Introducao aos automatismos industriais · PDF fileNo automatismo a parte de comando

Introdução aos automatismos industriais Centro de Formação

1

Introdução aos automatismos industriais

A Princípios de funcionamento – Etapas do processo

� O nosso objectivo com este documento é :

� Adquirir os conhecimentos de base sobre os automatismos industriais de modo a poder efectuar a colocação em serviço dos autómatos programáveis e seus módulos inteligentes tais como por exemplo, os módulos de comunicação ou analógicos.

D Fases de desenvolvimento de uma aplicação

C Arquitectura software do autómato

B Arquitectura material do autómato

Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 2

Princípios de funcionamento Etapas de colocação em serviço

Fases de desenvolvimento de uma aplicação

Arquitectura software do autómato

Arquitectura material do autómato

A Princípios de funcionamento – Etapas do processo

C

D

B


Princípios de funcionamento

Parte Operativa Parte Comando

Aquisição de dados

Captores

Ordens Accionadores

Unidade de tratamento Interface Homem-Máquina : HMI

Age sobre: grandezas físicas produtos sólidos, líquidos ou gasosos máquinas ou processos


Os diferentes componentes

Parte Comando

Parte Operativa

Condução

Tratamento

Pré-accionadores ProcessoCaptores Accionadores

Accionadores


As etapas de colocação em serviço (1/2)

Configuração do autómato

Declaração das variáveis %I100 : nível máx

Programação

Análise do caderno de encargos

Caderno de encargos


As etapas de colocação em serviço (2/2)

Transferência da aplicação para o

autómato

Execução da aplicação

Colocação em serviço

Criação do dossiê de arquivo

- - - - - - - -


No automatismo

� a parte de comando é constituida de uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina

� a parte operativa é constituída de uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina

� a parte operativa age sobre grandezas físicas

Seleccione a ou as opções correctas


No automatismo

→ � a parte de comando é constituida de uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina

� a parte operativa é constituída de uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina

� a parte operativa age sobre grandezas físicas

Opção correcta


Um captor � Modifica o estado da parte operativa em função das

ordens elaboradas pela parte de comando � Informa a parte de comando sobre o estado da parte

operativa � Age sobre grandezas físicas



Um captor � Modifica o estado da parte operativa em função das

ordens elaboradas pela parte de comando → � Informa a parte de comando sobre o estado da parte

operativa � Age sobre grandezas físicas

Opção correcta


Um pré-accionador

� Informa parte de comando do estado da parte operativa � Age directamente sobre o processo : motor, cilindro... � Age sobre um accionador de potência



Um pré-accionador

� Informa parte de comando do estado da parte operativa � Age directamente sobre o processo : motor, cilindro...

→ � Age sobre um accionador de potência

Opção correcta


Um accionador

� Permite medir uma grandeza física : pressão, temperatura, deslocamento

� Gerar um sinal eléctrico permitindo agir sobre a parte operativa

� Age directamente sobre o processo : motor, cilindro...



Um accionador

� Permite medir uma grandeza física : pressão, temperatura, deslocamento

� Gerar um sinal eléctrico permitindo agir sobre a parte operativa

→ � Age directamente sobre o processo : motor, cilindro...

Opção correcta


Arquitectura material do autómato Fases de desenvolvimento de uma aplicação


B Arquitectura material do autómato

Princípios de funcionamento – Etapas do processo

D

C

A


O papel do autómato Robusto relativamente a vibrações e perturbações electromagnéticas

Patamares de temperatura

Parte Comando

Parte Operativa

Tratamento

PC de supervisão, autómatos, impressoras, modems, etc…

Comunicação

Condução

ProcessoCaptores Accionadores


Arquitectura material de um autómato Unidade CentralUnidade Central Interfaces de

entradas digitais Interfaces de

entradas digitais Interfaces de saídas digitais

Interfaces de saídas digitais

Interfaces de entradasInterfaces de entradas analógicasanalógicas

1 rack principal1 rack principal Bus interno do autómato

Bus interno do autómato

1 ou vários racks de extensão para as

interfaces.

AlimentaçãoAlimentação

Interfaces de saídasInterfaces de saídas analógicasanalógicas

Interfaces de comunicação

Interfaces de comunicação

Interfaces inteligentesInterfaces inteligentes


A alimentação

Assegura a alimentação dos diferentes módulos

Um módulo de alimentação por rack (bastidor)

Bloco de visualização por leds OK, RUN, BAT

Botão de pressão RESET

Fusível

Pilha de salvaguarda de dados do programa

Bornes de ligação : alimentação e saída Watchdog

PSU = Power Supply Unit


Memóriaprograma

Memóriade

Memória

A unidade central ou processador

Signalização modo de

Interfaces de entradas

Interfaces de saídas

Memória programa

entradas

Memória de

entradas

Bus interno

de saídas Memória de saídas

Bus interno

OK

RUN

FAULT

OK

RUN

FAULT

funcionamento

Ligação PC de programação


As interfaces de entradas digitais ou TON

IsolamentoIsolamento

Detectores fim-de-curso

Encoders, codificadores

3 7 1 9

AdaptaçãoAdaptação

5 V 24 V

Bus interno

I0 I1 I2

FAULT

I0 I1 I2

FAULT

Sinalização do estado das entradas


Adaptação

As interfaces de saídas digitais ou TON

Accionadores

Pré-accionadores

IsolamentoIsolamentoBus interno

Amplificação

Adaptação Amplificação

5 V 24 V

Q0 Q1 Q2

FAULT

Q0 Q1 Q2

FAULT

Sinalização do estado das saídas


ConversãoAnalógica-Numérica

As interfaces de entradas analógicas

IsolamentoIsolamento

400Bus interno

400 Conversão Analógica-Numérica

CAN

Ligação dos captoresanalógicos : de nível, de pressão, de temperatura, etc…

Detectores, fins-de-curso,…

4 Volts 40°


ConversãoNumérica-Analógica

As interfaces de saídas analógicas

IsolamentoIsolamentoBus interno

800

80°

Ligação de : Regulador de pressão, Válvula de aquecimento, etc…

Detectores, fins-de-curso,…

Conversão Numérica-Analógica

CNA 8 Volts


Drivers +

Micro-process.

As interfaces de comunicação

PC de supervisão, autómatos, impressoras, modems etc…

Bus interno

Drivers + Micro

process.

RUN

ERR

RUN

ERR

Leds de diagnóstico

Trocas acíclicas

Configuração Regulação Diagnóstico

Tabela variáveis cíclicas

Dados de processso

CANopen, DeviceNet, Ethernet, Modbus, Profibus, etc…


Micro-

As interfaces inteligentes

Contagem

Comando de eixos

Comando de movimento

Pesagem…

Bus interno

processadorMicro

processador RUN

ERR.

RUN

ERR.

Leds de diagnóstico

Tabela de parâmetros Diagnóstico

Configuração Regulação Diagnóstico

Tabela variáveis cíclicas

Dados do processo


O autómato

{ Integra a parte de comando dos sistemas automatizados { Integra a parte operativa dos sistemas automatizados { Tem em conta as informações fornecidas pelos

accionadores



O autómato

→ { Integra a parte de comando dos sistemas automatizados { Integra a parte operativa dos sistemas automatizados { Tem em conta as informações fornecidas pelos

accionadores

Opção correcta


A Unidade Central ou Processador { Fornece a energia eléctrica necessária ao conjunto dos

módulos do autómato { Permite ligar captores e accionadores { Executa ciclicamente o programa aplicação



A Unidade Central ou Processador { Fornece a energia eléctrica necessária ao conjunto dos

módulos do autómato { Permite ligar captores e accionadores

→ { Executa ciclicamente o programa aplicação

Opção correcta


Uma interface de saída analógica permite ligar

{ Captores de nível

{ Válvulas de aquecimento

{ Codificadores, encoders



Uma interface de saída analógica permite ligar

{ Captores de nível → { Válvulas de aquecimento { Codificadores, encoders

Opção correcta


Arquitectura software do autómato Fases de desenvolvimento de uma aplicação

C Arquitectura software do autómato


Princípios de funcionamento – Etapas do processo

D

B

A


Estrutura memória do autómato

Unidade central

Dados

Programa

Constantes

RAM Com

possibilidade de

salvaguarda por

bateria

Variáveis utilizadas pelo programa em leitura e escrita

para realizar a aplicação

3 zonas

Armazenamento do programa

Armazenamento das constantes utilizadas pelo programa

RAM Salvaguardada

ou

EEPROM

O tamanho da memória depende do tipo de processador e da carta de extensão memória


A memória « Dados »

Variáveis internas

Variáveis sistema

Variáveis de interface

Variáveis dos blocos função

Memória « Dados » da Unidade Central

Destinadas a armazenar variáveis ao longo do programa

Variáveis provenientes das diferentes interfaces: digitais, analógicas, comunicação, inteligentes

Variáveis associadas aos blocos de função do tipo temporizadores, contadores, monostáveis…

Variáveis destinadas a dar informações sobre o autómato ou a agir sobre o mesmo

4 tipos de variáveis


%MW…

%MD…word

As variáveis internas Francês Inglês Síntaxe Formato

Bit Bit %M… 1 bit

Octeto Byte or %MB… Diferentes f matos 8 bits

Word Word 16 bits

Dupla word Dupla 32 bits

Flutuante Flutuante %MF… 32 bits


As variáveis das interfaces do processo Síntaxe Formato Utilização

Entrada digital

Saída digital

Entrada analógica

%I XY.i.r 1 bit Captor digital, fim-de-curso…

Saída analógica %QW XY.i.r 16 bits

%QD XY.i.r 32 bits

Comando, referência de velocidade, de temperatura, de posição

Para o processo

%Q XY.i.r 1 bit Contactores, relés, leds

%IW XY.i.r 16 bits

%ID XY.i.r 32 bits

Estado, temperatura, velocidade, pressão, posição, corrente…

Exemplo de endereços


Variáveis de interface de diagnóstico, regulação e configuração

Variáveis internas

Constantes internas

Entradas digitaisdiagnóstico

Diagnóstico Regulação

Configuração

Síntaxe Formato Utilização

%I XY.MOD.err 1 bit Diagnóstico ao nível do módulo

%I XY.i.err 1 bit Diagnóstico ao nível das vias

%MW XY.i.r 16 bits Variáveis de diagnóstico, de regulação, do estado das interface

%KW XY.i.r 16 bits Configuração da interface

Exemplo de endereços


Endereços das variáveis das cartas de interface

Endereços Micro e Premium

%IW XY.i.r

Endereço do rack

Posição da carta no rack

Número da via na carta

Nível da variável na via

Exemplo : %IW 104.0.12 Variável N°12 da via 0 Da carta situada no espaço 04 do rack N°1

Rack N°1, Espaço N°3, via

1 = endereço topológico


As variáveis dos blocos de funções Síntaxe Utilização

%Tmi .P Valor de pré-selecção do temporizador

%Tmi .V Valor corrente do temporizador

%Ci .P Valor de pré-seleção do contador

%Ci.V Valor corrente do contador

%Ri .I Word de entrada do bloco registo

%Ri. O Word de saída do bloco registo

Número do bloco de função

Temporizador

Contador

Bloco registo Pré-definidos e utilizados


As variáveis sistema

Síntaxe Acesso Utilização Bit

Leitura e escrita

Arranque a frio, arranque a quente Activação das tarefas, forçagem e posição de arranque

%S… Bases de tempo, estado autómato (RUN STOP), defeitos de E/S, estado da pilha de salvaguarda…

Só Leitura

Word %SW…

Tempos de execução das tarefas (típico, mini, máx.) , …

Só Leitura Estado do

autómato. Agir sobre o seu

comportamento Leitura

e escrita

Função de horodatador, parametrizações internas do ciclo, gestão da salvaguarda da memória de dados


Os diferentes códigos numéricos %MW100 = 1547 %MW100 = 11000001011 %MW100 = 60B

Decimal ( 0 a 9) Exemplo: %MW100 = 1547

IHM : temperatura, pressão

Binário ( 0 e 1) Exemplo: %MW100 = 11000001011 ou seja %MW100 = 1547 em decimal

Lógicas: variáveis digitais : ON - OFF Verdadeiro - Falso

Hexadecimal ( 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; A ; B ; C ; D ; E ; F) Exemplo %MW100 = 60B ou seja %MW100= 1547 em decimal

Máscara, operação lógica com octetos, words ou duplas words


MemóriaPrograma

A memória programa

Módulo Enchimento Instrução 1

Instrução 2

Módulo Gestão alarmes

Instrução 1

Instrução 2

Módulo Limpeza

Instrução 1

Instrução 2

Instrução 1 Instrução 2

Fim do programa

Memória Programa

RAM salvaguarda

REPROM

EEPROM


O ciclo do autómato

Inicialização autómato

Leitura das entradas

Escrita das saídas

Programa Instrução Instrução

… Instrução

RUN !!!

Tempo de ciclo = 20 ms

Vigiado por cão de guarda (watchdog)


AUTO

U

Os modos de funcionamento do autómato Inicialização autómato

Leitura das entradas

Escrita das saídas

Programa Instrução Instrução

… Instrução

RUN,RUN, AUTO

STOP, MANSTOP, MANU

STOP ou RUN ???

Selecção na face frontal: chave, botão, entrada digital dedicada.

A partir do software de programação

ou à distância via rede


O ciclo máquina

� Rega Logo que o reservatório esteja cheio e após uma espera de 5min é comandada a rega durante 25min.

� Modo de funcionamento da instalação • PARAGEM permite parar a bomba no caso de problemas. • ARRANQUE permite arrancar a instalação.

� Enchimento do reservatório O reservatório é alimentado por uma bomba. A bomba arranca : • logo que o nível baixo é detectado • logo que a rega esteja terminada A bomba pára logo que o nível alto seja atingido.

PARAGEM

ARRANQUE


Arranque a frio, arranque a quente Inicialização

Controlo autómato Parâmetros módulo

Inicialização das variáveis

Rega

Enchimento do reservatório

xxxxx

Arranque a frio

Secagem

Retoma a quente


Os dados utilizados pela aplicação são armazenados:

{ Numa memória RAM { Numa memória REPROM { Numa memória EEPROM



Os dados utilizados pela aplicação são armazenados:

{→ Numa memória RAM { Numa memória REPROM { Numa memória EEPROM

Opção correcta


A variável %M15 é uma variável interna do tipo:

{ Bit { Octeto { Word { Dupla word



A variável %M15 é uma variável interna do tipo:

{→ Bit { Octeto { Word { Dupla word

Opção correcta


A variável %MD100 é uma variável interna do tipo:

{ Bit { Octeto { Word { Dupla word



A variável %MD100 é uma variável interna do tipo:

{ Bit { Octeto { Word {→ Dupla word

Opção correcta


%IW104.1.10 é uma variável

{ interna { sistema { de interface { de um bloco função



%IW104.1.10 é uma variável

{ interna { sistema {→ de interface { de um bloco função

Opção correcta


O valor 105A

� É um valor decimal � É um valor hexadécimal � É um valor correspondente a um octeto � É um valor correspondente a uma word



O valor 105A

� É um valor decimal �→ É um valor hexadécimal � É um valor correspondente a um octeto � É um valor correspondente a uma word

Opção correcta


O valor 5A

� É um valor binário 0101 1010

� É um valor binário 0101 0010

� É igual ao valor decimal 80

� É igual ao valor decimal 90 Seleccione a ou as opções correctas


O valor 5A

� É um valor binário 0101 1010 � É um valor binário 0101 0010 �

�→

É igual ao valor decimal 80 É igual ao valor decimal 90

Opção correcta


O tempo de ciclo do autómato corresponde:

{ Ao tempo de execução do programa { Ao tempo de ciclo da máquina automatizada { Ao tempo de leitura das entradas, execução do

programa, escrita das saídas



O tempo de ciclo do autómato corresponde:

{ Ao tempo de execução do programa { Ao tempo de ciclo da máquina automatizada

→ { Ao tempo de leitura das entradas, execução do programa, escrita das saídas

Opção correcta


Fases de desenvolvimento de uma aplicação

D Fases de desenvolvimento de uma aplicação



Princípios de funcionamento – Etapas do processo.

C

B

A


Estrutura de uma aplicação autómato Declaração dos módulos e parâmetros

Estrutura, aplicação, valores iniciais das variáveis

Criação dos ecrãs de vigilância do processo.

Programação em diferentes linguagens

Blocos de funções

Visualização on-line da aplicação

Realização do dossiê de arquivo, salvaguarda


Descrição da estação autómato


Configuração material e software Hardware e

software


Bits%Ix.y :Entrada TON (x: posição da carta no rack, y: posição da entrada TON )%Qx.y : Saída TON%Mx : Bit interno (x: endereço do bit)%Mx:n Tabela de n bits internos%MWx:Xy Bit da wordinterna (y: posição do bit, x: endereço

Words%MWx : Word interna (x: endereço do bit)%MWx:n Tabela de n words%MDx : Word de 32 bits%MDx:n Tabela de n words%MFx (ou %FDx) : Word flutuante%MFx:n Tabela de n words%MBx(n) : Cadeia de n caracteres (x: endereço da cadeia de caracteres) %KWx, %KDx, %KFx : Constantes

Declaração e estrutura de dados Endereço Símbolo Comentário %I1.0 NIV_Haut Detecção nível alto

Declaração

Síntaxe IEC Estrutura

Inicialização processo

%MW0 até %MW50

Zona de comunicação

%MW200 até %MW700

da word)

Bits %Ix.y :Entrada TON (x: posição da carta no rack, y: posição da entrada TON ) %Qx.y : Saída TON %Mx : Bit interno (x: endereço do bit) %Mx:n Tabela de n bits internos %MWx:Xy Bit da word interna (y: posição do bit, x: endereço da word)

Words %MWx : Word interna (x: endereço do bit) %MWx:n Tabela de n words %MDx : Word de 32 bits %MDx:n Tabela de n words %MFx (ou %FDx) : Word flutuante %MFx:n Tabela de n words %MBx(n) : Cadeia de n caracteres (x: endereço da cadeia de caracteres) %KWx, %KDx, %KFx : Constantes


Estrutura do programa

Módulo

Enchimento

Instrução 1

Instrução 2 Módulo 1 (LD)

Módulo 2 (ST)

Módulo n (LD)

Tratamento de base

Módulo Misturador Instrução 1

Instrução 2

Módulo Esvaziar

Instrução 1

Instrução 2

Corte da rede

Módulo 10 (LD)

Módulo 12 (ST)

Módulo n (LD)

Tratamento sobre acontecimentos


As linguagens de programação

Ladder

ILLiteral

Grafcet

FBD

IEC 61131-3


Linguagem Ladder ou linguagem de contactos: LD


(* Mise à jour du voyant cycle en cours *)IF %M0 THENSET %M18;ELSE RESET %M18;END_IF;

(* RAZ application *)

SET %S0;END_IF;

IF %S0 THEN %MF502:=30.0;%MD0:=%MD2:=%MD4:=7;%MW202:=8;END_IF;

Linguagem Literal (Texto estruturado): ST

IF RE %M21 OR %S13 THEN

(* initialisation des variable sur reprise à froid *)

(* Inicialização e retorno à etapa inicial *) %L2: IF (NOT Bp_présence_véhicule AND NOT Cycle_lancé) THEN

Memo_départ_cycle:=TRUE; Memo_etape6:=FALSE; Cycle_lancé:=FALSE;

END_IF;

(* Leitura da hora *) RRTC(Horodateur:4);

(* Número de peças tratadas *) TOTAL:=ATELIER1 + ATELIER2;

Instruções

Comentários

Comentários

Comentários

Etiqueta


Etapas

Linguagem Grafcet: SFC

Transições

Acções


Linguagem Blocos Funcionais: FBD


Linguagem Lista de Instruções: IL

Instruções de programa Comentários


As tabelas de animação / abertura múltipla de janelas


Escolher a opção correcta relativamente à estrutura do automatismo

{ 1 . Definição dos dados 2 . Configuração do autómato 3 . Estrutura do programa 4 . Programação 5 . Tabelas de animação

{ 1 . Configuração do autómato 2 . Estrutura do programa 3 . Programação 4 . Estrutura dos dados 5 . Tabelas de animação

{

{

1 . Configuração do autómato 2 . Estrutura dos dados 3 . Estrutura do programa 4 . Programação 5 . Tabelas de animação



Escolher a opção correcta relativamente à estrutura do automatismo

→ { 1 . Definição dos dados 2 . Configuração do autómato 3 . Estrutura do programa 4 . Programação 5 . Tabelas de animação

{ 1 . Configuração do autómato 2 . Estrutura do programa 3 . Programação 4 . Estrutura dos dados 5 . Tabelas de animação

Opção correcta

{ 1 . Configuração do autómato 2 . Estrutura dos dados 3 . Estrutura do programa 4 . Programação

{ 5 . Tabelas de animação


As tabelas de animação

{ Permitem estruturar o programa { Permitem estruturar os dados { Permitem visualizar e modificar os dados em tempo real



As tabelas de animação

{ Permitem estruturar o programa { Permitem estruturar os dados {→ Permitem visualizar e modificar os dados em tempo real

Opção correcta


IF (NOT Bp_présence_véhicule AND NOT Cycle_lancé) THEN Memo_départ_cycle:=TRUE;

END_IF;

{ Está escrito em linguagem IL (Lista de Instruções) { Está escrito em linguagem Ladder (LD) { Está escrito em linguagem Grafcet { Está escrito em linguagem estruturada (ST)



IF (NOT Bp_présence_véhicule AND NOT Cycle_lancé) THEN Memo_départ_cycle:=TRUE;

END_IF;

{ Está escrito em linguagem IL (Lista de Instruções) { Está escrito em linguagem Ladder (LD) { Está escrito em linguagem Grafcet

→ { Está escrito em linguagem estruturada (ST)

Opção correcta


FIM Este documento foi elaborado por Fátima Borges (Engª), formadora

do Centro de Formação da Schneider Electric Portugal, nas áreas

da Automação Industrial, Diálogo Homem-Máquina, comunicação

e electrónica. [email protected]


Documents

Introducao aos automatismos industriais · PDF fileNo automatismo a parte de comando