UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI--ÁRIDOÁRIDOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Automação e ControleAutomação e ControleDispositivo de Selagem de Doce de Leite HI
Profª Danielle Casillo
Estudo de Caso: Dispositivo de Selagem de Doce de L eite HI
� Dispositivo de Selagem de Doce de Leite (DSDL 1)
� Objetivos:
� Inserir tampa no produto;
� Preparar Empacotamento.
Produto
PacoteTampa
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
DSDL 1: Principais Componentes
3 4
2
1) Esteira transportadora;2) Sinalização do processo;3) Posto de fixação de tampa;4) Sistema de empacotamento.
1
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DSDL 1: Fluxograma do Processo
Movimenta Esteira
Não
Início
Peça Posicionada?
Pronto para Embalar?
EmbalagemFixa Tampa
Sim Sim
Não
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DSDL 1: Dispositivos de Controle (Atuadores)
� Atuadores: Dispositivos que exercem ação sobre o processo� Podem ser: elétricos, mecânicos, pneumáticos, hidráulicos etc.� Quais atuadores existem no DSDL 1?
� Motor da esteira de transporte;
Cilindro para fixação da tampa;� Cilindro para fixação da tampa;
� Máquina de empacotamento
� Como seria a operação manual do Dispositivo de Selagem de Docede Leite ?
� Lâmpadas de Sinalização
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DSDL 1: Operação Manual
1) Ligar a esteira até que oproduto chegue ao local defixação de tampa
2) Quando o produto estiverposicionado, acionarcilindro de fixação de tampa
3) Quando o número de produtos for suficiente, acionar empacotamento
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DSDL 1: Como integrar Informações do Processo e atu adores
Pedal de movimentação
da esteira
Motor da esteira
Cilindro de fixação de
tampa
Liga Máquina
Movimenta Esteira
Peça Posicionada?
Pronto para Embalar?
Existe Tampa?
Embalagem
Fixa TampaRejeita Peça
Sim Sim
Sim
Não
Não Não
Liga Máquina
Movimenta Esteira
Peça Posicionada?
Pronto para Embalar?
Existe Tampa?
Embalagem
Fixa TampaRejeita Peça
Sim Sim
Sim
Não
Não Não
Botão de fixação da tampa
tampa
Botão de ativação do
empacotamentoDispositivo de
empacotamento
Sinalização de esteira parada
ou em movimento
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CLP: Como as saídas digitais controlam os atuadores
Relê acoplador
Contator 220VAC
Motor 220VAC
Lâmpada sinalizadora
Circuito comando 24 VDC
Circuito de potência trifásico
CLP
sinalizadora
Cilindro pneumático
Dispositivo de empacotamento
Relê acoplador
Válvula eletro-pneumática
Circuito pneumático
Circuito de potência monofásico
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CLP: Diferença entre entrada e saída. Digital ou an alógica?
� Informações do processo � entradas no CLP;
� Saídas do CLP � atuadores do processo;
� Entradas e saídas digitais (dois valores: ligado ou desligado);
� Entradas e saídas analógicas (número finito de valores:� Entradas e saídas analógicas (número finito de valores:resolução).
tempo
y
tempo
y
Sinal DigitalSinal Analógico
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� Conhecimento do processo;
� Levantamento de requisitos de I/O;
� Especificação do equipamento;
DSDL: Etapas para implantação da automação
����
����
����
Número de entradas digitais e analógicas?
� Especificação do equipamento;
� Projeto elétrico / pneumático;
� Desenvolvimento do programa;
� Testes do desenvolvimento.
?
?
?
����
Número de saídas digitais e analógicas?
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DSDL: Projeto elétrico sem CLP
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DSDL: Projeto elétrico com CLP
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Kit de treinamento
Entradas Digitais
CLP eZAP900
Saídas Digitais
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SPDSW: Ambiente de programação do CLP
� Objetivo:� Ferramenta de programação, configuração e supervisão
� SPDSW:� Gratuito;� Disponibilidade de atualizações;� Linguagem de programação;� Plataforma única de desenvolvimento;
Liga Máquina
Movimenta Esteira
Peça Posicionada?
Pronto para Embalar?
Existe Tampa?
Embalagem
Fixa TampaRejeita Peça
Sim Sim
Sim
Não
Não Não
Liga Máquina
Movimenta Esteira
Peça Posicionada?
Pronto para Embalar?
Existe Tampa?
Embalagem
Fixa TampaRejeita Peça
Sim Sim
Sim
Não
Não Não
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SPDSW: Tela Principal
Área de comandos
Barra de status
Painel do controlador
Painel do projeto
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SPDSW: Conexão com o CLP
A(Status da conexão)
BB(Porta de comunicação do PC)
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SPDSW: Eliminação do programa do CLP
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SPDSW: Criando um projeto novo
Este campo identifica o projeto no CLP
Janela do projeto
corrente
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SPDSW: Criando um projeto novo
Botão direito do mouse na janela do
projeto corrente
Menu Principal
Janela do projeto corrente
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SPDSW: Definindo o controlador a ser utilizado no p rojeto
A
ou
B
C
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SPDSW: Editor Ladder e documentação do programa
Comandos do Editor
Barra de Funções do ProgramaPrograma
Editor do Diagrama
Ladder
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SPDSW: Identificando as entradas e saídas (I/O´s) n o CLP
Lista de Identificadores (F7)A
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DSDL 1: Identificando os I/O´s no processo
O0003
O0000
O0001
O0002
I0002
O0004
I0000I0001
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SPDSW: Etapas da implementação do programa ladder
� Etapa 1: Ativação do motor da esteira e sinalização doprocesso;
� Etapa 2: Acionamento do cilindro de fixação e da máquina deempacotamento;
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Etapa 1: Acionamento da Esteira e Sinalização do Pr ocesso
� Funcionalidades a serem Implementadas:
� Ligar motor da esteira (O0000) se a chave de liga esteira (I0000) estiver pressionada;
� Ligar sinalização de processo em operação (O0002 – Lâmpada verde) se a esteira estiver ligada;
� Ligar sinalização de processo parado (O0001 – Lâmpada vermelha) se esteira � Ligar sinalização de processo parado (O0001 – Lâmpada vermelha) se esteira estiver desligada (ou em falha);
� Conceitos abordados:
� Documentação do programa ladder e de operandos;� Endereçamento de entrada / saída digital;� Principais comandos do editor (copia, recorta e cola, inserção e remoção de
linhas, movimentação de blocos);� Elementos básicos: Contato NA / NF e bobina;� Bloco de fim de programa.
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Etapa 1: Conceitos necessários
� Ligar motor da esteira �se a chave de liga esteiraestiver ligada ;
� Ligar sinalização de processo em � se a esteira estiver ligada ;funcionamento funcionamento
� Ligar sinalização de processo parado � se esteira estiver desligada ;
Contato NA
Contato NFRelé
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Etapa 1: Acionamento da esteira e sinalização do pr ocesso
Elementos Utilizados :
Funções Básicas
Contato NA
Contato NF
Relé
Funções de Fluxo
Relé
Fim de Programa
Conexão Vertical
Conexão Horizontal
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SPDSW: Utilizando o HELP do SPDSW
1) Posicione o cursor sobre o elemento do Editor2) Pressione as teclas “CTRL+H”
Acesso ao Help de um comando qualquer
1) Selecione com o mouse o comando no menu
2) Sem clicar no comando selecionado,
pressione F1
Acesso ao Help dos elementos do editor
Acesso ao Help do menu principal
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SPDSW: Salvando o programa e transferindo-o para o controlador
Carregar um programa no controlador Salvar o programa corrente
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SPDSW: Ativando o programa carregado e depurando
Se I0 está desligada, O1 éSe I0 está desligada, O1 éacionada.
Se I0 está ligada, O0 e O2 sãoacionadas .
Ativando depurador da tela principal
Ativando depurador do Editor Ladder
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Etapa 2: Acionamento do Cilindro de Fixação e Dispo sitivo de Empacotamento
� Funcionalidades a serem implementadas:
� Ligar cilindro de fixação (O0003) se o botão liga cilindro (I0001) estiverpressionado;
� Ligar dispositivo de empacotamento (O0004) se o botão ativaempacotamento (I0002) estiver pressionado;
� Não permitir que a esteira seja acionada quando o cilindro de fixação da� Não permitir que a esteira seja acionada quando o cilindro de fixação datampa for acionado. Manter a sinalização de processo em operação (O0002)acionada durante a etapa de fixação da tampa.
� Conceitos abordados:
� Lógica “E” através de contatos NA e NF;� Intertravamento.
No programa Ladder atual, inclua novas linhas e / o u altere as atuais para implementar as funcionalidades desta etapa!
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 2: Conceitos Necessários
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
DSDL 1: Substituindo a percepção humana
� Que elementos substituem a percepção humana?� Como identificar falhas e eventos de forma automática?
Embalagem está na posição correta para fixação da tampa?
Visão responde Sensor responde
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DSDL 1: Substituindo a percepção humana por sensore s
� Sensor de presença para identificar produto na posição deselagem;
� Sensor de presença para contabilizar o número de produtosdentro da máquina de empacotamento;
� Botão Liga / Desliga processo;
� Sensor de proximidade para verificação da existência detampa;
dentro da máquina de empacotamento;
� Sinal da máquina de empacotamento indicandodisponibilidade para um novo processo de empacotamento.
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
DSDL 1: Identificando os sensores no processo
I0001I0003
I0004
I0000
I0002
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DSDL 1: Fluxograma do Processo
Movimenta Esteira
Peça Posicionada?
Pronto para Embalar?
Não
NãoExiste
Tampa no Alimentador?
Início
Sim
EmbalagemFixa Tampa
Sim Sim
Sim
Não
Recarrega Alimentador
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SPDSW: Etapas da implementação para operação automática
� Etapa 3: Tratamento da falta de tampa no reservatório;
� Etapa 4: Temporização da fixação de tampa;
� Etapa 5: Sinalização de falta de tampa;
� Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto;
� Etapa 7: Empacotamento automático de produtos.
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Etapa 3: Verificação de presença de tampa no reserv atório
� Funcionalidades a serem implementadas:
� Se não houver tampa no alimentador (I0003), parar a esteira (O0000);� Nesta condição, a sinalização de processo parado O0001 deve seracionada e a sinalização de processo em operação O0002 deve serdesligada.�A esteira (O0000) deverá permanecer desligada até que a chaveliga/Desliga processo I0000 seja desligada e ligada novamente;
� Conceitos novos abordados:
� Contatos auxiliares;� Elementos de memória Flip Flop (SET e RESET).
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 3: Conceitos Necessários
A esteira deverá permanecer desligada até que I0000 seja desligada e ligada novamente .
Contato Auxiliar (R)Contato Auxiliar (R)
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� Ativa estado a cada transição de subida
� Reseta estado a cada transição de subida
� SET
� RESET
Oxxx
Oxxx
Etapa 3: Conceitos Necessários
ON
OFF
Entrada
SET
RESET
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Etapa 3: Verificação de presença de tampa
Elementos Utilizados:
Funções Básicas
Flip Flop tipo Set
Flip Flop tipo Reset
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Etapa 4: Fixação da tampa
� Funcionalidades a serem Implementadas:
� Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação detampa (O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo paraposição de repouso mesmo que a entrada I0001 continue acionada.
� Conceitos novos abordados:
� Memórias inteiras e definição de constantes;� Base de tempo do CLP da HI Tecnologia e utilização do Timer;� Sequenciamento.
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 4: Conceitos necessários
... avançar o cilindro de fixação de tampa por 5 segundos e, ao final destetempo, recuá-lo para posição de repouso, mesmo que a entrada I0001continue acionada.
Memória Inteira (M)Constante Inteira (K)Constante Inteira (K)
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Parâmetros
P1 - Memória de contagem de tempo
P2 - Memória de carga de tempo (resolução 0.01s)
SPDSW: Utilização do TEMPORIZADOR
P1P1P1P1P1 = P2
SH
P2P2P2P2
R
S
P1 = P1 -1 a cada 10 ms
P1 = P2
P1 =0
TMR
R
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Etapa 4: Documentação e Definição de Constantes e M emórias Inteiras
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 4: Fixação da tampa
Elementos Utilizados:
Funções Básicas
Temporizador
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 5: Sinalização de falha
� Funcionalidades a serem implementadas:
� Na sinalização de falha, a lâmpada vermelha deve ficar piscando de 1em 1 segundo. A falha só é apagada depois que o botão de liga / desligaprocesso for desligado e ligado novamente.
� Conceitos novos abordados:
� Utilização do Flip-Flop Oscilador;� Utilização do Flip-Flop Oscilador;
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 5: Conceitos necessários
EntradaON
OFF
� Inverte estado a cada transição de subida
� OSCILADOR
OSCILADOR
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Atualização do mapa de
saídas
Atualização do mapa
de entradasVerificação
do Programa de Aplicação
Inicialização do Programa de Aplicação
Etapa 5: Conceitos necessários
Execução do Programa de
Aplicação
Inicialização do Hardware
de Aplicação
Power up do Sistema Ciclo de Scan
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 5: Flip-Flop Oscilador e TIMER gerando pulsos
Elementos Utilizados:
Funções Básicas
Flip Flop Oscilador
...
Tempo|------|1seg
|------|1seg
R3
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 5: Sinalização de falha
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
DSDL: Operação automática
� Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto;
� Etapa 7: Empacotamento automático de produtos.
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
DSDL: Substituindo botões por sensores
Botão liga / desliga cilindro de fixação
I0001
Botão liga / desliga dispositivo de
empacotamento
I0002
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 6: Fixação automática da tampa
� Funcionalidades a serem implementadas:
� Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação detampa(O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo para
posição de repouso, mesmo que a entrada I0001 continue acionada.
� Ao final do tempo de 5 segundos, a esteira deverá ser acionadanovamente.
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 6: Fixação automática da tampa
� A solução é simples e pode ser implementada utilizandooperandos e informações já presentes no programa.
A
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Exercício extra
� Ao final do tempo de fixação, aguardar 0,5 segundo antes de ligara esteira para garantir que o cilindro não está em contato com oproduto quando a esteira for acionada novamente;
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 7: Realizar empacotamento do produto
� Funcionalidades a serem implementadas:
� Parar a esteira quando 12 produtos passarem pelo sensor de presençada entrada do dispositivo de empacotamento;� Acionar o dispositivo de empacotamento e aguardar o sinal do
Dispositivo (I0004) indicando que o equipamento terminou oempacotamento;
� Conceitos novos abordados:� Conceitos novos abordados:
� Função de movimentação (MOV);� Relê de pulso;� Funções matemáticas e funções de comparação.
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 7: Conceitos Necessários
� Contabilizar produtos
� Comparar com quantidade (exemplo: 12produtos)
� Zerar contagem depois de 20 segundos
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 7: Conceitos Necessários
Parâmetros:
� P1 - Operandos (M, K, D, Q);
� P2 - Operandos (M, K, D, Q);
� P3 - Resultado da operação matemática (M ou D).
P3 = P1 + P2 P3 = P1 - P2 P3 = P1 * P2 P3 = P1 / P2
� P3 - Resultado da operação matemática (M ou D).
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 7: Conceitos Necessários
� Gera 1 pulso a cada transição subida
� PULSO (One Shot)
EntradaON
Entrada
PULSO
OFF
1 scan
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
P1 (diferente) P2 P1 (igual) P2 P1 (menor que) P2
Etapa 7: Conceitos Necessários
Parâmetros:
� P1 - Operandos (M, D);� P2 - Operandos (M, K, D, Q).
P1 (menor ou igual) P2 P1 (maior que) P2 P1 (maior ou igual) P2
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Movimentação P1 ���� P2
Tipos de Movimentação de Dados
Etapa 7: Conceitos Necessários
Acesse o Help desta função através do Editor Ladder para identificar
todos os tipos de movimentações e particularidades a respeito.
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 7: Conceitos Necessários
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produ tos estejam no dispositivo
Elementos Utilizados:
Funções de Comparação
Maior ou Igual
Funções de Movimentação
Movimentação de Variáveis
Maior ou Igual
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produt os estejam no dispositivo
esteira deve desligar durante empacotamento
acionamento do dispositivo de empacotamento
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
• Para melhor entendimento do Projeto deve-sedescrever:– Os módulos de I/O utilizados;– Constantes inteiras/reais;
Documentação do Projeto
– Contatos auxiliares;– Memórias inteiras/reais;
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900
www.hitecnologia.com.br
Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900