.0 a M1.7, M2.0 a M2.7 e M3.0 a M3.7 são “Resetados” e, desta forma perdem a informação.

2.6.11.2 Exemplos de programação

Dos exemplos que se seguem, os que se apresentam em diagrama de contacto e em lista de instruções, estão escritos de acordo com a linguagem de programação SIEMENS (Simatic). Os que são apresentados apenas em diagrama de contacto estão escritos de acordo com a norma internacional IEC 61131-3.O software de programação Step 7-Micro/win não disponibiliza a edição de programa na norma internacional em lista de instruções.

2.6.11.2.1 Instruções lógicas com bits

1. Circuito que activa uma saída se a entrada estiver ligada

2. Circuito que activa duas saídas se a entrada estiver ligada

3. Circuito serie que activa uma saída se uma entrada estiver ligada e outra desligada.

4. Circuito paralelo que activa a saída se uma das duas entrada ou ambas estiverem ligadas.

5. Circuito cuja saída oscila com um período T = 1s, se a entrada estiver ligada.

6.Diagrama de contactos

7.Diagrama de contactos

8. Diagrama de contactos

9.Diagrama de contactos

Outros exemplos de operaciones com diagrama de contactos na programação de Autómatos SIEMENS

´

Caso 1 - Network 1

//Los contactos normalmente abiertos I0.0 y I0.1 deben//estar cerrados//(ON) para poder activar Q0.0. La operación NOT

//actúa de inversor.//En modo RUN, Q0.0 y Q0.1 tienen estados de señal opuestos.

LD I0.0A I0.1= Q0.0NOT= Q0.1

Caso 2 - Network 2

//El contacto normalmente abierto I0.2 debe estar ON o//el contacto normalmente abierto I0.3//debe estar OFF para poder activar Q0.2. Una o//más ramificaciones KOP paralelas (entradas lógicas O)//deben ser verdaderas para poder activar la salida.

LD I0.2ON I0.3= Q0.2

Caso 3 - Network 3

//Un flanco positivo en un contacto P o//un flanco negativo en un contacto N//emiten un impulso que dura 1 ciclo.//En modo RUN, los cambios de estado de Q0.4//y Q0.5 son demasiado rápidos para poder apreciarlos en la//vista “estado del programa”.//Las salidas S (Set) y R (Reset) sujetan el impulso en Q0.3,//permitiendo visualizar el cambio de estado//en la vista “estado del programa”.

LD I0.4LPSEUS Q0.3, 1= Q0.4LPPEDR Q0.3, 1= Q0.5

2.6.11.3 Blocos Lógicos

Em circuitos logicos com alguma complexidade, uma vez que este modelo de automatos nao faz uso de parentises, utilizam se instrucoes que associam blocos logicos. And Load (ALD) e Or Load (OLD).A instrucao ALD permite ligar em serie blocos logicos, ou seja, permite realizar um and logico entre dois blocos. A instrucao OLD permite pr sua vez realizar o paralelo de dois blocos logicos, ou seja permite efectuar um Or logico entre dois blocos. O numero maximo de instrucoes ALD/OLD por malha é de oito. Um bloco logico, qualquer que seja, inicia sempre com instrucao LD.

1. Diagrama de contactos

2. Diagrama de contactos

3. Diagrama de contactos

4.Diagrama de contactos

5.Diagrama de contactos

Observação: Nos exemplos 2 e 3 a ligacao dos blocos pode ser feita do primeiro para o ultimo, ou do ultimo para o primeiro, é indiferente. No exemplo 4 a ligacao tem de ser feita do primeiro para o ultimo e no 5, a ligaco temde ser feita de do ultimo para o primeiro, caso conttrario a progarmacao está errada.Na programacao dos blocos logicos tudo se passa como se estivessemos a programar blocos independentes e, no fim, tendo em conta a forma de ligacao entre eles, os ligassemos em serie ou em paralelo, com as instrucoes ALD e OLD.

2.6.11.4 Instrucoes LPS, LRD, e LPP.

Estas instrucoes recorrem á area de armazenamento temporario (pilha) e podem armazenar ate oit informacoes booleans. São utilizadas, normalmente, na programacao de circuitos com varias ramificacoes paras a saidas.A instrucao LPS armazena o valor logico de nós de uma pilha. A instrucao LRD copia o valor guardado pela instrucao LPS. A instrucao LPP copia e retira o valor guardado pela instrucao LPS, linalizando a programacao do circuito iniciado com ess instrucao.

Veja abaixo o diagrama de contactos e a lista de instrucoes

2.6.11.5 Instrucoes SET/RESET

As instrucoes SET (S) e RESET (R) permitem manipular o estado de um bit. Se a condicao logica que que antecede a instrucao SET vai a ON, o bit manipulado tambem vai a ON e mantem se neste estado. Para a instrucao RESET, o funcionamneto é identico, no entanto nesta instrucao, sempre que a condicao logica vai a ON, o bit manipulado é colocado em OFF.Caso haja simultaneamente nas duas condicoes em ON a condicao RESET é prioritaria sobre a condicao SET.

1. Marcha (%I0.1)/paragem (%I0.0) de um motor (%Q0.0) utilizando as instrucoes SET/RESET

Diagrama de contactos

2. Exemplo com funcionamnento igual ao anterior, mas recorrendo a operadores logicos basicos e fazendo uso de auto-alimentaco (realimentacao) atraves de contacto %Q0.0.

Diagrama de contactos

3. Exemplo identico aoanterior, mas utilizando no botao de marcha uma instrucao que detecta o flanco ascendente do contacto.

Diagrama de contactos

4. Exemplo igual ao anterior, mas utilizando as instrucoes SET e RESET e, no botao de marcha, uma instrucao que dectecta o flanco ascendente do contacto.

Diagrama de contacto

Ao analisar se no contacto em marcha (%I0.1) a instrução que detecta o flanco ascendente (P), se este contacto avariar e ficar permanentemente ligado, após paragem do motor, o mesmo não pode ser colocado novamente em marcha porque, estando o contacto de marcha ligado, não é gerado um flanco ascendente no contacto %I0.1

Como este funcionamento se traduz numa maior segurança, deve se optar por ele no arranque de motores.

3. Ferramentas para programação de autómatos

Todo o tipo de autómato dispõe de uma forma que permite programa loa qual pode se efectuar através de um dos seguintes meios:

3.1 Consola de Programação

Consiste num terminal que proporciona uma forma rápida de realizar o programa do utilizador. Pode ser utilizada para efectuar modificações no programa ou para a leitura de dados no local de instalação do autómato.

A consola de programação é cada vez mais uma ferramenta do passado, utilizada apenas em intervenções pouco complexas, no local da máquina. Conforme a sua natureza, a consola pode permitir a programar em linguagem mnemónica, linguagem de contactos, etc.Há consolas mais sofisticadas que permitem guardar e ler programas gravados em suportes magnéticos, e/ou programar memórias EPROM.

TECLAS NUMÉRICAS

São as teclas brancas numeradas de 0 a 9. Estas teclas são usadas para introduzir valores numéricos ou alfanuméricos (recorrendo à tecla SHIFT). Também são usadas associadas à teclaFUN para programar instruções especiais.

TECLA CLREsta tecla é usada para limpar o display. Usa-se também quando é necessário limpar do visor a mensagem "PASSWORD". Para isso, deve digitar-se a sequência CLR + MONTR.

TECLAS DE OPERAÇÃOEstas teclas amarelas são usadas na edição do programa. Deste grupo destacam-se três pela sua frequência de uso.As teclas com as setas permitem incrementar ou decrementar o endereço da memória do programa de forma a visualizar as várias instruções em memória. A tecla WRITE permite validar as instruções de programa escritas na consola.À frente será explicada a função das restantes teclas.

TECLAS DE INSTRUÇÕES

Exceptuando a tecla SHIFT, as restantes teclas cinzentas servem para introduzir as instruções do programa. A tecla SHIFT permite aceder às funções superiores das teclas com dupla função. Cada uma das restantes teclas cinzentas tem assignada uma função indicada com uma abreviatura, que em seguida se explica:

FUN - Permite seleccionar uma função especial.SFT - Instrução SHIFT REGISTER (também pode ser programada com FUN+10).NOT - Permite negar o estado de um relé (bit).AND - Instrução AND ("E" lógico).

OR - Instrução OR ("OU" lógico).CNT - Instrução CONTADOR.LD - Instrução LD usada para iniciar uma condição ou bloco lógico.OUT - Instrução de OUTPUT. Permite transferir um valor lógico para um relé.TIM - instrução TEMPORIZADOR.TR - Especifica um relé temporário.LR - Especifica um relé ou canal de LINK.

HR - Especifica um relé ou canal com retenção de memória.DM - Especifica um canal DATA MEMORY.CH - Especifica um canal (IR, SR, HR, AR ou LR).CONT - Especifica um contacto de um relé (IR, SR, HR, AR ou LR).# - Especifica uma constante numérica* - Especifica um endereçamento indirecto, quando usado com DMs.

SELECTOR DE MODO

A consola de programação está equipada com um comutador para controlar o modo do autómato. O modo seleccionado determina a operação do autómato, assim como as funções possíveis com a consola de programação. O modo RUN é o modo usado para a normal execução do programa. Neste modo é possível a monitorização de dados, mas a sua alteração não é permitida. No modo MONITOR o programa é executado tal como acontece no modo RUN, mas permite a monitorização das instruções do programa "on-line", assim como monitorizar e alterar dados. Este modo é normalmente usado na fase de teste e afinação de um programa.No modo PROGRAM o programa não é executado. Este modo é destinado à alteração ou limpeza de áreas de memória, assim como à programação, alteração ou limpeza da memória de programa.

3.1.1 OPERAÇÃO DA CONSOLA DE PROGRAMAÇÃO

INTRODUÇÃO DA PASSWORD

Para aceder às funções da consola, é necessário introduzir uma password. Esta password éigual em todos os modelos e não pode ser alterada. A sua função é não permitir que "curiosos"possam alterar o conteúdo do programa ou o funcionamento do autómato (pressupõe-se que quemconhece a password tem também outros conhecimentos sobre o funcionamento deste equipamento).

Sempre que aparece no ecrã a mensagem "PASSWORD" deve digitar-se a seguinte sequência de teclas:

LIMPEZA DA MEMÓRIA

Para se inicializar a memória do autómato, deve executar-se a seguinte sequência de teclas:

Após a execução desta sequência, foram limpas do seu conteúdo a área de memória e todas as áreas de relés com retenção.

LIMPEZA DE MENSAGENS DE ERRO

Quaisquer mensagens de erro que se encontrem em memória, devem ser apagadas (Presume-se que as causas que originaram o aparecimento destas mensagens, foram eliminadas).

Para visualizar uma mensagem deve digitar-se a seguinte sequência:

Para anular a presente mensagem e visualizar a seguinte (se houver) deve premir-se novamente a tecla MONTR.

OPERAÇÕES DE EDIÇÃO

INTRODUÇÃO DE INSTRUÇÕES

Uma vez o programa convertido em mnemónicas, pode iniciar-se a sua introdução na memória do autómato. As instruções do programa só podem ser introduzidas com o autómato em modo PROGRAM.A primeira instrução de um programa (LD) deve ser programada no endereço 00000 (este endereço aparece no canto superior esquerdo do ecrã); as outras instruções ocuparão os endereços sucessivos.Tal como já foi dito, após ter-se digitado uma linha do programa, deve validar-se esta, premindo a tecla WRITE; o endereço do programa é incrementado automaticamente, possibilitando a introdução de uma nova linha de instrução.

INSERÇÃO DE INSTRUÇÕES

Para retirar uma linha de instrução ao programa já introduzido, deve posicionar no visor da

consola de programação a linha que pretende eliminar. Em seguida deve executar a seguintesequência de teclas:

BUSCA DE INSTRUÇÕES

É possível procurar ou saber o número de ocorrências de determinada instrução ou relé, semter de percorrer todo o programa (recorrendo às teclas com setas). Para tal, bastar executar asequência de teclas abaixo descrita, tendo atenção de que esta deve ser iniciada estando o visorlimpo (só aparece no canto superior esquerdo o endereço 00000).

Quando se faz SRCH, automaticamente é procurada no programa a instrução ou relé. Seexistir, então aparecer no visor a linha do programa que contém a primeira ocorrência. Paraprocurar novas ocorrências, bastar premir a tecla SRCH. Quando não houver mais ocorrências dainstrução ou relé em causa, então aparecerá a última linha do programa, que deverá ser END(01).

MONITORIZAÇÃO

ESTADO DE UM RELÉ

É possível monitorizar e alterar o estado de um relé. Para tal é necessário executar aseguinte sequência de teclas, após ter limpo o ecrã premindo a tecla CLR.

Depois de executada esta sequência, no ecrã aparece o estado do relé em causa (ON ouOFF), tal como no exemplo que se segue. Visualiza-se aqui o estado do relé 200.00 que emprincípio estará a OFF.

Sempre que se pretender, pode alterar-se o estado de um relé usando a consola deprogramação. Para tal basta após monitorizar o seu estado, premir as teclas SET ou RESET,conforme se queira colocar a ON ou a OFF respectivamente. Há que ter em atenção o facto de aconsola não ter predominância sobre o programa ou entradas físicas; se forçar a ON um reléassociado a uma entrada que está no momento a OFF, este continuará a OFF. Há no entanto formade forçar o estado de um relé nas condições do exemplo anterior. Para tal bastar anteceder ocomando SET ou RESET com a tecla SHIFT.

CONTEUDO DE UMA WORD (CANAL)

É possível monitorizar e alterar o conteúdo de uma word. Para tal é necessário executar a seguinte sequência de teclas, após ter limpo o ecrã premindo a tecla CLR.

Depois de executada esta sequência, no ecrã aparece o conteúdo do canal em causa, talcomo no exemplo que se segue. Visualiza-se neste caso o canal LR01, cujo conteúdo no exemplo é 1234.

Pode alterar-se o conteúdo do canal premindo a tecla CHG e digitando o novo valor seguidode WRITE. Aproveitando o exemplo,

Digitando 7654 seguido de WRITE, alteraria o conteúdo do canal LR01 para o valordigitado.

3.2 Programação por computador

O Computador é o modo mais potente e cómodo de programação de autómatos pelo que é o modo mais empregue actualmente na programação destes. Permite programação de um Autómato a partir de um computador pessoal usando ferramentas específicas. Tem a vantagem de permitir a salvaguarda do programa assim como a simulação de funcionamento do autómato. Utilizando o computador, os autómatos podem ser geralmente programados em diagrama de contactos ou em lista de instruções.Para esse efeito é necessário um software de programação e um cabo de comunicação para ligar o autómato ao computador. O software encarrega-se de efectuar a conversão da linguagem de contacto para a linguagem lista de instruções e vice-versa.

2 Cablagem, e Manutenção e montagem de Autómatos

4.4 Normas de comunicacao 0

Em geral, de forma a comunicar em ambiente inteligente, os autómatos programáveis tanto compactos como modulares oferecem portas de comunicação RS 485 série na base, uma ligação em opção do tipo RS 485 ou RS 232 e, e alguns como as de bases compactas TWD LCAE 40DRF (Twido), uma porta Ethernet RJ45 integrada (Modbus TCP).Estas três portas disponibilizam aos autómatos compactos e modulares seis protocolos de comunicação: Programação, Modbus, CANopen, Ethernet, ASCII e “Remote link”.

As bases compactas (TWD LC.A 24DRF ou TWD LCA.40DRF) ou modular do autómato Twido também podem receber o módulo mestre do bus CANopen, TWD NCO1M.O módulo interface TwidoPort, 499 TWD 01100, quando usado em conjunto com um autómato compacto ou modular Twido com versão 3.0, permite comunicar na rede Ethernet sob Modbus TCP. Esta solução, tem a vantagem ser muito fácil de ligar e configurar.

Na área de redes industriais as normas de comunicação série são as mais usadas, nomeadamente as RS232 ou RS485.Estas normas definem uma série de parâmetros eléctricos e mecânicos que garantem a ligação viável entre dispositivos de diferentes fabricantes.As normas de comunicação série estão presentes de raiz na maioria dos autómatos existentes no mercado e servem de interface para a maioria das redes industriais existentes.Ultimamente já existem alguns dispositivos de automação que também têm de raiz a norma RJ45, possibilitando a integração directa numa rede Ethernet.

Figura 10 - Aplicação usando as normas de comunicação RS232 e RS485

Existe uma grande variedade de equipamentos que usam as normas de comunicação série para se interligar aos autómatos, nomeadamente modems, consolas de interface com o utilizador ou até mesmo analisadores de energia e variadores de velocidade. Cada autómato permite normalmente a utilização de duas portas série (uma RS232 e uma RS485, ou duas RS232). Na figura 14 estárepresentado um sistema muito utilizado na área das águas e saneamentos, visto que existem reservatórios de água ligados entre si com distâncias consideráveis e, onde se utiliza a comunicação GSM para partilhar informação entre eles, de forma a se conseguir fazer chegar a água de um reservatório para o outro sempre que seja necessário. Este tipo de sistema permite também o acesso remoto ao autómato e o envio de SMS’s com notificações de avaria para o técnico responsável.

Norma RS232

Esta norma apresenta-se em vários tipos de conectores, o DB9, DB25 (quase extinto), e o MINI DIN-9.

Nos autómatos os mais comuns são o DB9 e o mini-Din9 (DB9 na Siemens e na OMRON, e o mini-DIN9 na SCHNEIDER).Esta norma apresenta velocidades de transmissão baixas (19,2kbps) e distâncias reduzidas (15m).Existem duas formas de ligar dispositivos RS232, DTE (“Data Terminal Equipment”) e DTC (“Data Communications Equipment”).O DTE define os dispositivos do tipo computadores ou impressoras, o DCE refere-se a equipamentos de comunicações do tipo modems, ou seja, recebe dados de um dispositivo DTE e retransmite-os para outro dispositivo de dados DCE.

Norma RS485

Esta norma é das mais versáteis, pois permite criar uma rede de apenas 2 condutores com distâncias até 1200 metros, velocidades de 10Mbps e 32 nós na mesma linha de comunicação. Com a utilização de repetidores é possível chegar aos 256 nós na rede. No entanto, quanto maior for a distancia, menor é a velocidade de transmissão.O modo de operação desta norma diz-se diferencial porque, dependendo da diferença de potencial entre os dois fios tem-se o valor lógico 1 ou 0. Para exemplificar sendo um dos fios o A e o outro B e, sendo o A positivo e o B negativo, temos o nível lógico 1 e temos o nível lógico 0 quando o B é positivo e o A negativo. Outra das grandes vantagens é facilidade com que se converte a comunicaçãoRS232 em RS485.

Fibra Óptica

A utilização de fibra óptica está cada vez mais banalizada. A sua aplicação já não se resume a grandes distâncias ou instalações e também já surge em projectos de menor dimensão e em aplicações mais específicas.A fibra óptica apresenta inúmeras vantagens relativamente as linhas de cobre, tem maior largura de banda, imunidade ao ruído, e permite a implementação de redes que atinjam distâncias consideráveis.A sua constituição resume-se basicamente a 3 elementos importantes, sendo o núcleo, revestimentos da fibra e o encapsulamento externo. A luz é transmitida pelo núcleo, e o primeiro revestimento tem como objectivo concentrar a reflexão de luz novamente no núcleo e o encapsulamento externo protege os revestimentos anteriores contra humidades e contactos mecânicos (Figura 16), [6].

Existem dois tipos de cabos de fibra óptica:• Multimodo• Monomodo

As fibras multimodo são mais baratas, uma vez que o seu núcleo ao ser mais espesso também tem menor precisão, permitindo uma perda de sinal luminoso muito maior em relação às monomodo.As fibras monomodo permitem um maior alcance do que as fibras multimodo, considerando como exemplo uma aplicação em Gigabit Ethernet, as multimodo podem atingir um alcance de 550 metros, e as monomodo podem chegar aos 80 km.Existem vários tipos de conectores que podem diferir dependendo do tipo de fibra e do tipo de aplicações (Figura 18).

Figura 10 - Diferentes Conectores com suporte a fibra optica: conectores LC, ST, SC e MT-RJ respectivamnete

O LC (Lucent Connector) é um conector muito pequeno que, como o nome sugere, foi originalmente desenvolvido pela Lucent.O ST (Straight Tip) é um conector mais antigo, muito popular para uso com fibras multimodo, que tem como desvantagem o seu tamanho que é quase duas vezes maior do que o LC.O SC (Simplex Connector) era dos mais populares até o aparecimento do LC. No entanto, apesar da suas simplicidade e eficiência, é muito grande quando comparado com o LC. Aparece com frequência em redes Gigabit, tanto com cabos multimodo como monomodo.

O MT-RJ (Mechanical Transfer Registered Jack) é um padrão novo, que utiliza uma forma em quadrado, com dois orifícios para combinar as duas fibras num único conector, pouco maior que um conector RJ11.

Para fazer a interligação de uma rede em fibra óptica para uma rede em cobre,precisamos de um conversor capaz de converter os sinais ópticos em sinais eléctricos.Transceiver é o nome designado ao equipamento usado nas redes Ethernet para fazer essa conversão. Este tipo de equipamento disponibiliza uma ou mais portas de entrada com conectores de fibra óptica e uma ou mais portas de saída em RJ45, ou vice-versa.De salientar que neste tipo de redes (Ethernet), enquanto que o cabo de cobre, necessita de quatro condutores, o cabo de fibra óptica apenas necessita de duas fibras, uma para enviar e outra para receber. No entanto, o número de fibras depende sempre do tipo de rede a implementar.

4.1 Manutenção e diagnóstico

Verificação da ligação das entradas

4.2 Verificação do programa dinâmico

4.3 Verificação das tabelas de animação

5. ConclusãoDadas as várias funcionalidades e aplicações do PLC no mundo moderno é incontornável notar a sua importância na evolução tecnológica actual substituindo muitos elementos por apenas um, poupando trabalho e tempo ao homem e assegurando ate maior eficiência, melhor qualidade e muito mais produtividade.

Exercícios práticosExercícios práticos

Para que serve a linguagem de programação?

O funcionamento de um autómato programável é determinado por um programa armazenado na sua memória. Esse programa é uma sucessão de instruções que o autómato vai realizar e que pode ser escrito em várias linguagens como a linguagem em diagrama de contactos e a linguagem em lista de instruções.

Linguagens de programação

Vamos aplicar as linguagens de programação referidas anteriormente a um exemplo de um circuito eléctrico muito simples:

“a” , “b” – interruptores – entradas“s” – bobina - saída

Função lógica: s = a + b

A linguagem em diagrama de contactos (Ladder Diagram – LD) permite escrever as instruções do programa do autómato sob forma gráfica. .

Este tipo de linguagem de programação é utilizado na maioria dos autómatos pelo facto de apresentar semelhança com os esquemas de relés utilizados nos automatismos industriais de lógica cablada.

A linguagem em lista de instruções (Instruction List – IL) permite escrever um programa sob forma de linhas de programas. Cada linha de programa é uma instrução que o autómato compreende.

a

b

s

a

b

s

Linhas do programa Instrução (mnemónicas) Operando0 Load LD a1 Or OR b2 Out OUT s

NOTA:Mnemónicas são abreviaturas das palavras que designam as instruções.As instruções, sob a forma de mnemónicas, variam ligeiramente conforme o fabricante do autómato.As variáveis de entrada “a”, “b” e de saída “s” serão substituídas pelos códigos referentes às entradas e saídas dos respectivos autómatos.

OMRON

Autómato SYSMAC C20K

Dispõe

de 20 E/S (12 entradas e 8 saídas).Os dois primeiros dígitos indicam o canal de E/S (00 entradas e 01 saídas) e os dois últimos a E/S a utilizar (00 a 11 nas entradas e 00 a 07 nas saídas). As entradas vão desde 0000 a 0011 As saídas vão desde 0100 a 0107

Aos terminais de entrada podem ser ligados:

- botões de pressão;- fins de curso;- células fotoeléctricas;- detectores; etc.

Aos terminais de saída podem ser ligados:

- bobinas de contactores;- electroválvulas; etc.

Alimentação do autómato100 - 240 VAC50 Hz/60Hz60 VA

Entradas24 VDC7 mA

Saídas24 VDC/250 VAC2 A Max.

Consola de programação PRO 15

Permite a programação do autómato, linha a linha, em linguagem lista de instruções

Modos de operação

PROGRAM – Utiliza-se este modo para escrever/editar o programa.MONITOR – Este modo é usado na fase de teste e afinação do programa.RUN – O autómato executa o programa.

Funções das teclas

Teclas numéricas (cor branca)

Tecla CLR – clear – (cor vermelha): Tecla usada para cancelar a operação em curso e para limpar o ecrã.

Teclas operativas (cor amarela): Teclas usadas na edição do programa.

SRCH: Procurar instruções.MONTR: Visualizar estado ou valores de variáveis (monitorização).EXT: Visualizar, em simultâneo, 3 canais (palavras) consecutivos no ecrã.CHG: Em modo Monitor, permite alterar valores.INS: Inserir instruções.DEL: Apagar instruções.WRITE: Validar as linhas do programa.↑ e ↓: Deslocar o cursor para cima e para baixo.

Teclas de instruções (cor cinzenta)

SHIFT: Para aceder à indicação superior das teclas.FUN: Seleccionar uma função com código numérico.CNT: Contador.TIM: Temporizador.CH: Especifica um canal (palavra) da área de memória do autómato.CONT: Especifica um bit (contacto).SFT: Registo de deslocamento.#: Especifica uma constante numérica.*: Especifica um endereçamento indirecto.

Escrever o programa

1. Seleccionar o modo Program;

2. Premir a tecla CLR até se obter a primeira linha do programa “0000”;

3. Escrever o programa em lista de instruções, linha a linha, validando cada linha com a

tecla WRITE. A linha do programa é incrementada automaticamente;

4. Terminar obrigatoriamente o programa com a instrução END – FUN (01).

Inserir instruções (modo Program)1. Posicionar-se na linha de instrução posterior à instrução a inserir;

2. Escrever a instrução e premir a tecla INS;

3. Premir a tecla ↓ para validar a nova instrução.

Apagar instruções (modo Program)1. Posicionar-se na linha de instrução que se pretende apagar;

2. Premir a tecla DEL;

3. Premir a tecla ↑ para validar a instrução.

Operadores lógicos elementaresExercício nº1Operador E (AND)Descrição: Circuito sériePretende-se que a saída 0100 esteja activa (ON), quando e só quando a entrada 0000 esteja activa (ON) e a entrada 0002 esteja também activa (ON).

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

NOTAS:

LD – Load – Inicia uma linha lógica ou bloco lógico.

AND – Ligação série de contactos abertos.

OUT – Instrução de saída de linha.

(0000)

(0002)

(0100)

0000 0002

0100

É obrigatório terminar qualquer programa com a instrução END, acessível na consola de programação por FUN (01).

Exercício nº2

Operador E (AND)

Descrição: Circuito sériePretende-se que a saída 0100 esteja activa (ON), quando e só quando a entrada 0000 esteja activa (ON) e a entrada 0001 esteja inactiva (OFF).

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

NOTAS:

AND NOT – Ligação série de contactos fechados.

Para obter o operador AND NOT é necessário premir sucessivamente as teclas AND e NOT da consola de programação.

Exercício nº3

Operador OU (OR)

Descrição: Circuito paraleloPretende-se que a saída 0100 esteja activa (ON), quando a entrada 0000 esteja activa (ON) ou a entrada 0001 esteja activa (ON).

Diagrama de contactos:

(0000) (0001)

(0100)

Lista de instruções:

NOTA:

OR – Ligação paralelo de contacto aberto.Exercício nº4Descrição: Circuito paralelo – sériePretende-se comandar o arranque e a paragem de um motor assíncrono trifásico, através de dois botões S1 (arranque) e S0 (paragem). A acção sobre o botão S1, leva ao arranque do motor, mantendo-se nessa situação até uma ordem de paragem por acção no botão S0. Comandar o contactor de potência, através da saída 0101.

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

NOTAS:

A manutenção do estado de ligado, mesmo quando o botão S1 regressa à posição de aberto, torna-se possível graça à auto-alimentação promovida pelo bit de saída (0101).

Número de linha Código de operação Operando

00000001000200030004

LDORAND NOTOUTEND

0101000000010101

0000 0001

0100

O número de saída OUT é fixo, pelo que não se pode repetir um mesmo número de saída, no entanto, o número de contactos associados a cada uma das saídas (tanto abertos como fechados) é ilimitado.

Exercício nº5

Descrição: Pretende-se implementar no autómato, a seguinte expressão booleana:S = (A . B + A ). CArbitrariamente, associaremos a cada uma das três variáveis de entrada A, B e C, as entradas, 0000, 0001 e 0002 e a saída 0105.

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

000000010002000300040005

LDANDORANDOUTEND

00000001000000020105

NOTA:

O número de contactos abertos ou fechados que se podem utilizar num programa por cada uma das entradas é ilimitado, isto é, pode-se repetir o mesmo número de contacto (aberto ou fechado) quantas vezes quisermos.

Blocos Lógicos – Instrução OR LDExercício nº 6

Descrição: Pretende-se implementar no autómato, a seguinte expressão booleana:S = (A . B + A . B). CArbitrariamente, associaremos a cada uma das três variáveis de entrada A, B e C, as entradas 0000, 0001 e 0002 e a saída 0105.

Diagrama de contactos:

A

A

B C

0000

0000

0001 0002

0105

S

A

A

B C

0000

0000

0001 0002

0105

S

B

0001

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

00000001000200030004000500060007

LDANDLDANDOR LDANDOUTEND

0000000100000001

00020105

NOTAS:

Um bloco lógico inicia-se sempre com a instrução LD.A instrução OR LD permite realizar o paralelo de dois blocos lógicos, ou seja, permite realizar um OR lógico entre dois blocos.

Blocos Lógicos – Instrução OR LD

Exercício nº 7

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

000000010002

LDAND NOTLD NOT

000000010002

0003000400050006000700080009

AND NOTOR LDLDANDOR LDOUTEND

0003

00040005

0101

NOTAS:

Um bloco lógico inicia-se sempre com a instrução LD.A instrução OR LD permite realizar o paralelo de dois blocos lógicos, ou seja, permite realizar um OR lógico entre dois blocos.

Blocos Lógicos – Instrução AND LD

Exercício nº 8

Diagrama de contactos: Circuito série – paralelo

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

000000010002000300040005000600070008

LDAND NOTLD ANDORORAND LDOUTEND

000000010002000300040005

0101

NOTAS:

Um bloco lógico inicia-se sempre com a instrução LD.A instrução AND LD permite ligar em série dois blocos lógicos, ou seja, permite realizar um AND lógico entre dois blocos.

Blocos Lógicos – Instruções OR LD e AND LDExercício nº 9

Em circuitos lógicos com alguma complexidade, e uma vez que este modelo de autómato não faz uso de parêntesis, utilizam-se instruções AND LD e OR LD que associam blocos lógicos.

Diagrama de contactos: Circuito série – paralelo

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

0000000100020003000400050006000700080009

LD NOTANDLD ANDLD NOTANDOR LDAND LDOUTEND

000000010002000300040005

0101

NOTAS:

Um bloco lógico inicia-se sempre com a instrução LD.A instrução OR LD permite realizar o paralelo de dois blocos lógicos, ou seja, permite realizar um OR lógico entre dois blocos.A instrução AND LD permite ligar em série dois blocos lógicos, ou seja, permite realizar um AND lógico entre dois blocos.Blocos Lógicos – Instruções OR LD e AND LDExercício nº 10Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

00000001000200030004000500060007000800090010001100120013

LD NOTLDLD ANDOR LDAND LDLD NOTANDOR LDLD NOTANDOR LDOUTEND

0000000100020003

00040005

00060007

0101

NOTAS:

Um bloco lógico inicia-se sempre com a instrução LD.A instrução OR LD permite realizar o paralelo de dois blocos lógicos, ou seja, permite realizar um OR lógico entre dois blocos.A instrução AND LD permite ligar em série dois blocos lógicos, ou seja, permite realizar um AND lógico entre dois blocos.

Blocos Lógicos – Instrução OR LD

Exercício nº 11

Note que este diagrama de contactos é equivalente ao do exercício anterior. Com este novo diagrama, consegue-se um programa mais curto e mais rápido na execução.

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

000000010002000300040005000600070008000900100011

LDAND ORAND NOTLD NOTANDOR LDLD NOTANDOR LDOUTEND

000200030001000000040005

00060007

0101

Instrução TRExercício nº12

Descrição: No diagrama abaixo, vão usar-se os bits temporários TR 0 e TR 1, para guardar as condições de execução nos pontos de ramificação.

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

00000001000200030004000500060007000800090010001100120013

LDAND OUT TR 0ANDOUT TR 1ANDOUTLD TR 1ANDOUTLD TR 0ANDOUTEND

00000001

0002

00030100

00040101

00050102

NOTA:Os bits de memória temporários (TR) servem para guardar temporariamente o estado lógico de nós de circuitos com várias ramificações para as saídas.

Instruções DIFU, DIFD e KEEPExercício nº 13Descrição:A ligação do motor monofásico faz-se segundo os esquemas de comando e de potência da figura.

Diagrama de contactos: Lista de instruções:

NOTAS: As instruções DIFU, DIFD e KEEP obtêm-se através das funções FUN(13), FUN(14) e FUN(11).DIFU: (Differentiate Up) Na transição 0 → 1 de um bit é gerado o valor lógico 1.DIFD: (Differentiate Down) Na transição 1 → 0 de um bit é gerado o valor lógico 1.KEEP: Permite através das suas entradas de controlo, manipular o estado de um bit biestável. O estado lógico deste bit é determinado por duas condições lógicas: uma set e outra reset. O bit programado vai a”1” se a condição set for momentaneamente a On; o bit vai a “0” se a condição reset for momentaneamente a On.

Instrução DIFU

Exercício nº 14

Descrição:Pretende-se que sempre que se pressionar um botão de pressão P (entrada 0000) a lâmpada L (saída 0105) acenda se estiver apagada ou apague se estiver acesa.

Diagrama de contactos:

Número de linha

Código de operação

Operando

000000010002000300040005

LDDIFU LDLDKEEPEND

00001000100000010100

230 VAC

(S0)

(K)

(S1)

Set

Reset

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

000000010002000300040005000600070008

LDAND NOT LD NOTANDOR LDOUTLDDIFUEND

0105100001051000

010500001000

Instrução de Temporização (TIM)Exercício nº 15Temporização à operação (ao trabalho)Descrição: O temporizador é activado quando a sua condição de execução fica ON e é reinicializado quando esta fica OFF. Uma vez activado, a instrução TIM mede o tempo em intervalos de 0.1 segundo a partir do valor de SV (set value). Se a condição de execução se mantiver ON durante um período de tempo suficiente para que o tempo diminua até zero, a saída utilizada será posta ON e assim permanecerá até à reinicialização do temporizador. (isto é, até que a condição de execução passe a OFF).Diagrama temporal

No exemplo da figura, a saída 0100 ficará ON, 5 segundos após a acção sobre a entrada 0001.Diagrama de contactos:

Saída

0105

0105

1000

0105

1000

0000

DIFU 1000

Lista e instruções:

NOTA: TIM 10 # 0050

Instrução de Temporização (TIM)Exercício nº 16Temporização à desoperação (ao repouso)

Descrição: A saída 0100 fica ON quando é activada a entrada 0004, sendo desactivada 5 segundos após.Diagrama temporal

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

0000000100020003000400050006

LDTIM 10 # 0050LDORAND NOT TIM 10OUTEND

0004

00040100

0100

Número de linha Código de operação Operando

00000001000200030004

LDTIM 10 # 0050LD TIM10OUTEND

0001

0100

Saída

Área de memória

Tempo pré-defenido (décimas de segundos)

Para que o contacto associado ao temporizador TIM 10 feche, isto é, passe de OFF a ON, é necessário que o sinal

de entrada (neste caso 0001) se mantenha fechado (ON) pelo menos

durante o tempo da temporização (neste caso 5 segundos).

NOTA: TIM 10 # 0050

Instrução de Temporização (TIM)Exercício nº 17Temporização à operação e à desoperação

Descrição: A saída 0100 fica ON, 3 segundos depois de activada a entrada 0003, sendo desactivada 5 segundos após ter sido activada a entrada 0003.Diagrama temporal

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

000000010002000300040005000600070008

LDTIM 20 # 0030LDTIM 10 # 0050LD TIM 20ORAND NOT TIM 10OUTEND

0003

0003

0100

0100

NOTA: Se for um temporizador TIMH o tempo expressa-se em milésimas de segundo.Instrução CNT (Contadores)Exercício nº 18

Área de memória

Tempo pré-defenido (décimas de segundos)

2

Saída 0100

A

R

CNT

NSV

Descrição: Os contadores (CNT) dispõem de duas entradas, respectivamente entrada de impulsos para decrementação “A” e de reposição ou de reset “R”.

Se o contador for reversível (CNTR), dispõe de outra entrada “B” de impulsos para incrementação.

Diagrama de contactos:

Lista de instruções:

Número de linha Código de operação Operando

000000010002000300040005

NOTA: CNT 40 # 10

LDLDCNT 40 # 10 LD CNT 40OUTEND

00010002

0100

A

R

CNTR

NSV

B

0001

CNT40#100002

CNT40

0100

(N) Área de memória(SV) Valor de contagem

Por cada impulso OFF-ON na entrada “A” (0001 no exemplo) o valor SV (10 no

exemplo) é decrementado de uma unidade desde o valor pré-seleccionado até zero, fechando o contacto (CNT40 no exemplo)

associado ao contador.Um impulso na entrada de reset “R” coloca

o valor SV no valor inicial.