Sistemas Lógicos

Programáveis I

Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG

Juiz de Fora

2018

FEDERAÇÃO DAS INDÚSTRIAS DO ESTADO DE MINAS GERAIS - FIEMG Flávio Roscoe Nogueira Presidente SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL - SENAI Departamento Regional de Minas Gerais Flávio Roscoe Nogueira Presidente do Conselho Regional Cláudio Marcassa Diretor Regional Edmar Fernando de Alcântara Gerente de Educação Profissional Luiz Eduardo Notini Greco Gerente de Gestão da Educação Ricardo Aloysio e Silva Gerente de Educação para a Indústria

Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - SENAI Departamento Regional de Minas Gerais CFP José Fagundes Netto

Sistemas Lógicos Programáveis I

Carlos Henrique Monteiro

Juiz de Fora 2018

© 2018. SENAI. Departamento Regional de Minas Gerais

SENAI/MG CFP José Fagundes Netto

Ficha Catalográfica

SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de Minas Gerais

FIEMG Av. do Contorno, 4456 Bairro Funcionários 30110-916 – Belo Horizonte Minas Gerais

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Sumário

Sumário Prefácio ....................................................................................................................... 7 Apresentação .............................................................................................................. 8 1 Introdução ................................................................................................................ 9 2 Controladores Programáveis .................................................................................. 10

2.1 Princípios de Funcionamento ..................................................................................... 11 2.2 Memórias do Controlador Programável ...................................................................... 11 2.3 Arquitetura e Especificação de Hardware .................................................................. 13

2.3.1 Módulos ou Interfaces de Entrada ....................................................................... 13 2.3.2 Módulos ou Interfaces de Saídas ........................................................................ 15

3 Linguagens de Programação ................................................................................. 19 3.1Norma IEC 61131-3 .................................................................................................... 19 3.2 Estruturas de Programação ....................................................................................... 20 3.3 Entradas, Saídas e Memórias .................................................................................... 21 3.4 Leituras das Entradas de Programação ..................................................................... 23 3.5 Variáveis de Programação ......................................................................................... 23 3.6 Comentários na Programação ................................................................................... 23 3.7 Dados de Programação ............................................................................................. 24 3.8 Tipos de Linguagens de Programação ....................................................................... 24

3.8.1 Linguagem de Baixo Nível ................................................................................... 24 3.8.2 Linguagem de Alto Nível ..................................................................................... 24

3.9 Aplicações das Linguagens de Programação aos CPs .............................................. 25 3.10 Técnicas Estruturadas de Programação .................................................................. 25

4 Linguagem Ladder ................................................................................................. 26 4.1 Diagramas de Contatos em Ladder ............................................................................ 27

4.1.1 Fluxo Reverso ..................................................................................................... 27 4.1.2 Repetição de Contatos ........................................................................................ 28 4.1.3 Contatos na Vertical ............................................................................................ 29 4.1.4 Leitura dos Degraus do Diagrama Ladder ........................................................... 30

4.2 Detecções de Eventos ............................................................................................... 30 4.3 Contador .................................................................................................................... 33

4.3.1 Contador Crescente ............................................................................................ 33 4.3.2 Contador Decrescente ........................................................................................ 33 4.3.3 Contador Bidirecional .......................................................................................... 34

4.4 Temporizador ............................................................................................................. 36 4.5 Instruções de Comparação ........................................................................................ 37 4.6 Instruções Matemáticas ............................................................................................. 37 4.6.1 Parâmetros das Instruções ..................................................................................... 37 4.7 Mover(MOVE) ............................................................................................................ 38 4.8 Conversor (CONVERT) .............................................................................................. 38 4.9 PWM .......................................................................................................................... 38 4.10 Interrupções ............................................................................................................. 40

5 Configuração Siemens S7 1200 ............................................................................. 42 5.1 Criando um novo projeto ............................................................................................ 42 5.2 Configuração da interface de comunicação ............................................................... 45 5.3 Habilitando acesso externo para supervisão .............................................................. 46 5.4 Criando tags e iniciando a programação .................................................................... 47

6

5.5 Download da programação e configuração para o CP ............................................... 48 6 Configuração Siemens S7 300 ............................................................................... 49

6.1 Criando um novo projeto ............................................................................................ 49 6.2 Configuração da interface de comunicação ............................................................... 52 6.3 Configuração dos endereços dos cartões de I/O ........................................................ 53

7 Exercícios ............................................................................................................... 54

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Prefá cio “Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento”.

Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.” Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada!

Gerência de Educação Profissional

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Apresentáçá o

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1 Introduçá o

10

2 Controládores Prográmá veis

11

2.1 Princípios de Funcionamento

2.2 Memórias do Controlador Programável

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13

2.3 Arquitetura e Especificação de Hardware

2.3.1 Módulos ou Interfaces de Entrada

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15

2.3.2 Módulos ou Interfaces de Saídas

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19

3 Linguágens de Prográmáçá o

3.1Norma IEC 61131-3

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3.2 Estruturas de Programação

21

3.3 Entradas, Saídas e Memórias

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23

3.4 Leituras das Entradas de Programação

3.5 Variáveis de Programação

3.6 Comentários na Programação

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3.7 Dados de Programação

3.8 Tipos de Linguagens de Programação

3.8.1 Linguagem de Baixo Nível

3.8.2 Linguagem de Alto Nível

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3.9 Aplicações das Linguagens de Programação aos CPs

3.10 Técnicas Estruturadas de Programação

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4 Linguágem Ládder

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4.1 Diagramas de Contatos em Ladder

4.1.1 Fluxo Reverso

28

4.1.2 Repetição de Contatos

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4.1.3 Contatos na Vertical

30

4.1.4 Leitura dos Degraus do Diagrama Ladder

4.2 Detecções de Eventos

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4.3 Contador

4.3.1 Contador Crescente

4.3.2 Contador Decrescente

34

4.3.3 Contador Bidirecional

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4.4 Temporizador

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4.5 Instruções de Comparação

4.6 Instruções Matemáticas

4.6.1 Parâmetros das Instruções

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4.7 Mover(MOVE)

4.8 Conversor (CONVERT)

4.9 PWM

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4.10 Interrupções

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5 Configuráçá o Siemens S7 1200

5.1 Criando um novo projeto

Em “Project name” defina um nome para seu projeto, após clique em “...” para escolher o local de armazenamento do projeto. Cliquem em “Create” ao finalizar.

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Escolha o controlador SIMATIC S7-1200, CPU 1214C AC/DC/Rly, modelo 6ES7 214-1BG40-0XB0, firmware versão 4.0

Role até o fim da página Clique em “Add”

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5.2 Configuração da interface de comunicação

Clique duas vezes na porta Profinet para configurá-la

Adicione o módulo opcional de saída analógica

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5.3 Habilitando acesso externo para supervisão

Configure o endereço IP do CP ou marque a opção “IP adress is set directly at the device” caso o CP já tenha IP configurado.

Clique duas vezes sobre o CP, localize a opção “Protection”, e marque a caixa “Permit access with...”. Esta opção permite ao CP comunicar-se externamente via Profinet com IHM’s e SCADA’s

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5.4 Criando tags e iniciando a programação

Na guia “PLC tags”, “Show all tags”, crie as tags necessárias para sua programação já adicionando os endereços corretos.

Na guia “Program blocks”, “Main [OB1]”, onde o projeto irá começar.

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5.5 Download da programação e configuração para o CP

Selecione a gui “PLC_1[CPU 1214C AC/DC/Rly], e clique em “Download to device”

No tipo de interface, selecione “PN/IE”, na interface, selecione a placa de rede que se comunicará com o CP, e clique “Start search”

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6 Configuráçá o Siemens S7 300

6.1 Criando um novo projeto

Em “Project name” defina um nome para seu projeto, após clique em “...” para escolher o local de armazenamento do projeto. Cliquem em “Create” ao finalizar.

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6.2 Configuração da interface de comunicação

2 cliques na interface profinet

Configure o IP do CP ou marque a opção “IP address is set directly at the devide” caso não queira alterar a configuração do controlador

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6.3 Configuração dos endereços dos cartões de I/O

2 cliques no cartão de IO’s digitais

Alterar o “Start address” do “Input address” e do “Output address” para 0(zero)

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7 Exercí cios 1)Segue o desenho em corte de um edifício de 2 andares.

Automatize o controle das lâmpadas utilizando a seguinte lógica:

1- Ao entrar pela porta do edifício o S1 detectará a presença da pessoa e deve

ser acionada a lâmpada L1

2- A pessoa começará a subir a primeira escada e ao ser detectada pelo sensor

S2, a lâmpada L2 deve ser acesa e a L1 apagada.

3- Continuando a subir a escada, ao chegar próximo do segundo andar o sensor

S3 detectará a presença, ascendendo a lâmpada L3 e apagando a L2.

4- Quando o sensor S3 não detectar mais presença, a lâmpada L3 deverá ser

apagada.

Mapa de I/O

Entradas Saídas Memórias

%I0.0 %Q0.0 %M0.0

%I0.1 %Q0.1 %M0.1

%I0.2 %Q0.2 %M0.2

%I0.3 %Q0.3 %M0.3

S1

L1

L2

L3

S2

S3

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2)Segue o desenho de uma escada rolante a ser automatizada

Se o pedestre chegar pela parte de baixo da escada, ele aciona a botoeira B1 e a escada liga no sentido “sobe”, até que o sensor S2 seja atuado, desligando assim a escada. Se o pedestre chegar pelo lado de cima, ele aciona a botoeira B2 e a escada liga no sentido “desce”, até que o sensor S1 seja atuado. Para a reversão do motor, utilize os contatores K1 e K2.

Mapa de I/O

Entradas Saídas Memórias

%I0.0 %Q0.0 %M0.0

%I0.1 %Q0.1 %M0.1

%I0.2 %Q0.2 %M0.2

%I0.3 %Q0.3 %M0.3

S1

S2

M1

B2

B1

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3)Segue o desenho de uma envasadora automática.

Funcionamento: O recipiente é colocado em frente ao sensor S2, então é aberta a solenoide VS1 durante 5s(tempo de enchimento), terminado o enchimento, a válvula fecha e a lâmpada L1 ascende sinalizando que a máquina está pronta para receber outro recipiente. Obs.:

Durante o enchimento a lâmpada L1 fica apagada.

O sensor SN1 detecta nível baixo do líquido a ser envasado, caso ele esteja atuado, a válvula não deve abrir, a lâmpada L1 deve ficar apagada e a L2 acesa.

SW1 é a chave geral da máquina. Mapa de I/O

Entradas Saídas Memórias

%I0.0 %Q0.0 %M0.0

%I0.1 %Q0.1 %M0.1

%I0.2 %Q0.2 %M0.2

%I0.3 %Q0.3 %M0.3

SN1

S2

VS1 L1

L2

SW1

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4)Segue um desenho de uma amassadora de latas

Funcionamento: Ao depositar uma lata, e ela ser detectada pelo sensor S1, o motor M1 é ligado e começa a amassar a lata, até que ela fique comprimida e passe pelo furo, ativando assim o sensor S2. Obs.: Se o motor tentar durante 5 segundos e mesmo assim a lata não for comprimida o suficiente para passar pelo furo, o motor deve parar e ser acionada a lâmpada L1 para que o operador retire a lata manualmente para que a máquina retorne o funcionamento. Após retirada a lata, a lâmpada L1 apaga.

Mapa de I/O

Entradas Saídas Memórias

%I0.0 %Q0.0 %M0.0

%I0.1 %Q0.1 %M0.1

%I0.2 %Q0.2 %M0.2

%I0.3 %Q0.3 %M0.3

S1

S2

M1

L1