Objectivo: GRAFCET: problemas de modelação. Prática do ... · O cilindro 1 dispõe de um sensor de meio curso, sendo a peça a arrastar suficientemente pesada para que o cilindro

AI/PráticasDEM/IST P9/1

PRÁTICA 9-11

Objectivo: GRAFCET: problemas de modelação. Prática do conceito de Master/Slave

Problema 9.1:

Problema 1: Um dispositivo automático destinado à triagem de caixas de dois tamanhos diferentes, é composto por um tapete que transporta as caixas, três cilindros e dois tapetes de evacuação, conforme está ilustrado na figura. Se a caixa for grande deve ir para o tapete 3 e sefor pequena para o 2.

Admita ainda:

Uma peça grande actua os sensores a e b e uma pequena só o b.

O cilindro 1 dispõe de um sensor de meio curso, sendo a peça a arrastar suficientemente pesada para que o cilindro pare imediatamente desde que lhe falta a alimentação.

a) Estabeleça o GRAFCET funcional para o sistema descrito apoiando-se na figura abaixo. Cilindro 1

Cilindro 2

Cilindro 3

Tapete 1

Tapete 2

Tapete 3


PRÁTICA 9-11

Problema 9.1:

b) Suponha agora que o início do processo é controlado por um botão de start que ao ser desactuado vai fazer terminar o processo no momento em que nova caixa iria ser colocada, ou seja no final do processo de colocação de uma. Durante este período de trabalho deve manter-se acesa uma luz verde.

Admita ainda a existência de um botão de emergência que ao ser actuado deve parar de imediato o sistema mal o cilindro que estiver em movimento parar. O sistema deve recomeçar no ponto aonde estava quando o botão de emergência for desactuado. Enquanto a emergência estiver activa deve acender de forma intermitente uma luz amarela.

Modele este sistema de comando com um GRAFCET Master.

c) Simule alínea a) deste problema usando o laboratório remoto. Estudecomo faria face às restrições deste laboratório

Nota: Este problema para simular oferece como problema principal ter um cilindro com um sensor de curso intermédio. A solução proposta para estes casos corresponde em envolver dois cilindros como se o corpo de um estivesse acoplado à haste do outro, estabelecendo-se as seguintes duas correspondência possíveis:

x0 xi x1 a0 a1 b0 b1 Comando1 0 0 1 0 1 0 A+ (X+ parte I)

0 1 0 0 1 0 1 B+ (X+ parte II)

0 0 1 0 1 0 1 A-B- (X-)


PRÁTICA 9-11

Quando se pretende que algo aconteça durante o recuo da segunda parte do curso, então deve-se separar estas de acordo com a tabela:

x0 xi x1 a0 a1 b0 b1 Comando1 0 0 1 0 1 0 A+ (X+ parte I)

0 1 0 0 1 0 1 B+ (X+ parte II)

0 0 1 0 1 0 1 B- (X- parte II)

0 1 0 0 1 1 0 A-(X- parte I)

No caso particular deste problema já estavam previstos 3 cilindros. Com a proposta de simulação feita atrás fica a faltar 1 cilindro. O que se sugere nestes casos é que o cilindro em falta seja simulado por um dos leds disponíveis e que os fins de curso sejam simulados portemporizadores (tempo de um curso). Um valor razoável é 2s.

Naturalmente que qualquer outro sensor lógico, que não sejam os fins de curso, têm de ser simulados por flags.

d) Simule alínea b) deste problema usando o laboratório remoto.


PRÁTICA 9-11

Solução Problema 9.1a:

a)

1

5

6

7

Caixa grande

Caixa diante do cil. 3

Avança cil. 1

Caixa sobre o tapete

Avança cil. 3Recua cil. 1

Recua cil. 3Recua cil. 1

2

3

4

Caixa pequena

Caixa diante do cil. 2

Avança cil. 1

Caixa sobre o tapete

Avança cil. 2Recua cil. 1

Recua cil. 2Recua cil. 1

Cilindro 2 recuado Cilindro 3 recuado

8 Recua cil. 1

Cilindro 1 recuado


PRÁTICA 9-11

Solução Problema 9.1b:


PRÁTICA 9-11

Solução Problema 9.1c:

Tabela de simulação usadana solução.

Flag 101sensor b

Flag 100sensor a

L2Cilindro 3

Cil_CCilindro 2Cil_A, Cil BCilindro 1


PRÁTICA 9-11

Solução Problema 9.1d:

Para uma adaptação ao modo de trabalho do SAIA (e à forma como foielaborado o programa) modificou-se o GRAFCET master da seguinteforma:

Neste exemplo escreveu-se o código correspondente em Lista de Instruções:


PRÁTICA 9-11; ordens

STH F 0RES L5

STH F 1SET L5CSB H 10

STH F 2CPB H 20ECOB

; **************************

PB 20 ; lâmpada a piscar

STH F 10ANL T 0RES F 10SET F 11LD T 0

10

STH F 11ANL T 0 RES F 11SET F 10LD T 0

10

; outputsSTH F 10OUT L6EPB

Solução Problema 9.1d:XOB 16SET F 0SET F 10EXOB

COB 00

STH F 0ANH startRES F 0SET F 1

STH F 1ANL startANH inic_ciclo ; ciclo a

iniciarRES F 1SET F 0

STH F 1ANH emergRES F 1SET F 2

STH F 2ANL emergRES F 2SET F 3

STH F 3RES L6 ; cuidado! tem

de estar aqui a ordemRES F 3SET F 1


PRÁTICA 9-11

Para correr este programa usou-se a tabela de correspondênciasdada a seguir.

Flag 101sensor b

Flag 100sensor a

L2Cilindro 3

Cil_CCilindro 2Cil_A, Cil BCilindro 1

Flag 103Emerg

Flag 102Start

Notar ainda que:

set inic_ciclo

SET Cil_ARES inic_ciclo


PRÁTICA 9-11

Problema 9.2:

Pretende-se modelar uma fechadura eléctrica, que só abre com a introdução de um número de 4 algarismos seguido da actuação de um botão de start. Um engano provoca o accionamento de um alarme sonoro, bloqueando o dispositivo de comando, que sópode ser reactivado de uma forma manual. Suponha ainda que, quando o código entrado é o correcto, a porta do cofre abre e é o próprio utente que a fecha quando pretende sair.

a) Modele em GRAFCET funcional o funcionamento cíclico descrito no enunciado.

b) Simule este problema usando o laboratório remoto. Para o efeito considere que a porta é simulada por um cilindro e o alarme por uma lâmpada. O botão de start será uma flag. O código entrado será colocado num registo. O código do cofre será introduzido no código. A desactivação do alarme é simulado por outra flag.


PRÁTICA 9-11

Problema 9.2:

c) Considere agora dois novos interruptores. Um, que se vaidesignar por LigaCofre que permite ligar e desligar o sistema de alarme sem impossibilitar que seja terminado o processo de abertura/fecho, e um outro de emergência - emerg, que permitabloquear a entrada, mesmo que esteja a ser introduzido um código correcto. Enquanto este botão estiver actuado, deve piscaruma luz amarela e ser feita uma chamada para a polícia(simulada com o acender de outra lâmpada) ) Após a sua desactuação o sistema fica disponível para novas aberturas atéque o botão de LigaCofre seja desligado.

d) Simule agora este problema usando o LabRemoto com o PG5.

Pontos em que deve tomar atenção:

Quando se está a chamar um bloco sequencial e se deixa a meio, ou se continua noutro ponto ou então deve ter-se o cuidado de fazer previamento um restart (rsb) para a etapa pretendida, preparando o hardware para isso (ver Help do PG5).

É apresentada a solução do master em LI.

Exercício: desenhe o GRAFCET correspondente exactamente a esse Master.


PRÁTICA 9-11

Solução Problema 9.2

a)

Nota: devido à simplicidade do problema foi possível usar o GRAFTEC para desenhar o GRAFCET funcional


PRÁTICA 9-11


b)

Código completo fornecido para download

LD R 19911975

CMP R 1991R 1990

acc Z

acc Zacc C


PRÁTICA 9-11


c)

d)Flags para a interface com o LabRemoto:

LigaCofre: F 198Emerg: F 199start: F 200Fecho: F 201ResAlarme: F 202

O escravo é muito semelhante ao apresentado atrás. Apenas se retira a inicialização do código do cofre e se introduz uma flag no início do ciclo.


PRÁTICA 9-11


d)

Flags para a interface com o LabRemoto:

LigaCofre: F 198Emerg: F 199start: F 200Fecho: F 201ResAlarme: F 202


PRÁTICA 9-11

STH F 2ANL EmergRES F 2SET F 1

; comandosSTH F 0RES L6

STH F 1OUT L4CSB H Escravo

STH F 2DYN F 500RSB H Escravo

1RES Cil_A

STH F 2CPB H LuzIntermitente

ECOB

Solução Problema 9.2XOB 16

SET F 0LD R 1991

1975EXOB

COB 00

STH F 0ANH LigaCofreRES F 0SET F 1

STH F 1ANL LigaCofreANH InitSlaveRES F 1SET F 0

STH F 1ANH EmergRES F 1SET F 2

d)


PRÁTICA 9-11

Problema 9.3:

a) Um carro desloca-se sobre um carril e permite, ao posicionar-se sobre uma tina, limpar as peças contidas num cesto. mergulhando-as num banho de desengorduramento, durante 30s. A carga e descarga do cesto faz-se manualmente na posição alta do cesto (sensor h actuado) com este colocado à esquerda (c1). A descarga faz-se à direita (posição c2). Para o efeito o operador humano dispõe de uma botoneira, em que um dos botões de mola serve para assinalar o cesto com carga e o outro o cesto descarregado.

O botão de carga acciona o processo de lavagem e o de descarga o do regresso à posição de carga.

Posto de carga Posto de

descarga

Posto de limpeza

S10-11/4


PRÁTICA 9-11

Problema 9.3:

b) Escreva o código correspondente com vista à sua simulação no LabRemoto não usando nesta alínea nenhum master (a fazer em casa a partir da solução dada.)

c) Imagine que se pretende monitorizar a produtividade do processo contando as vezes em que o intervalo de tempo entre a disponibilização do cesto e a ordem de lavagem é superior a um dado (seja 30s para fins de simulação). Esse número de vezes deve poder ser lido no master através da leitura dum registo.(logono PC remoto). Notar que se tiver seja, 1 minuto inactivo contarápor 2 vezes.

Imagine finalmente que há botão start que permite desligar todo o sistema no momento em que o cesto chega à posição de repouso. Enquanto estiver ligado uma luz verde deve estar acesa.

d) escreva o código correspondente com vista à sua simulação no Lab remoto.

S10-11/4


PRÁTICA 9-11

Solução problema 9.3

a)

S10-11/5


PRÁTICA 9-11


c)

S10-11/5


PRÁTICA 9-11


d)

S10-11/5

STH F 3ANH T 0ANL InitCicloRES F 3SET F 2

STH F 3ANL T 0ANH InitCicloRES F 3SET F 4

STH F 4 ; como não há condição de saídaINC contador ; têm de ficar aqui as ordensCPB H CopiaRegistoRES F 4SET F 2

; ordensSTH F 0LD contador

0 CPB H CopiaRegisto

STH F 1CSB H cicloOUT L2

ECOB

PB 20COPY contador

R 1990EPB

OB 16SET F 0EXOB

COB 00

STH F 0ANH startRES F 0SET F 1SET F 2

STH F 1ANL startANH InitCicloRES F 1SET F 0

STH F 2ANL startANH InitCicloRES F 2

STH F 2ANH startANH InitCicloRES F 2SET F 3LD T 0

300


PRÁTICA 9-11

Problema 9.4: Um sistema de furagem (ver Figura) permite o processamento de peças de duas alturas diferentes. Para o efeito utiliza o sensor b e o sensor m. Se uma peça é alta o sensor b é actuado primeiro que o m e se é baixa acontece o contrário. Também o processamento é diferente nos dois casos e está representado na figura. A furadora tem como posição inicial a mais alta. Durante todo o movimento descendente e ascendente a broca deve estar em funcionamento (rotação). O sistema pode funcionar de um modo ininterrupto desde que haja substituição (de uma forma automática ou não) das peças no fim de cada processamento.a) Estabeleça o GRAFCET para o comando deste sistema. Não considere nesta alínea situações de emergência e inicialização.

b) Simule este problema através do lab remoto usando um único bloco GRAFTEC. Sugestão: como já foi feito em problemas anteriores use dois cilindros para simular o curso mais longo.

h

m

p

fd

bh h

ffm

Peça baixa Peça alta

S10-11/6


PRÁTICA 9-11

c) Admita agora que o sistema de arranque/paragem do processo é constituído pelo interruptor de pressão d. Para o sistema descrito arrancar é preciso actuar d. Com o ciclo em movimento provoca-se a sua paragem desde que o sistema atinja a posição mais alta (de repouso) com o d desactuado.

Existe também dois alarmes sonoros que são accionado ao fim de 30s do sistema estar parado por falta de peças para processamento ou por a peça processada não ter sido retirada. Suponha finalmente que sempre que se pare o sistema o número de peças pequenas e grandes processadas seja guardado num registo para efeitos do controlo da produção.

Estabeleça o GRAFCET mestre que implemente as condições desta alínea, os GRAFCET escravos correspondentes aos alarmes e acrescentando ainda o que for necessário ao GRAFCET que definiu para a alínea anterior.

d) Simule no lab remoto estas especificações. Utilize lâmpadas para simular os alarmes.

S10-11/6


PRÁTICA 9-11

Solução problema 9.4a)

2

5

6

m (peça baixa)

f actuado

Desce broca3

4

5

b (peça alta)

m actuado

Desce broca

h actuado

Sobe broca

Desce broca

f actuado

Há peça

Broca a rodar1

Desce broca

6 Sobe broca

peça retirada

Sobe broca

peça retirada

GRAFCET “ciclo”

S10-11/7


PRÁTICA 9-11Solução problema 9.4

b)

Nota: como se poderá ver no código o sensor de peça baixa é o a1., evitando assim uma flag adicional. Para os restantes: h ≡ a0; f ≡ b1.

S10-11/7


PRÁTICA 9-11Solução problema 9.4

situação de peçapresente (e que vai ser baixa)Há peça

Tira peça

Peça alta

S10-11/7


PRÁTICA 9-11

c)

GRAFCET Master

GRAFCETs slaves: ver na alínea d).

S10-11/8


PRÁTICA 9-11

d)

XOB 16LD contador_pp

0LD contador_pg

0CPB 12 ; cópia para os registosSET F 0EXOB

COB 00

STH F 0ANH ddRES F 0SET F 1

STH F 1ANL ddANH InitCicloRES F 1SET F 0

; ordensSTH F 0RES L2CPB H 12 ; cópia dos registos

STH F 1SET L2CSB H cicloCSB H alarme1CSB H alarme2

ECOB

PB 12COPY contador_pp

registo_ppCOPY contador_pg

registo_pgEPB

S10-11/8


PRÁTICA 9-11

d)

semelhante aoanterior com alterações para o tornar mais claro

grafo "ciclo"

S10-11/8


PRÁTICA 9-11

d)

grafo "alarme1" grafo "alarme2"

S10-11/8


PRÁTICA 9-11

Problema 9.5: Seja o sistema de comando de uma barreira automática de acesso a um parqueamento pago que funciona de uma forma automática. A barreira é composta de duas partes E e D como se vê na figura. A parte esquerda pode abrir-se isoladamente e deixar entrar veículos de duas rodas. Ambas as partes podem abrir-se em conjunto e deixar passar veículos de quatro rodas. À esquerda das barreiras existe uma caixa de portagem que pode receber moedas de 1 e 2 euros. No solo existem duas placas A e B destinadas a detectar a presença de veículos.

Para que se abra apenas a parte esquerda é necessário que um veículo se coloque inteiramente sobre "a" e coloque pelo menos uma moeda de €1 em "u". Quando um veículo de 4 rodas pretende entrar ele irá estar sobre "a" e "b" e colocar pelo menos uma moeda de €2 em v ou duas de €1 em "u". A barreira fecha-se quando o veículo abandona "a" e "b" . De notar que o caracteriza um veículo de quatro rodas é o facto de "a" e "b"serem pisados dentro de um intervalo de tempo inferior a 20s.

Quando um veículo de 2 rodas se posiciona em B um alarme deve tocar só parando quando o veículo recuar.

E

b

D

a

u

v

a) Estabeleça o GRAFCET funcional escravo.

b) Escreva os cenários correspondentes a diferentes ciclos de funcionamento e a tabela de correspondências que deve utilizar a fim de fazer a implementação do problema no lab. remoto.

S10-11/9


PRÁTICA 9-11

c) Suponha agora que se pretende um sistema de controlo do número de veículos de quatro rodas presentes no parque num dado momento, e que não deve exceder um valor dado. Quando esse número é atingido o sistema de abertura das cancelas devem ser desactivados surgindo a indicação de “Parque Cheio” num painel luminoso. Nesta versão simplificada do problema os de 2 rodas contam para efeitos de entras e saídas como automóveis, podendo ambos designarem-se por veículos . O sistema retoma o funcionamento normal desde que haja pelo menos a saída de um automóvel. (por outro portão).Estabeleça o GRAFCET funcional mestre supondo que vai fazer a gestão das cancelas em função do número de carros presentes.

d) Escreva este módulo em lista de instruções (tente também em blocos funcionais) e adapte o anterior de forma a poder correr o problema no lab. remoto. Neste programa deve usar um registo para introduzir o número inicial de lugares disponíveis e para poder visualizar sempre que se deseja este número no parque.

S10-11/10


PRÁTICA 9-11

Solução do problema (realizado no editor do GRAFTEC por ser possível)a)

S10-11/11


PRÁTICA 9-11

Solução do problemaa)

macro 14 (nova página no editor GRAFTEC)

S10-11/11


PRÁTICA 9-11

b)

Cenário 1: carro e pagamento com €2 ("a" actuado antes de "b")

Entrada F101

F102

F103 F104

Acção

actua a 1 0 0 0

actua b 1 1 0 0

mete moeda€2

1 1 0 1 abre cancela

sai carro 0 0 0 0 fecha cancela

Cenário 2: carro e pagamento com 2 moedas de €1

Entrada F101

F102

F103

F104

Acção

actua a 1 0 0 0

actua b 1 1 0 0

mete moeda €1 1 1 1 0

moeda metida 1 1 0 0mete moeda €1 1 1 1 0 abre cancela

sai carro 0 0 0 0 fecha cancela


PRÁTICA 9-11

Cenário 3: mota em "a"

Entrada F101

F102

F103 F104

Acção

actua a 1 0 0 0

mete moeda€1

1 0 1 0 abre cancela

mota entra 0 0 0 0 fecha cancela

Cenário 4: carro e pagamento com 1 moedas de 2 euros ("a" actuado antes de "b")

Entrada F101

F102

F103

F104

Acção

actua b 0 1 0 0

actua a 1 1 0 0

mete moeda €2 1 1 0 1 abre cancelas

sai carro 0 0 0 0 fecha cancelas


PRÁTICA 9-11

Cenário 5: carro e pagamento com 2 moedas de 1 euro("b" actuado antes de "a")

Entrada F101

F102

F103

F104

Acção

actua b 0 1 0 0

actua a 1 1 0 0

mete moeda€1

1 1 1 0

moeda metida 1 1 0 0

mete moeda€1

1 1 1 0 abre cancelas

sai carro 0 0 0 0 fecha cancelas

Cenário 6: mota em "b" : accionamento de alarme

Entrada F101

F102

F103

F104

Acção

actua b 0 1 0 0 acciona alarmepassado 10s

desactua b 0 0 0 0 cala alarme


PRÁTICA 9-11

c)


PRÁTICA 9-11

d)

STH F 1ANH EntradaVeiculoParqueRES F 1SET F 3DEC ContadorLugaresCPB H 35

STH F 3ANL ContadorLugaresRES F 3SET F 4

STH F 3ANH ContadorLugaresRES F 3SET F 1

STH F 4ANH SaiCarroParqueDYN F 500RES F 4SET F 5

STH F 5RES F 5SET F 1INC ContadorLugaresCPB H 35

XOB 16SET F 0EXOB

COB 00

STH F 0ANH startRES F 0SET F 1

STH F 1ANH InitcicloANL startRES F 1SET F 0

sth SaiCarroParqueDYN F 500anH F 1RES F 1SET F 2

STH F 2DYN F 501INC ContadorLugaresCPB H 35RES F 2SET F 1


PRÁTICA 9-11

d)

; comandos

STH F 0CPB H 33 ; inicializa contador

STH F 1CSB H 20SET L1 ; parque livre

STH F 4RES L1OUT L6

ECOB

PB 33COPY R 1990ContadorLugaresEPB

PB 35COPY ContadorLugaresR 1990EPB

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Objectivo: GRAFCET: problemas de modelação. Prática do ... · O cilindro 1 dispõe de um sensor de meio curso, sendo a peça a arrastar suficientemente pesada para que o cilindro