Contoladores Logicos Programaveis

Departamento Regional de So Paulo

Controladores Programveis

ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR CAI - ELETRICISTA DE MANUTENO

CAI - Eletricista de Manuteno Controladores Programveis

SENAI-SP, 2003Trabalho elaborado pela Escola SENAI Almirante Tamandar / CFP-1.20 Departamento Regional do SENAI-SP 1 edio, 2003 Coordenao Geral Equipe Responsvel Coordenao Estruturao Elaborao Reviso Celso Guimares Pereira Ilo da Silva Moreira Antonio Carlos Fernandes Jnior Iderval Silva de Souza Antonio Carlos Lago Machado Luiz Gonzaga de S Pinto

SENAI - Servio Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de So Paulo Escola SENAI Almirante Tamandar Av. Pereira Barreto, 456 CEP 09751-000 So Bernardo do Campo - SP Telefone: (011) 4122-5877 FAX: (011) 4122-5877 (ramal 230) E-mail: [email protected]

Sumrio Pgina 4 1. Introduo a Controladores Programveis - Descrio - Caractersticas - Evoluo dos controladores programveis - Hardware - Software - Aplicaes - Estrutura bsica - Diagrama em blocos 2. Histrico - Definio - Estrutura interna - Aplicaes - Caractersticas do CP - Princpios de operao - Estrutura de programa 3. Introduo - Histrico dos CPs - Conceitos bsicos - Princpios de funcionamento - Endereamento - Operandos - Programao - Instrues bsicas 4. Controlador Programvel Allen Bradley - CP - Organizao da memria da famlia SLC - 500 - Estrutura fsica e de ligao - Instrues de bit - Instrues de bit retentivas - Monoestvel sensvel borda de subida - Instruo de temporizadores - Instruo reset - Instruo de contador - Funes dos arquivos de status - Instruo de comparao - Instrues matemticas

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Controladores Programveis1. INTRODUO A CONTROLADORES PROGRAMVEIS (CP) 1.1 Descrio: O controlador programvel, ou simplesmente CP, tem revolucionado os comandos e controles industriais desde o seu surgimento na dcada de 70. Antes do surgimento dos CPs as tarefas de comando e controle de mquinas e processos industriais eram feitas por rels eletromagnticos, especialmente projetados para este fim e que hoje se parecem bastante com os dispositivos eletromagnticos inventado por Samuel F. B. Morse em 1836. O primeiro CP surgiu na indstria automobilstica, at ento um usurio em potencial dos refns eletromagnticos utilizados para controlar operaes seqenciadas e repetitivas numa linha com componentes semi-condutores como transistores, Cls, etc. 1.2 Caractersticas: Basicamente, um controlador programvel apresenta as seguintes caractersticas: - Hardware e/ou dispositivos de controle de fcil e rpida programao ou reprogramao, com a mnima interrupo na produo. - Capacidade de operao de ambiente industrial sem o apoio de equipamentos ou hardware especficos. - Hardware ocupando espao reduzido e apresentando baixo consumo de energia. - Possibilidade de monitorao do estado e operao de processo ou sistema, atravs da comunicao com computadores. - Compatibilidade com diferentes tipos de sinais de entrada e sada. - Capacidade de alimentar, de forma contnua ou chaveada, cargas e mdulos, de acordo com a necessidade.

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Controladores Programveis- Custo de compra e instalao competitivo em relao aos sistemas de controle convencionais. - Possibilidde de expanso da capacidade de memria. 1.3 Evoluo dos controladores programveis (CP): Inicialmente projetados para substiturem os sistemas de controles por rels os CPs limitavamse a aplicaes envolvendo mquinas e processos de operaes repetitivas. Com o advento e a conseqente evoluo tecnolgica dos microprocessadores, os CPs tiveram suas funes ampliadas, aumentando consideravelmente sua capacidade e flexibilidade operacionais. O ciclo evolutivo dos controladores programveis o seguinte: 1968: Projeto de um CP para a General Motors Co., com o objetivo de substituir os sistemas de controle a rels. 1969: Primeiro CP fabricado para indstria automobilstica com componentes equivalentes aos rels. 1971: Primeira aplicao de um CP fora da indstria automobilstica. 1972: Introduo e instues de temporizao e contagem nos CPs. 1973: Introduo de operaes aritmticas, controle de impresso, movimentao de dados e operaes matriciais. 1974: Introduo de terminais de programao com TRC (tubos de raios catdicos). 1975: Introduo de controle analgico PID (Proporcional, Integral e Derivativo). 1976: Primeira aplicao de um CP numa configurao hierrquica, como parte de um sistema integrado de fabricao. ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR 5

Controladores Programveis1977: Introduo de CPs bastante compactos, baseados na tecnologia dos

microprocessadores. 1978: Os CPs obtm grande aceitao no mercado norte-americano, com vendas aproximadas de 80 milhes de dlares. 1979: Integrao entre o sistema de comunicao do CP e a operao de uma planta individual. 1980: Introduo de mdulos inteligentes de entrada e sada, proporcionando alta velocidade e controle preciso em aplicaes de posicionamento. 1981: Introduo de redes de comunicao permitindo que o CP se comunique com dispositivos inteligentes como computadores, leitores de cdigos, etc. 1982: Introduo de mini e micro CPs. 1983: Introduo de redes de controle, permitindo que vrios CPs acessem os mesmos mdulos I/0. 1.4 Hardware: - Maior velocidade de varredura, devido utilizao de tecnologia bit-slice e

microprocessadores de 16 e 32 bits. - Mdulos de entrada e sada de alta densidade, possibilitando baixo custo e espao reduzidos. - Mdulos inteligentes, microprocessados, que permitem controles descentralizados (mdulos PID, comunicao ASC II, posicionadores, emissores de relatrio, etc.). - Interligao com mdulos perifricos que permitem ao operador interfacear, armazenar e documentar as informaes dos processos.


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Controladores Programveis1.5 Software: - Utilizao de linguagem de programao de alto nvel, permitindo grande flexibilidade de programao em diagrama de contatos, diagrama de blocos funcionais e lista de instruo. - Diagnsticos e deteno de falhas na monitorao de mquinas e processos. - Introduo da matemtica de ponto flutuante, tornando possvel o desenvolvimento de clculos complexos. 1.6 Aplicaes: Os sistemas de controles baseados em controladores programveis (CPs) so aplicados nas mais diferentes reas, a saber: - petroqumica; - aeronutica; - refinarias; - minerao (ouro, carvo, minrio de ferro, etc.); - indstrias de produtos alimentcios; - programa espacial; - usinas hidroeltricas; - montadoras de automveis; - madeireiras; - indstrias de embalagens; - fbricas de vidro; - fbricas de borracha; - indstrias de plsticos; - parques de diverses; - transportadoras; - etc.


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Controladores Programveis1.7 Estrutura bsica de um controlador programvel:

Descrio: A estrutura de um controlador programvel adveio do hardware bsico de um computador. Podemos afirmar que um CP um computador para aplicaes especficas, pois utiliza a mesma unidade central de processamentos (UCP) de um computador comum, acrescida de uma fonte de alimentao com timas caractersticas de filtragem e estabilizao, interface E/S imune a rudos, e de um invlucro para aplicaes industriais.1.8 Diagrama em blocos de um controlador programvel: A composio em blocos de um CLP a seguinte: - fonte de alimentao; - CPU (Unidade Central de Processamento); - memria de usurio; - memria de dados; - memrias de imagem das E/S; - mdulos de E/S (entradas/sadas); - terminal de programao ou PC.


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Controladores ProgramveisDiagrama em bloco de um CLP


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Controladores Programveis2. HISTRICO (introduo) Quando falamos em automao, devemos nos lembrar que antigamente para se automatizar um processo industrial era necessrio recorrer armrios (painis) de acordo com desenhos representativos de controles e comandos eltricos. A dificuldade se dava quando era preciso fazer alguma manuteno ou alterao no painel eltrico, que as vezes levava dias, sem contar que quando no era possvel realizar alguma manuteno ou alterao, o painel era sucateado e construdo um novo, o que elevava em demasia o custo operacional da automao. Com o advento dos circuitos integrados e, mais precisamente dos microprocessadores, os computadores encontraram neste campo grande aplicao. Os controladores programveis surgiram com o objetivo de facilitar o processo de automao industrial, uma vez que com ele possvel fazer alteraes de projetos atravs de software pois os esquemas de comando so agora substitudos por um programa que colocado em uma memria o que faz com que se ganhe tambm em tempo e economia de equipamentos pois os antigos e grandes armrios podem ser substitudos por pequenos painis, o que facilita tambm a manuteno. Mas o que um controlador programvel ? Observao: CLP ou PLC (CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL), marca registrada da Allen Bradley. 2.1 Definio: Podemos definir controlador programvel como sendo um microcomputador destinado ao controle de processos industriais sendo que sua funo bsica a de substituir uma lgica feita por rels, por uma lgica armazenada em uma memria de programa. Pela ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) Controlador Programvel um equipamento eletrnico digital com hardware e software compatveis com aplicaes industriais.


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Controladores Programveis2.2 Estrutura interna: Um CP basicamente composto pelas seguintes partes:

O microprocessador realiza as seguintes funes: - processamento do programa do usurio; - varredura das entradas e sadas; - programao das memrias. O programa do usurio normalmente colocado na memria EPROM (externa), e os dados temporrios do sistema na RAM. Quando o CP colocado no modo de operao o contedo da EPROM copiado na RAM e de l executado. O terminal de programao o meio de comunicao entre o CP.

As interfaces de entrada e sada so responsveis por receber os sinais vindos de sensores e enviar aos atuadores no campo.


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Controladores Programveis2.3 Aplicaes: Podemos citar inmeras aplicaes para os CP, entre elas o controle de elevadores, sistemas de entretenimento, balanas eletrnicas, controle de energia, etc., porm a aplicao de maior utilizao e que alcanou maior sucesso sem dvidas o controle de processos industriais. Atualmente podemos encontrar em muitas indstrias sistemas integrados compostos por vrios CPs, instrumentos inteligentes, SDCD, e computadores interligados atravs de redes e monitorados por um sistema central, formado por um sistema aberto. Sistema com Controlador Programvel:

As variveis de entrada ou varveis de controle do sistema informam a cada instante as posies do processo. Segundo o programa armazenado na memria e esses dados de entrada, o CP atua sobre o processo atravs de suas sadas.


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Controladores ProgramveisEsses sistemas so chamados de sistemas de tempo real, ou seja, a informaes de entrada so analisadas, as decises tomadas, os comandos enviados s sadas em consonncia com o processo. 2.4 Caractersticas do CP: Iremos caracterizar o equipamento de maneira genrica, para no limitarmos a apenas um modelo, e podermos saber suas funes e detalhes operacionais. O equipamento ser constitudo de uma capacidade de memria de usurio e de um nmero de entradas e sadas que em funo da necessidade, variando para cada modelo ou fabricante. Exemplos: a) Modelo S5-90 da Siemens: Memria: 4 kbytes em RAM ou EPROM Flags: 1024 sendo 512 com reteno Temporizadores: 32 Contadores: 32 sendo 8 com reteno Entradas: 8 digitais (24Vcc) Sadas: 6 a rels (secas) b) Modelo S5-95U da Siemens: Memria: 8 kbytes em RAM ou EPROM Flags: 2048 sendo 512 com reteno Temporizadores: 128 Contadores: 128 sendo 8 com reteno Entradas: 16 digitais (24Vcc) e 8 analgicas (0 a 10V) Sadas: 16 digitais (24Vcc) e 1 analgica (0 a 10V ou de 4 a 20 mA)


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Controladores Programveisc) Modelo 2/30 da Allen Bradley: Memria: 16 kbytes em RAM Entradas: Mximo de 128 com 16 mdulos Sadas: Mximo de 128 com 16 mdulos Possibilidade de expanso para at 1792 pontos de E/S atravs de mdulo adaptador de e/s remota. d) Modelo AL-500 da Altus: Memria: 16 kbytes Temporizadores e ou contadores: at 128 Rels auxiliares (flags): at 256 Entradas/Sadas digitais: 32 Pontos analgicos: at 2 Possibilidade de expanso para at 80 pontos de E/S digitais. e) Modelo AL-1000 da Altus: Memria: at 32 kbytes Temporizadores e ou contadores: at 1024 Rels auxiliares: at 768 Pontos de E/S digitais : at 512 Pontos de E/S analgicas: at 512 2.4.1 Memrias e CPU: As memrias podem ser do tipo voltil (RAM) e no voltil (EPROM). As memrias no volteis so extraveis e intercambiveis; as do tipo volteis costumam ter uma bateria para fornecer alimentao no caso de falta de energia. A CPU pode ser constituda com os mais diversos tipos de microprocessadores como o 8085,Z80,8031/32,entre outros.


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Controladores ProgramveisA CPU possui uma chave de seleo de modo sendo: RUN: (led verde aceso) - O programa do usurio processado, sendo varrido ciclicamente dentro de um perodo chamado de ciclo de varredura, que pode variar de um fabricante para outro em funo tambm do tamanho do programa do usurio. STOP: (led vermelho aceso) - O programa no executado e as sadas so desabilitadas. O CP entra tambm neste modo quando existem falhas na programao ou no processo. Em alguns fabricantes existem leds distintos para indicar modo de programao e de erro. Para garantir o correto funcionamento do CP existem quatro tipos de protees: Co de guarda: (Watchdog Timer) - um circuito existente na CPU que monitora continuamente a execuo correta das funes do microprocessador. Este ciruito, uma vez detectado algum tipo de falha no componente central do sistema, desativa o processador e as sadas garantindo um procedimento de falha segura. Proteo de falha de energia: composta de um circuito sensor que interrompe o processamento normal do microcomputador instantes antes da falta de energia. Com esta interrupo executada uma rotina pertinente de falta de energia. Chec Sum: uma verificao realizada por software na memria de um programa de usurio de modo a prevenir alteraes a nvel de bit. Teste de barramento: uma verificao realizada por software que tem como funo detectar problemas de m conexo de mdulos no barramento de E/S ou defeitos na parte de decodificao de mdulos. Todas estas protees quando atuadas, colocam o CP em modo de STOP.


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Controladores Programveis2.4.2 Entradas do CP: As entradas so responsveis em levar ao CP as informaes de estado das variveis do sistema ao qual se quer controlar. Estas informaes so levadas ao CP atravs de sinais enviados por botes, sensores, termostatos, termopares, potencimetros, encoders, etc. No caso das entradas digitais, apenas dois nveis lgicos so fornecidos, 0 e 1 que correspondem a 0V e +V (Ligado ou desligado). Quando as entradas so adicionadas, os leds se acendem mostrando o estado de cada uma: 1- aceso e 0 - apagado. O nmero de cada entrada corresponde a 8 bits. Podemos encontrar modelos diferentes de cartes de entrada, variando conforme o modelo do CP e/ou fabricante. 2.4.3 Sadas do CP: Apresentam as mesmas caractersticas fsicas das entradas porm ao invs de enviarem os sinais ao CP, recebem os senais vindos deste. As sadas podem ser a transistores, triacs ou a rels e so responsveis por adicionar os atuadores (contadores, vlvulas, motores, etc.) do processo. Tambm so divididas de 8 em 8 bits, podendo fornecer nveis lgicos 0 ou 1 (digitais) ou variaes de tenso ou corrente (analgicas). Quando as sadas so acionadas os leds dos cartes de sada se acendem indicando o seu estado. 2.4.4 Terminal de programao: o meio de comunicaao do usurio com o CP; pode ser um simples teclado com um display, com um mnimo de funes ou um terminal especfico (mala programadora) com funes complexas ou ainda um microcomputador com software adequado. ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR 16

Controladores ProgramveisNormalmente o programa feito em linguagem de alto nvel e transformado em linguagem de mquina. 2.5 Princpio de operao do CP:

Quando ligamos o CP ou passamos do Stop para Run o programa do usurio varrido ciclicamente instruo por instruo, executando a sequncia acima. 2.6 Estrutura de programa: O programa do usurio, normalmente em linguagem de alto nvel, (STEP 5) podendo existir variaes de instrues, numerao de operandos e at mesmo a prpria estrutura do programa, dependendo do fabricante, a Altus, Allen Bradley e a Siemens apresentam instrues que executam a mesma funo dentro da linguagem porm diferem na forma de apresentao.


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Controladores ProgramveisA linguagem STEP 5 apresentam trs formas de apresentao: 2.6.1 Diagrama de contatos (Ladder Diagram): a forma mais utilizada pelos fabricantes devido a sua similaridade com a lgica de rels.

E 0.0

E 0.2

S 0.0 ( )

E 0.1

2.6.2 Lista de intrues (Startment List): Forma de representao atravs de uma lista escrita com funes especficas. :A := E0.0 S0.0

: AN E0.1

2.6.3 Diagrama Lgico: a forma de representao atravs de portas lgicas.

E E E

&

>1S


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Controladores Programveis3. INTRODUO O treinamento em Controladores Programveis consiste na abordagem de operao bsica de microcomputador, conceitos bsicos de programao de CPs e operao do terminal de programao. O objetivo fixar os coceitos bsicos do CP e sua programao, atravs da apresentao de exemplos e soluo de exerccios. Para um bom desenvolvimento do treinamento necessrio: - conceitos de eletricidade bsica; - conceitos de lgica de rels; - conceitos de Sistemas de Numerao. Importante: Todo o treinamento baseado e ser desenvolvido no Controlador Programvel modelo AL 1000-128 MARCA ALTUS. 3.1 Histrico dos CPs: Os primeiros controladores programveis foram introduzidos em controle industrial, no incio da dcada de 60, para substituir painis de controle a rels. Quando novos requisitos de controle tornavam-se necessrios, no era econmico modificar a lgica destes painis; frequentemente, novos painis deviam ser projetados ou adiquirios. CPs foram desenvolvidos para serem reprogramados, quando as alteraes de controle so necessrios, sem modificaes em hardware, sendo ento equipamentos reutilizveis. Os CPs passaram a ser usados primeiramente na indstria automobilstica e, a partir da, nos outros segmentos industriais. Assim como a aceitao, tambm a demanda por mais funes, tais como maior capacidade de memria e de E/S, cresceu. A maioria dos fabricantes respondeu positivamente a estes requisitos, introduzindo novos modelos de CPs, cobrindo aplicaes de pequeno, mdio e grande nmero de pontos. Geralmente estes vrios modelos no eram compatveis um com o outro. Os programas de


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Controladores Programveisum no funcionavam em outro; exceto adicionando-se adaptadores , que aumentavam o custo e os problemas de manuteno. O advento do microprocessador, das facilidades de desenvolvimento de software e uma maior maturidade do mercado, deu aos CPs novo impulso. Na dcada de 80, apareceram microcomputadores e memrias mais modernos e compactos, permitindo a reduo de custos e tamanho, com o aumento de confiabilidade. 3.2 Conceitos Bsicos de CPs: 3.2.1 Controlador Programvel: Equipamento eletrnico digital com hardware e software compatveis com aplicaes industriais (conceitos ABNT). Configurao bsica de um CP:

0 1 2 3 4 5 6 7

TABELA CARTO IMAGEM ENTRADA ENTRADA

TABELA

CPU

CARTO IMAGEM SADA SADA

0 1 2 3 4 5 6 7

+24Vcc 0V PROGRAMADOR PROGRAMA 0V

3.2.2 Ponto de entrada: Cada sinal recebido pelo CP, a partir de dispositivos ou componentes externos considerado um ponto de entrada para o CP. Exemplo: boto de comando, chave fim de curso, sensor, termopar.


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Controladores Programveis3.2.3 Ponto de sada: Considera-se cada sinal produzido pelo CP, para adicionar dispositivos ou componentes externos, como um ponto de sada do CP. Exemplo: sinalizador, vlvula solenide, bobina de contador, etc. 3.2.4 Programa: A lgica entre os pontos de entrada e sada e que executa as funes desejadas, de acordo com o estado das entradas no CP, o programa. 3.2.5 CPU - Unidade Central e Processamento: A CPU , na realidade o crebro do CP. Na CPU todas as decises para controlar uma mquina ou processo so tomadas. A CPU recebe dados de entrada, executa o programa, e gera as sadas. 3.2.6 Terminal de programao/ Microcomputador: O terminal de programao um dispositivo utilizado para a elaborao de um programa. Quando conectado ao CP o terminal de programao tem a funo de introduzir o programa do usurio, fazer verificaes de programas j introduzidos, fazer alteraes em programas e monitorar o estado dinmico de um sistema, ou ainda iterferir no estado de entradas e sadas independente do programa. 3.3 Princpios de Funcionamento do CP: O CP realiza continuamente um ciclo de varredura (SCAN) que consiste em: - leitura dos pontos de entrada; - execuso do programa, que consiste em definir o estado das sadas em funo das entradas, de acordo com o programa; - atualizao das sadas.


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Controladores ProgramveisCiclo de Varredura (SCAN):

Obs.: Aps a leitura das entradas, o estado das mesmas ser armazenado na tabela imagem e entrada, e durante a execuo do programa o estado das sadas ser armazenado na tabela imagem de sadas.


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Controladores ProgramveisCARTO DE ENTRADA 0 1 2 3 4 5 6 7 0V VERIFICA DADOS DE ENTRADA

+24Vcc

PROGRAMA R000 R001 R010

R 0 0 0

R 0 0 1

R 0 0 2

R 0 0 3

R 0 0 4

R 0 0 5

R 0 0 6

R 0 0 7

TABELA IMAGEMR 0 1 0 R 0 1 1 R 0 1 2 R 0 1 3 R 0 1 4 R 0 1 5 R 0 1 6 R 0 1 7

+24Vcc

CARTO DE SADA 0 1 2 3 4 5 6 7 0V

ATUALIZA DADOS DE SADA


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Controladores Programveis3.4 Endereamento no CP: A identificao dos pontos de E/S feita pelo endereamento individual de cada ponto. O endereo composto de trs dgitos octais, conforme segue: R X X X Nmero do ponto (0 a 7) Nmero do mdulo (0 a 7) Nmero do grupo

GRUPO 0 0123 0 1 2 3 4 5 6 7I N T E R F A C EC O M U N I C A O

GRUPO 1 4567 0123 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 4567 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

GRUPO MDULO PONTO

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

CPU

GRUPO 2 0123 4567 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0123 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

GRUPO 3 4567

GRUPO MDULO PONTO

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7


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Controladores Programveis3.5 Operandos: 3.5.1 Operandos do tipo Rel R: Refere-se a cada ponto fsico de E/S do CP. O endereamento dos pontos de E/S feito em base octal, portanto o operando real R tambm em base actal (0 a 7). R X X X Nmero do ponto (0 a 7) Nmero do mdulo (0 a 7) Nmero do grupo 3.5.2 Operando do tipo auxiliar A: Tem as mesmas caractersticas do operando do tipo R, porm no corresponde a um ponto de E/S, existe somente na memria do CP. A X X X Endereo octal Obs.: No CP AL 1000-128 esto disponveis 256 auxiliares sendo A000 a A377. 3.5.3 Operando do tipo memria M: Define um espao de memria que utilizado no programa para armazenar um valor digital decimal que pode variar de 0 a 9999. M X X X X Endereo Decimal Obs.: No CLP AL 1000-128 esto disponveis 128 memrias sendo M000 a M0127.


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Controladores Programveis3.5.4 Operando do tipo constante K: Utiliza-se o operando do tipo K no programa sempre que for necessrio especificar um valor constante. K X X X X Endereo Decimal 3.6 Programao: Exemplo 1: Acionar uma lmpada atravz de um interruptor simples. a) Representao eltrica:

C1 + -

b) Correspondncia no CP: C1 = R000 L1 = R010 c) Programa LADDER: R000 | | R010 ( )


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Controladores Programveisd) Circuito Eltrico no CP:

CARTO DE ENTRADA +24Vcc C1

CARTO DE ENTRADA

R000 R001 R002 R003 R004 R005 R006 R007 0V

R010 R011 R012 R013 R014 R015 R016 R017 0V

L1

A linguagem de Programao utilizada LADDER, consiste de instrues apresentadas atravz de simbolos semelhantes aos utilizados nos diagramas de rels. O programa consiste de uma srie de instrues que relacionam as entradas e sadas de maneira a controlar o sistema.


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Controladores ProgramveisExemplo 2: Ligar e desligar um motor atravz de 2 botes, com proteo por rel bimetlico. a) Diagrama Eltrico:

2~220 V e1 b0

b1 c1

c1

b) Correspondncia no CP: e1 = R000 b0 = R001 b1 = R002 c1 = R020 c) Programa:

R000

R001

R002 R020

R020

( )


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Controladores Programveisd) Circuito Eltrico no CP:

CARTO DE ENTRADAe1 b0 b1

CARTO DE SADA

R000 R001 R002 R003 R004 R005 R006 R007 0V

R020 R021 R022. . .

R S

c1

R027

3.6.1 Lgica de Varredura: Um programa ladder dividido em lgicas, cada lgica composta de 32 clulas, disposta numa matriz de 8 colunas e 4 linhas, onde so descritas as instrues.

INCIO

SEQUNCIA DE EXECUO

L 000

FIM DA LGICA


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Controladores ProgramveisA barra esquerda a barra lgica e tem sempre nvel lgico 1. O fluxo ser sempre da esquerda para direita, de cima para baixo ou debaixo para cima. A figura acima mostra a sequncia de execuo das instrues dentro de uma lgica de programa. Analizemos os programas a seguir para melhor compreenso da sequncia de execuo. 3.6.2 O Programador AL- 3800: A programao dos CP AL -1000 - 128 feita atravs do software AL 3800 ALTUS, em microcomputador IBM PC ou compatvel. Aps acessar o programador AL 3800, este edita uma tela de apresentao, e precionando qualquer tecla ser apresentada a tela de trabalho. A tela dividida em dois campos:

a) Campo de menu: Ocupa as trs linhas superiores do vdeo, onde so apresentados sob forma de menu, os comandos e opes selecionaveis pelo usurio para operao do programador.Na primeira linha, so apresentados os comandos, opes dos comandos ou as instrues correspondentes que esto disponveis ao usurio. Na segunda linha apresentada uma explicao sucinta da funo realizada pelo comando ou opo selecionada. Mensagens de erro e instrues de operao tambm so exibidas nesse espao. Na terceira linha so exibidos o nome do programa editado, o seu tamanho em bytes, o nmero total de lgicas, a base numrica de operao selecionada e o relgio.


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Controladores Programveisb) Campo de lgica: Ocupa o restante do vdeo, onde so exibidas as lgicas que compoem o programa editado. Neste campo tambm so apresentadas, em forma de janela outras informaes como o diretrio, a configurao do controlador, lista de arquivos, etc. 3.6.3 Configurao do Sistema: Ao iniciarmos a elaborao de um programa necessrio definir a configurao dos sistemas. Para definio dos dados utiliza-se comando PARMETRO, atravs do qual o CP ter as seguintes informaes: Tipo de controlador: 128 para o AL - 1000/128. Nmero de entradas: 01 para definir o nmero de mdulos de entrada. Nmero de sadas: 02 para definir o nmero de mdulos de saidas Rels retentivos: xx Auxiliares retentivos: xx Memrias retentivas: xxx Os operandos retentivos tero seus valores salvos na memria RAM do CP quando ocorrer desligamento do mesmo. Memria disponvel: 02 define a memria disponvel, em KBytes, para o programa, no AL- 1000 pode ser 2, 4, 6, 8 ou 16 Kbytes. Nmero do programa: permite identificar o programa. Velocidade de impresso: define a velocidade de comuicao do CP com a impressora, 110, 200, 600, 1200, 2400, 4800 ou 9600 baunds. Parmentro 00: referente ao AL-500. Parmentro 01: referente ao AL-500. Parmentro 02: indica o nmero do CP na rede Parmentro 03: define o nmero de cartes com entrada dupla (16 pontos). Parmentro 04: define o nmero de cartes com sada dupla (16 pontos). Parmentro 06 : para uso no AL 1000/512


31

Controladores ProgramveisOs demais parmetros esto reservados para utilizao futura. 3.6.4 Sequncias de Operao: a) Para configurar: - Selecionar, - parmetros, - entrar com os dados, - enter. b) Para criar o programa: - Selecionar, - inserir, - criar lgica, - enter, - escape, - enter, - at concluir o programa. c) Para transmitir o programa (Micro CP): - Selecionar, - comunica, - estado, - programao, - envia, - controlador, - estado, - execuo. d) Para monitorar: - Selecionar, - comunica, - monitora - lgica.


32

Controladores Programveise) Para alterar o programa: - Selecionar, - modificar, - entrar com um nmero da lgica a ser alterada, Obs.: o micro indica o nmero da 1 lgica na tela. - fazer alteraes, - enter, - escape, - enter. f) Para apagar a lgica: - Selecionar, - grupo, - apaga, - entrar com o nmero da 1 lgica a ser apagada + enter, - entrar com o nmero da ltima lgica a ser apagada + enter, - responder S. g) Para imprimir: - Selecionar, - sistema , - imprime, - entrar com o nome do programa + enter, - responder I, - entrar com o nmero da primeira lgica a ser impressa, - enter, - entrar com o nmero da ltima lgica a ser impressa, - enter, - responder S ou N.


33

Controladores Programveish) Para gravar: - Selecionar, - arquivo, - salva, - entrar com o nome do programa + enter. i) Para recuperar programa do disco: - Selecionar, - arquivo, - l, - entrar com o nome do arquivo + enter ou enter para exibir a lista dos programas gravados. j) Para ler o programa armazenado no CP: - Selecionar, - comunica, - l, - controlador. k) Para encerrar o AL - 3800 e retornar ao DOS: - Selecionar, - encerra. l) Para forar um operando: - Selecionar, - comunica, - fora, - entrar com o operando, - enter, - entrar com o valor a ser forado, - enter.


34

Controladores Programveis3.7 Instrues Bsicas: 3.7.1 Bobina: R/A XXX ( ) A instruo BOBINA modifica a memria imagem do CP, sendo que a posio modificada indicada pelo operando da instruo, o valor da memria imagem modificado de acordo com o nvel lgico da entrada. Esta instruo somente ser usada na coluna sete. 3.7.2 Verifica 1 ou contato NA: R/A XXX

Esta instruo semelhante ao contato NA de uma lgica de rels, sendo que quando o operando da instruo estiver em nvel lgico UM, este transfere o sinal lgico da entrada para a sada, quando o operando estiver em nvel lgico ZERO o sinal de sada ser ZERO. Obs.: O nvel lgico dos operandos sero verificados na memria imagem. 3.7.3 Verifica 0 ou contato NF: R/A XXX

Esta instruo semelhante ao contato NF de uma lgica de rels, sendo que, com o operando da instruo em nvel lgico ZERO, este transfere o sinal lgico da entrada para a sada. Com o operando em nvel lgico UM o sinal na sada ZERO. Obs.: O nvel lgico dos operandos sero verificados na memria imagem. ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR 35

Controladores Programveis3.7.4 Barras de ligao vertical e horizontal:

Estas instrues no possuem operandos e tem a funo de transferir o nvel lgico de uma clula para outra. 3.7.5 Bobina Liga e Bobina Desliga:

R/A XXX (L)

R/A XXX (D)

As instrues BOBINA LIGA e BOBINA DESLIGA, quando recebem nvel lgico UM (energizadas), determinam que as posies da tabela imagem indicada pelo operando assumam o valor UM e ZERO, respectivamente. Estas instrues, ao receberem nvel lgico ZERO (desenergizadas), no provocam qualquer alteraao na tabela imagem. 3.7.6 Rel e pulso:

PLS

Esta instruo, quando tem o nvel lgico da entrada alterado de ZERO para um, gera um pulso na sada com durao de uma varredura (SCAN) , ou seja na varredura seguinte o valor da saida alterado para ZERO independentemente da antrada.


36

Controladores Programveis3.7.7 Temporizador: TEM LIBERA / BLOQUEIA M XXXX ATIVA / RESET ou SADA

K XXXX SADA COMPLEMENTADA M XXXX

Esta instruo possui dois operandos e suas clulas. O operando da clula superior, sempre do tipo M, especifica a Memria acumuladora de tempo cuja base 0,1 segundo. O operando da clula inferior determina o tempo limite para energizao da sada da clula superior e pode ser do tipo K ou M. A utilizao do operando tipo M determina uma memria, cujo contedo especifica o valor limite de temporizao, e permite a implementao de tempos variveis com uma nica instruo. O valor mximo de contagem de uma instruo temporizador de 999,9 segundos. Este valor coresponde a 9999 na memria acumuladora. Para obter temporizaes maiores utiliza-se temporizadores em cascata ou temporzador com base de tempo e vrios contadores. Quando o valor da memria atingir o limite indicado no operando inferior a sada ser energizada e a inferior desenergizada permanecendo assim at que o temporizador seja resetado.

TEM R000 | | R001 | | A010 M 0001 K 0100 ( ) A020 ( )


37

Controladores Programveis3.7.8 Contador: CON CONTA ATIVA / RESET M XXXX K XXXX ou M XXXX SADA SADA COMPLEMENTADA

Esta instruo possui dois operandos: O da clula superior, sempre do tipo M, especifica a memria que contabiliza os eventos. O da clula inferior estabelece o valor limite e contagem para a energizaao da sada da clula superior que pode ser do tipo K ou M. A utilizao do operando tipo M define uma memria, cujo contedo especifica o valor limite, e permite a implementao de contagens com valor limite varivel utilizando uma nica instruo. O estado da entradas CONTA e ATIVA/RESET controlam o funcionamento da instruo. Quando o valor da memria acumuladora atingir o limite indicado no operando inferior a sada superior ser energizada permanecendo assim at que o contador seja resetado.

CON R003 | | A000 | | M 0013 R017 K 0008 ( ) R015 ( )


38

Controladores Programveis3.7.9 Somador:

SOM HABILITA M XXXX ou K XXXX M XXXX ou K XXXX M XXXX ESTOURO

Quando a entrada HABILITA assume o nvel lgico UM, o contedo do 1 e 2 operandos so somados e o resultado armazenado no operando da terceira clula. Os operandos da 1 e 2 clulas podem ser do tipo M ou K, porm na 3 clula obrigatoriamente ser do tipo memria. Se o resultado for maior que o valor mximo (9999), o resultado apresentado ser 9999 e a sada ESTOURO ser energizada (nvel 1), permanecendo nesse estado at que uma nova operao seja realizada. 3.7.10 Subtrator: SUB M XXXX ou K XXXX M XXXX ou K XXXX M XXXX

HABILITA

>0

=0

0, = 0, < 0 sero de acordo com o resultado da operao, sendo assim podem ser usadas para efetuar comparaes. Quando o resultado negativo, a sada < 0 acionada e a memria do resultado recebe o valor absoluto da operao. Com a entrada HABILITADA em nvel 0, todas as sadas assumem nvel 0. 3.7.11 Divisor: DIV M XXXX ou K XXXX M XXXX ou K XXXX M XXXX

HABILITA

CPIA DA ENTRADA

Quando a entrada HABILITA assume nvel lgico 1, ocorre a diviso do contedo do operando da clula superior pelo contedo do operando da clula central, sendo que o resultado ser armazenado na memria da clula inferior. Os operandos da 1 e 2 clulas podem ser do tipo M ou K, porm na 3 clula ser obrigatoriamente do tipo memria. O primeiro operando pode assumir valores entre 0 e 9999, mas o segundo somente entre 0 e 255. O resultado ser armazenado na memria da terceira clula e o resto da diviso ser armazenado na memria M 0000.


40

Controladores Programveis3.7.12 Multiplicador: MUL M XXXX ou K XXXX M XXXX ou K XXXX M XXXX

HABILITA

ESTOURO

Quando a entrada HABILITA assume nvel lgico 1, ocorre a multiplicao do contedo do operando da clula superior pelo da central, sendo que o resultado ser armazenado na memria especificada na terceira clula. Os operandos da 1 e 2 clulas podem ser do tipo M ou K, porm na 3 clula ser obrigatoriamente do tipo memria. Caso o resultao exceda o valor mximo da memria (9999) o resultado da operao ser 9999 e a sada ESTOURO assume o nvel lgico 1, permanecendo assim at que uma nova operao seja realizada. 3.7.13 Converso Decimal / Binrio e Binrio / Decimal: D/B R XXXX M XXXX B/D M XXXX R XXXX

HABILITA

CPIA DA ENTRADA

HABILITA

CPIA DA ENTRADA


41

Controladores ProgramveisOs blocos de converso so instrues de entrada e sada de dados na forma de numerao BCD (Binary Coded Decimal). As instrues de converso DECIMAL / BINRIO permite a entrada de dados no CP com valores entre 0 e 9999 expressos em BCD, sendo que no CP estes valores sero armazenados em um operando memria em binrio. A clula superior recebe um operando tipo R que especfica o endereo da chave thumbwheel que informa o valor. A clula inferior especifica um operando tipo memria, que recebe o valor binrio resultante da converso. A instruo BINRIO / DECIMAL converte um valor residente em uma rea de memria ou constante, para um mdulo de sada, que expressar este valor em BCD. A clula superior recebe um operando tipo memria, que contm o valor binrio a ser convertido, ou uma constante. Na clula inferior especificado um operando tipo R, que define o endereo do mdulo de sada que vai receber a informao em BCD. R005 | | D/B R 140 M 0005 B/D M 0005 R 170

3.7.14 Rel mestre / Fim de Rel mestre:RM FRM

Estas instrues podem ser programadas apenas uma vez em cada lgica, sempre na coluna 7. ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR 42

Controladores ProgramveisAs instrues acima atuam em conjunto, definindo um regio de programa que abrange desde a lgica seguinte aquela onde esta a instruo RM at a lgica onde est a instruo atua como se estivesse ausente do programa. A instruo RM, quando tem sua entrada desenergizada, impe nvel lgico zero na barra lgica da esquerda, em toda regio de programa definida pelas instrues RM e FRM. Caso esteja energizada, a instruo atua como se estivesse ausente do programa. IMPORTANTE: Instrues com sadas energizveis independentes da habilitao da barra lgica e bobinas eventualmente ligadas a estas sero atualizadas normalmente. 3.7.15 Bobina de salto: K 005 ( S ) A instruo BOBINA DE SALTO tem a funo de controlar a seqncia de um programa. O operando K indica o nmero de lgicas a serem saltadas a partir de sua energizao. As instrues pertencentes a estas lgicas no sero executadas, permanecendo o estado de seus operandos inalterado. Quando desenergizada a BOBINA DE SALTO, a lgica ser executada. O salto ser efetivado a partir do ponto onde a instruo estiver, portanto, se houver bobinas nas linhas subseqentes da lgica aquela onde a mesma se encontra, estas sero saltadas. 3.7.16 Contador bidirecional: COB M XXXX M XXXX M XXXX

CONTA + CONTA ATIVA

LIMITE SUPERIOR LIMITE INFERIOR


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Controladores ProgramveisEsta instruo permite contagens em ambos os sentidos, isto , incrementa ou decrementa o contedo de um operando do tipo memria, sendo programa da seguinte maneira: - 1 clula M XXXX - 2 clula K XXXX - 3 clula K XXXX Memria acumuladora. Especfica o valor de incremento / decremento. Especifica o valor limite de contagem, podendo ser indicado por constante ( K XXXX) ou memria (M XXXX). A contagem ocorre sempre que a entrada ATIVA estiver energizada e uma das entradas CONTA passar do estado 0 para 1. Quando a memria acumuladora atingir um valor igual ou superior ao indicado no limite, a memria acumuladora recebe o valor do limite e a sada LIMITE SUPERIOR ligada. Quando a memria acumuladora atingir o valor 0 (zero),a sada LIMITE INFERIOR ligada. Se ambas as sadas (LIMITE SUPERIOR e LIMITE INFERIOR ) no so ligadas, a sadas da terceira clula ligada. Se, em um mesmo ciclo, ambas as entradas CONTA mudarem de estado 0 para 1, tudo se passar como se no houvesse contagem. Quando a entrada ATIVA desenergizada, a memria acumuladora zerada e a sada LIMITE INFERIOR energizada. O valor mximo de incremento / decremento 255. Esta instruo no pode ser usada na coluna 7.


44


R001

COB M XXXX K XXXX

A010

() () ()

R007 M XXXX ou K XXXX

A020 A030

A003

3.7.17 Converso Analgica / Digital: A/D R XXXX M XXXX

HABILITA

CPIA DA ENTRADA

Esta instruo permite a leitura do valor de um dos pontos de um mdulo de entrega analgico e o armazenamento deste valor digitalizado em uma memria M XXXX. permitida a leitura de oito pontos por mdulo, de forma individual. A instruo programada da seguinte forma: - 1 clula R XXXX - 2 clula M XXXX Especifica o ponto de entrada analgico. Especifica a memria destino.

A converso ocorre independente do estado de entrada, senao a sada cpia da entrada. A nica maneira de desabilitar esta instruo a bobina de salto.


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Controladores ProgramveisO valor analgico (tenso ou corrente) presente na entrada convertido interativamente para um valor digital entre 0 e 1000 correspondente ao incio e fim da escala analgica usada (0 a 10V, 4 a 20mA, etc), podendo necessitar at 14 ciclos de varredura para ser completamente convertido. EQUIVALNCIA: - 0V ou 4mA - 5V, 10V ou 20mA valor digital 0 valor digital 1000

- os demais valores correspondentes a valores digitais proporcionais nesta faixa. 3.7.18 Converso Digital / Analgica: D/A M XXXX R XXXX

HABILITA

CPIA DA ENTRADA

Esta instruo converte o valor digital de 0 a 1000 contido na memria indicada na primeira clula em um valor analgico proporcional no ponto de sada indicado na segunda clula. O valor analgico convertido depende da escala utilizada no mdulo de sada analgico destino (0V a 10V, 4 a 20mA, etc). A instruo programada da seguinte maneira: - 1 clula M XXXX - 2 clula M XXXX Especifica a memria fonte. Especifica o endereo do ponto e sada analgica.

A converso imediata e ocorre, independente do estado da entrada, sempre que a instruo declarada no controlador programvel.


46

Controladores ProgramveisNo se recomenda saltar esta instruo na execuo do rograma. Isto faria com que o ponto analgico perdesse o seu valor gradativamente, pois este necessita ser reescrito a cada ciclo de varredura. Esta instruo no pode ser utilizada na coluna 7.


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Controladores ProgramveisEXERCCIO 01: Comando Simples. Objetivo: Elaborar um programa para acionamento de um motor trifsico, comandado por botes Liga / Desliga e proteo por rel trmico.

+24Vcc e1 b1 b0

CARTO DE ENTRADA

CARTO DE SADA

L1

R000 R001 R002 R003 R004 R005 R006 R007 0V

R020 R021 R022. . .

R027L2

H1

H2

c1

MOTOR REL MOTOR LIGADO DESARMADO


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49

Controladores ProgramveisEXERCCIO 02: Cilindro pneumtico de ao dupla. Objetivo: Desenvolver um programa para comandar um pisto pneumtico, sendo que o comando para avano e recuo ser feito atravz de um nico boto de comando.

CARTO DE ENTRADA

CARTO DE SADA

b1

. . .

R000 R001 R002 R003

R010 R011 R012 R013

A

B

A

B

R007 0V

R017

0VP

R


50



51

Controladores ProgramveisEXERCCIO 03: Reverso Objetivo: Elaborar um programa para acionar um motor trisfsico, com inverso do sentido de rotao.

CARTO DE ENTRADAe1 b0 b1 b2

CARTO DE SAIDA R020 R021 R022 R023 R024

L1

R000 R001 R002 R003 R004 R005 R006 R007 0V

c1

c2

H1

H2

H3

L2

Horrio

AntiHorrio

Horrio

AntiHorrio

Rel Desarmado

MOTOR

LIGADO


52



53

Controladores ProgramveisEXERCCIO 04: Carimbadeira Objetivo: Elaborar um programa para controle semi-automtco da carimbadeira abaixo, sendo: 1. Prever um boto de emergncia para desligamento total do sistema. 2. O ciclo ser iniciado a partir de um pulso liga.


54



55



56

Controladores ProgramveisEXERCCIO 05: Pisca-pisca. Objetivo: Elaborar um programa para obter um pisca-pisca de 5 segundos.

EXERCCIO 06: Estrela-Tringulo. Objetivo: elaborar um programa para comandar uma partida estrela-tringulo.

+24Vcce1 b0 b1

CARTO DE ENTRADA

CARTO DE SADA

L1

R000 R001 R002 R003 . . . R007 0V

R020 R021 R022 . . . LL2

Y


57



58



59

Controladores ProgramveisEXERCCIO 07: Semforo. Objetivo: Desenvolver um sistema de semforos para um cruzamento de duas ruas.

CARTO DE SADA

R010 R011 R012 R013 R014 R015 R016 R017 0VVD AM VM VD AM VM

SEMFORO 01 10 seg VM Semforo 1 AM VD VM Semforo 2 AM VD 5 seg 10 seg

SEMFORO 02 5 seg


60



61



62

Controladores ProgramveisEXERCCIO 08: Compensadora Objetivo: Implementar um programa para acionar um sistema de partida da compensadora. Observao: Prever um sistema de proteo que limite o nmero de partidas em 10 por hora.

+24Vcc e1 b0 b1

CARTO DE ENTRADA

CARTO DE SADA

L1

R000 R001 R002 R003 . . .

R020 R021 R022 . . .C1 C2 C3

0V

L2

EXERCCIO 09: Relgio Objetivo: Desenvolver um programa para funcionamento de um relgio digital de 24 Hs, visualizando nos displays R 160 e R 170. Observao: Para concluir o sistema, prever um mecanismo para acertar o relgio independente de programao.

0

0

H

H

M

M

S

S

R 160

R 170


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64



65

Controladores ProgramveisEXERCCIO 10: Estufa Necessitamos desenvolver um programa para controlar o funcionamento de uma estufa para motores, sendo que a temperatura desejada ser selecionada atravs da chave thumbwheel entre 40C e 180C. O aquecimento ser feito atravs de um grupo de resistncias de 15 KW, e um sistema de ventilao ser responsvel pela uniformizao da temperatura no interior da estufa. OPERAO: 1. A estufa ser ligada atravs de um boto de pulso NA e desligada atravs de um boto de pulso NF. 2. A partir de um pulso no boto liga ser acionado o ventilador, que atravs de um contato auxiliar dever confirmar ao CP a sua ligao. Somente aps a ligao do sistema poder ser acionado o conjunto de resistncias. 3. O ajuste de temperatura dever ser feito com a estufa desligada, aps a ligao do sistema no ser possivel regular a temperatura. 4. A medio da temperatura ser feita atravs de um sistema analgico de 0 a 10 vcc, proporcional a uma temperatura de 0 a 200C. 5. A temperatura no interior da estufa admite uma variao mxima de 10C, caso esta variao aumente ser atuado um alarme. 6. Para monitorao do funcionamento, o valor de temperatura ajustado ser exibido no display R 170 e o valor real no display R 160. 7. Prever um sistema de alarme que atua caso no seja atingida a temperatura necessria em at 10 minutos aps a ligao, indicando defeito no sistema.


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Controladores ProgramveisObservao: Prever as interligaes de E/S conforme esquema.

CARTO DE ENTRADA

CARTO DE SADA

R040 R041 R042 R043 R044 R045 R046 R047 0V

R010 R011 R012 R013 R014 R015 R016 R017 0VALARME FAIXA VARIAO ALARME INICIO DE CICLO

+24Vcc

+24Vcc e1 b0 b1 c1

CARTO DE ENTRADA DIGITAL

CARTO DE SADA DIGITAL

2~220V 60HZ

R000 R001 R002 R003 R004 R005 R006 R007 0V

R020 R021 R022 . . . R027C1VENTILADOR

C2RESISTNCIA


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70



71

Controladores Programveis4. CONTROLADOR PROGRAMVEL ALLEN BRADLEY 4.1 CP: 4.1.1 Instalao do Software: O software de programao avanado (APS), foi desenvolvido para ser utilizado com o Controlasor Slc-500 da Allan-Bradley. Este software pode ser executado em um terminal 6160-T53, T60 ou 6170-T70 da Allen-Bradley ou em um microcomputador IBM PC que possua: - 640 Bytes de memria RAM e 10 MGbytes de disco rgido; - Sistema Operacional (DOS) verso 3.1 ou superior. Para realizar a instalao do software APS, deve-se proceder conforme descrito a seguir: Etapa 1: Insira o disco 1 na unidade de disco apropriada. Neste exemplo est sendo utilizado o drive A. Etapa 2: Digite A:install. Seguido da tecla (enter). Durante o processo de instalaes exibidas na tela, digitar as informaes solicitadas. 4.1.2 Execuo do software APS: Para executar o software de programao APS, deve-se seguir as etapas abaixo: Etapa 1: Se necessrio, altere a unidade de disco, para a unidade em que o software foi instalado (normalmente C). Para tanto , digite C: e pressione (enter). Etapa 2: No caso da utilizao do diretrio default, digite CD\IPDS\ATTACH\SLC500, seguindo da tecla (enter). Etapa 3: Digite APS e pressione a tecla (enter).Assim a tecla do software de programao APS ser exibida.


72

Controladores Programveis4.2 Organizao da Memria da Famlia SLC- 500:

0 1 2 3

Sistema Reservado Ladder Sub Rotinas

0 | S B T C R N

Memria de Dados

N Arquivos 0 Sadas 1 Entradas 2 Status 3 Binrio 4 Temporizador 5 6 7 8 9 Contador Controle Inteiro Flutuante

Memria de Programa

255

255


73

Controladores Programveis4.2.1 Memria de Dados : Podem ser criados arquivos do nmero 09 ao 255. Ex.: O arquivo n 3 um arquivo de Binrio ou Bit (Flags Internos). Podemos criar no arquivo 09. B9 - Possibilitando assim a expanso do arquivo e mais recursos para o software do usurio. Estes arquivos livres podem ser utilizados para ex.: - entradas, - sadas, - binrios (flags), - temporizadores, - controladores , - controles, - inteiros. 4.2.2 Memria de programa: organizada com os 03 primeiros arquivos, prontos pelo fornecedor Allen-Bradley: 0 - Sistema, 1 - Reservado, 2 - Ladder (onde se inicializa o programa do usurio). Do n 03 ao n 255, esto livres, para serem utilizados como sub-rotinas do software do programa do usurio. Os mesmos devem ser criados pelo usurio se necessrio em sua aplicao. E cada subrotina pode tambm ser nomeada.


74

Controladores Programveis4.3 Estrutura fsica e de ligao: SLC 500 estrutura-fixa, modelo 1747-L20C, ir ser apresentado agora quanto as suas caractersticas eltricas e fsicas. 4.3.1 Estruturas de entradas e sadas: O modelo 1747-L20C, possui pontos de I/0 (entradas/sadas), sendo que, 12 so entradas e 08 sadas. Sadas: 08 sadas a rel AC - 5 A 265 DC - 5 A 125 4.3.2 Esquema de ligao do circuito de sadas:


75

Controladores Programveis4.3.3 Esquema de ligao do circuito de entradas:

85 256 V0C S5 b1 b3 S7 S9 S11

120 240 VD0

VDC NEUTRO

PWR 0UT 240DC

DC C0M

IN 01

IN 03

IN 05

IN 07

IN 09

IN 11

CHASSIS

PWR OUT 240 DC

DC C0M

IN 00 (HSC)

IN 02

IN 04

IN 06

IN 08

IN 10

S0

S2

S4

S6

S8

S10

10-30 VDC PE DC +DC

4.3.4 Diagrama do circuito interno das entradas:


76

Controladores Programveis4.3.5 Ranges de voltagem para entrada 0 (HSC): OVDC OFF Estado da Entrada no garantido 4VDC 10VDC ON 30VDC

4.3.6 Ranges de voltagem para as demais entradas 0 (HSC): OVDC OFF Estado da Entrada no garantido 5VDC 10VDC ON 30VDC

4.3.7 Diagrama interno do circuito de sada:


77

Controladores Programveis4.3.8 Ranges de voltagem das sadas: OV OV OPERAO NO GARANTIDO 4.4 Instrues de Bit: As instrues de bits so as seguintes: XIC: examina se energizado, XIO: examina se desenergizado, OTE: energizar sada, OTL: energizar sada com reteno, OTU: desenergizar sada com reteno, OSR: monoestvel sensvel borda de subida. 5 VOC 5 VDC OPERAO NORMAL 265 VOC 125 VDC

Essas instalaes so utilizadas em um nico bit de dado, o qual pode ser necessrio. Durante a operao o controlador pode energizar ou desenergizar o bit, basedo na continuidade lgica das linhas do programa de aplicao. Observao: Arquivos de entrada e sada : As instrues representam entradas e sadas externas.


78

Controladores Programveis4.4.1: Formato da instruo XIC:

]

[

Examina se aberto Lgica de Funcionamento da Instruo XIC: Estado do Bit 0 1 Lgica da Instruo Falsa Verdadeira

4.4.2 Formato da instruo XIO:

]

[

Examina se Fechado Lgica de Funcionamento da Instruo XIO: Estado do Bit 0 1 Lgica da Instruo Verdadeira Falsa

4.4.3 Formato da instruo OTE:

(

)

Energizar Sada Lgica de Funcionamento da Instruo OTE: Estado do Bit 0 1 Lgica da Instruo Falsa Verdadeira


79

Controladores Programveis4.4.4 Formato de endereamento das instrues de bits: O exemplo abaixo, representa o endereamento de uma entrada do CLP SLC500 - 1747 120C. I: 0 / 0 ABC Observao: Para os controladores de estrutura fixa tanto o arquivo de entradas quanto o arquivo de sada tero o mesmo endereo de SLOT-0. A : B / C Definimos o tipo de arquivo Delimitador Define o n de SLOT Delimitador de Bit N do endereo


80

Controladores Programveis4.4.5 Exerccios: Com as instrues apresentadas anteriormente, resolva os seguintes exerccios: a) Transforme os esquemas eltricos em diagramas Ladder:

A1

F1

l : 0 l : 0 0 : 0

[ [F2

S0

] [ ] [ ( )0 0

0

S1

L0

A2

F1

[S0

[

S1

F2

L0


81

Controladores Programveis4.5 Instrues de bit retentivas: 4.5.1 Formato das instrues (OTL) e (OTU): OTL: energizar sada com Reteno, OTU: desenergizar sada com Reteno.

Essas instrues so instrues de sada retentiva e, geralmente, so utilizadas aos pares para qualquer bit da tabela de dados controlado pela mesma. Quando se determina um endereo para a instruo OTL: Exemplo: I : 0 ] [ 0 0:0 (L) 0

Ao ser verdadeira a lgica da linha de acionamento da sada 0:0/0 verificamos que mesmo esta lgica passando para estado falso, ou seja, I:0/0 abertos a sada, O:0/o continuar ligada. Para o desligamento da sada O:0/0 precisamos determinar que uma instruo (OTL) seja acionada, como segue o exemplo abaixo: I:0 [ 0 I:0 ] 0 [ 0:0 (L)

]

0:0 (U) 0

A entrada I:0/0 liga a sada O:0/0 e a entrada I:0/1 desliga a mesma sada O:0/0. As instrues acima podem ser comparadas as funs de SET e RESET.


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Controladores Programveis4.5.2 Exerccio: a) Transforme o circuito eltrico em ladder, utilizando as instrues de (OTL) energizar sada com reteno e (OTL) desenergizar sada com reteno. Observao: Utilizar apenas 01 entrada para executar o esquema eltrico abaixo:

F1

[S1

K1

[

S0

K2

F2

K1

K2


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Controladores Programveisb) Editar e testar o funcionamento do circuito abaixo:


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Controladores Programveis4.6 Monoestvel sensvel borda de subida (OSR): 4.6.1 Formato da instruo OSR: Esta instruo equivalente ao circuito monoestvel sensvel borda de subida (OSR) ou seja, transio de 0 (zero) para 1(um). A instruo (OSR) torna a linha verdadeira durante uma varredura com uma transio de falsa para verdadeira da condio anterior atual da linha. As aplicaes para esta instruo incluem iniciar eventos acionados por um boto de comando, congelar valores exibidos muito rapidamente. Exemplo:

I : 0 ] [ 0

B3 [OSR ] 0

0 : 0 ( ) 0

4.7 Instruo de temporizadores: As instrues de temporizadores e seus mneumnicos incluem: 4.7.1 TON - Timer on delay: Temporizador na energizao: este conta intervalos de base de tempo quando a instruo verdadeira. A base de tempo de 0,01s, para os controladores de estrutura fixa. 4.7.2 TOF - Timer off delay: Temporizador na desenerizao: este conta intervalos de base de tempo quando a instruo falsa. A base de tempo de 0,01s, para os controladores de estrutura fixa.


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Controladores Programveis4.7.3 RTO - Retentive time on: Temporizador Retentivo: Exte conta intervalos de base de tempo, quando a instruo verdadeira a base de tempo de 0,01s, s que este temporizador retm o seu valor acumulado mesmo que, a lgica da instruo se torne falsa. As instrues de Temporizadores requerem trs palavras do arquivo de dados. A palavra (zero) 0, a palavra de controle, que contm os bits de estado da instruo. A palavra (um) 1 contm o valor pr-selecionado. E a palavra (dois) 2 contm o valor acumulado, como segue a ilustrao. 15 0 1 2 EN 14 TT 13 DN 0 USO INTERNO

Valor Pr-Selecionado Valor Acumulado

Para os temporizadores, o valor acumulado o nmero atual de intervalos temporizados que transcorrem. O valor pr-selecionado o valor inserido para controlar a temporizao. Nos temporizadores os valores pr-selecionados e os valores acumulados variam de 0 a 32.767. A preciso da temporizao est entre 0,01 a 0 segundos com uma varredura de at 2,5 segundos. 4.7.4 Formato da instruo TON: TON TIMER ON DELAY Timer Timer Base Preset Accum T4 : 0 0 . 01 100 0 (DN) (EN)


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Controladores ProgramveisBits de estados do temporizador: (EN) Bit de habilitao do temporizador: energizado quando a condio da linha verdadeira, caso contrrio esse bit desenergizado. (TT) Bit de Temporizao: energizado quando a condio da linha verdadeira e o valor acumulado menor que o valor pr-selecionado. Quando o bit DN energizado ou a condio da linha falsa esse bit desenergizado. (DN) Bit de executado do temporizador: energizado quando o valor acumulado (ACCUM), for igual ao valor pr selecionado (PRESET) e desenergizado quando a condio da linha se torna falsa. Exemplo de Aplicao:

Exemplo de Aplicao: TON I : 0 ] [ 11 I : 0 ] [ 10 T4 : 0 ] [ DN 0 : 0 ( 0 ) I : 0 ] [ 9 TIMER ON DELAY Timer Timer base Preset Accum T4 : 0 0.01 700 0


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Controladores Programveis4.7.4 Exerccio: Elaborar um programa para ligar um motor em / (Estrela/Tringulo). Um boto de pulso liga o motor e um boto com trava desliga o motor. Representar os trs contatores utilizando os leds de sada do controlador.

O tempo para comunicao de / de 12s, onde:1:0/0 boto de pulso liga

1:0/11 boto com trava desliga 1:0/10 proteo termia do motor O:0/0 O:0/1 O:0/2 contador principal contador estrela contador tringulo

O:0/7 sinaliza falha trmica Resoluo do Exerccio:


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Controladores Programveis4.7.5 Formato da instruo TOF: TOF TIMER ON DELAY Timer Timer Base Preset Accum T4:1 0.01 500 0 (DN) (EN)

A instruo de temporizador na desenergizao (TOF), inicia a contagem dos intervalos da base de tempo, quando a lgica de linha realiza uma transio de verdadeira para falsa. A medida que a condio da linha permanece falsa, o temporizador incrementa o seu valor acumulado (ACCUM), a cada varredura at atingir o valor pr selecionado (PRESET). O valor acumulado zerado, quando a condio da linha for verdadeira, independente do temporizador ter realizado a temporizao. Bits de Estado: (EN) Bit de habilitao do temporizador: energizado quando a condiao da linha for verdadeira caso contrrio, esse bit desenergizado. (TT) Bit de Temporizao: O Bit temporizao energizado quando a condio da linha falsa e o valor acumulado inferior ao valor pr-selecionado (PRESET). Esse bit desenergizado, quando a condiao de linha for verdadeira ou quando o bit de executado (DN), for desenergizado. (DN) Bit de executado do temporizado: O bit de executado (DN) desenergizado quando o valor pr-selecionado (PRESET) e o mesmo energizado quando a condio da linha se torna verdadeira.


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Controladores ProgramveisI : 0 ] [ TOF TIMER ON DELAY Timer Timer base Preset Accum T4 : 1 0.01 700 0

T4 : 1 ] [ DN T4 : 1 ] [ TT 4.7.6 Formato da instruo - RTO: RTO 1

0 : 0 ( 0 : 0 ( ) ) 0

( EN ) RETENTIVE TIMER ON Timer Timer Base Preset Accum T4 : 2 0 . 01 3000 0 (DN)

A instruo RTO inicia a contagem dos intervalos da base de tempo quando a condio da linha se torna verdadeira. A medida que a condio da linha permanece verdadeira, o temporizador incrementa o seu valor acumulado (ACC). A cada varredura at atingir o valor pr-selecionado (PREST). O valor acumulado retido quando: - A condio da linha se torna falsa, - Ocorre uma falha, - O controlador alterado de operao ou teste para programao, - O controlador pede a alimentao. ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR 90

Controladores ProgramveisBits de estado do RTO: (EN) Bit de habilitao: energizado quando a condio da linha verdadeira, caso contrrio esse bit desenergizado. (TT) BIT de Temporizao: energizado quando a condio da linha for verdadeira e o valor acumulado (ACCUM) menor que o valor pr-selecionado (PRESET). Quando a condio da linha se torna falsa ou o bit de executado (DN) for energizado o bit de temporizado (TT) desenergizado. (DN) Bit de Executado: energizado quando o valor acumulado (ACCUM) for igual ao valor pr-selecionado (PRESET). Esse bit no desenergizado quando a condio da linha se torna falsa, ele desenergizado quando a instruo (RES) for habilitada.

Exemplo de aplicao:I : 0 ] [ 0 ] I : 0 [ 1 1 RTO RETENTIVE TIMER ON Timer Timer base Preset Accum T4 : 3 ] [ DN T4 : 3 ] [ TT T4 : 3 ] [ EN ( 1 T4 : 4 ( RES ) 3 T4 : 3 0.01 1000 0 0 : 0 ( ) 0 0 : 0 )


91

Controladores Programveis4.7.7 Exerccio: Elaborar um programa de controle, simultaneamente, de um acionamento (BI-Manual). Intervalo mximo de acionamento entre os botes do bi-manual de 0.3s ou 300ms. Aps o acionamento do BI-Manual uma sada dever ser ligada, dando condies para acionamento automtico de uma mquina ou sistema. Onde: B1 B2 O:0/0 O:0/7 I:0/0 I:0/1 Sadas para acionamento automtico Sinalizao de falha do acionamento dos botes.

RESOLUO DO EXERCCIO:


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Controladores Programveis4.8 Instruo (RES) reset: 4.8.1 Formato da instruo (RES): ( RES )

Utiliza-se a instruo RES para zerar as instrues de temporizadores e contadores.I : 0 ] [ 0 RTO RETENTIVE TIMER ON Timer Timer base Preset Accum T4 : 4 ] [ DN I : 0 ] [ 1 0 : 0 ( ) 0 T4 : 4 ( RES ) T4 : 4 0.01 100 0

Importante: No utilize a instruo (RES) no temporizador TOF4.9 Instruo de contador: As instrues de contador e seus mnemnicos. 4.9.1 (CTU) - Counter Up - Contador crescente: A contagem incrementada a cada transio de falsa para verdadeira.


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Controladores Programveis4.9.2 (CTD) - Counter Down - Contador crescente: A contagem decrescente a cada transio de falso para verdadeiro. 4.9.3 High Speed Counter - Contador de alta velocidade: uma instruo CTU, especial para os contadores com estrutura de E/S fixa 24vcc. A instruo de contador tambm requerem trs palavras do arquivo de dados. Os valores pr selecionados e acumulado para contadores variam de -32.768 a 32.767. 4.9.4 Forma das instrues CTU e CTD: CTU COUNTER UP Counter Preset Accum C5 : 0 15 0 ( CU ) ( DN )

CTD COUNTER DOWN Counter Preset Accum C5 : 1 20 0 ( CU ) ( DN )

As instrues de CTU e CTD contam as transies de falsa para verdadeira, as quais podem ser causadas por eventos que ocorrem no programa, tais como peas que passam por um detector e etc. A contagem retida quando a condio da linha se torna falsa e assim permanece at que uma instruo (RES) com o mesmo endereo do contador seja habilitada.


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Controladores ProgramveisPalavra de controle da instruo:

15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00

0 CU CD DN OV UN UA 1 2

NO UTILIZADA

VALOR PR-SELECIONADO VALOR ACUMULADO

Onde: CU CD DN OV UN UA Bit de habilitao do controlador crescente, bit de habilitao do controlador decrescente, bit de executado o valor acumulado maior ou igual ao valor pr selecionado, bit de overflow, bit de underflow, atualizao (somente no HSC).

Os valores acumulado e pr selecionado so armazenados com nmeros inteiros (os valores negativos so armazenados na forma de complemento de 2). Quando as condies da linha para uma instruo de CTU ou CTD passam de falsa para verdadeira, o valor acumulado na instruo CTU incrementado de um e na instruo CTD decrementado de um.


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Controladores Programveis4.9.5 Exerccios: Elaborar um programa que conte de 0 7 em seguida conte de 7 0, permanecendo assim em quanto estiver no modo run. Utilizar: 0 1 2 3 4 5 6 7 O:0/0 O:0/1 O:0/2 O:0/3 O:0/4 O:0/5 O:0/6 O:0/7

RESOLUO DO EXERCCIO:


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Controladores Programveis4.9.6 Formato da instruo HSC; HSC HIGH SPEED COUNTER Counter Preset Accum C5 : 3 100 0 (CU) (DN)

O contador HSC uma variao do contador CTU. A instruo HSC habilitada quando a lgica verdadeira e desabilitada quando a lgica falsa. Importante: Esta instruo proporciona uma contagem em alta velocidade somente nos controladores com estrutura-fixa de E/S de 24vcc.Para isso deve-se cortar o jumper J2 ento a entrada I:0/0 opera no modo de alta velocidade. 4.10 Funes dos arquivos de status S:4: Free Runing Clok: Utilizada somente nos controladores com estrutura fixa de E/S e controladores 5/01. So usados os 8 primeiros bits (valor de byte) de uma palavra. E podem ser incrementados como bit de ciclo de trabalho.


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Controladores Programveis4.10.1 Exerccio: Elaborar um programa que simule o funcionamento de um circuito de lubrificao de uma PRENSA. OBSERVAO: A entrada I:0/0 um sensor que conta o n de batidas do martelo da prensa. Aps 50 batidas esse dever acionar uma vlvula que libera a lubrificao por cinco (05) segundos. Utilizar a sada O:0/0 (para simular a vlvula). Enquanto lubrifica dever ficar piscando uma sada Ex.: O:0/7. RESOLUO DO EXERCCIO:


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Controladores Programveis4.11 Instruo de comparao: As instrues de entrada que permitem comparar valores de dados so as seguintes: - Igual a (QUE) - Diferente (NEQ) - Menor que (LES) - Menor igual que (LEQ) - Maior que (GTR) - Maior igual que (GEQ) 4.11.1 Formato da instruo EQU:

EQU EQUAL Source A Source B ( )

Quando os valores dos parmetros Source A e Source B forem iguais, esta instruo ser logicamente verdadeira. Se os valores no forem iguais, a instruo ser falsa. Deve-se introduzir um endereo de palavra para Source A e no endereo de source B, pode-se intruduzir um endereo ou uma constante de programa. Resumo da instruo EQU: A=B AB Source A Source B Sada Verdadeira Sada Falsa T4:00.ACC 50


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Controladores Programveis4.11.2 Formato da instruo NEQ: NEQ NOT EQUAL ( )

Source ASource B

Quando os valores dos parmetros Source A e Source B, no forem iguais, esta instruo ser logicamente verdadeira. Se esses dois foram iguais esta intruo ser falsa. Deve-se introduzir um endereo de palavra para o parmetro Source A. Pode-se introduzir uma constante de programa ou um endereo de palavra no parametro Source B. AB A=B Source A Source B Sada Verdadeira Sada Falsa C5:0.ACC C5:1.ACC/1000

4.11.3 Formato da instruo LES: LES LESS THAN ( )

Source ASource B

Quando o parmetro do valor de Souce A for menor que o valor do Source B, esta instruo ser logicamente verdadeira. Se o valor de Source A for menor ou igual ao valor de Source B, esta instruo ser falsa. Deve-se introduzir um endereo de palavra para o parmetro Source A. Pode-se introduzir uma constante de programa ou um indereo de palavra no parmetro Source B. ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR 100

Controladores ProgramveisResumo da Instruo LES: AB Source A Source B Sada Verdadeira Sada Falsa T4:1.ACC 1504.11.4 Formato da instruo LEQ: LEQ LESS THAN OR EQUAL ( )Source ASource BQuando o valor do parmetro Source A for menor ou igual ao valor de Source B, esta instruo ser logicamente verdadeira. Se o valor de Source A for maior que o valor de source B, esta instruo ser falsa. Deve-se introduzir um endereo de palavra para o parmetro source A. Pode-se introduzir uma constante de programa ou um endereo de palavra em Source B. Resumo da instruo LEQ: AB Source A Source B Sada Verdadeira Sada Falsa C5:1.ACC 10ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR101Controladores Programveis4.11.5 Formato da instruo GRT: GEQ GREAT THAN Source A Source B ( )Quando o valor do parmetro Source A for maior que o valor de Source B, esta instruo ser logicamente verdadeira. Se o valor de Source A esta instruo ser falsa. Deve-se introduzir um endereo de palavra no parmetro Source A e no Source B uma constante de programa ou endereo de palavra. Resumo da instruo GTR: A>B AB Source A Source B Sada Verdadeira Sada Falsa T4:1.PRE 2004.11.6 Formato da instruo GEQ: GEQ GREAT THAN OR EQUAL Source A Source B ( )Quando o valor de Source A for maior ou igual ao valor de Source B esta ser logicamente verdadeira. Se o valor de Source A for menor que Source B esta instruo ser falsa. Deve-se introduzir um endereo de palavra no parmetro Source A no parmetro source B. Pode-se introduzir uma constante de programa ou um endereo de palavra.ESCOLA SENAI ALMIRANTE TAMANDAR102Controladores ProgramveisResumo da instruo GEQ: A]B A

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Contoladores Logicos Programaveis