noções básicas de clp rslogix500

NOES BSICAS DE CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL

Treinamento: SLC500

Treinamento para Manuteno 2

NOES BSICAS DE CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL

1. OBJETIVO ............................................................................................................................................... 5

2. ITENS ABORDADOS ............................................................................................................................. 5

3. SISTEMAS DE NUMERAO ............................................................................................................... 6 3.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................... 6 3.2 SISTEMAS DE NUMERAO POSICIONAIS ............................................................................................. 6

3.2.1 Base de um Sistema de Numerao ....................................................................................... 6 3.2.2 Representao Binria ............................................................................................................ 6 3.2.3 Representao em Octal e em Hexadecimal .......................................................................... 7

3.3 TIPOS DE DADOS ............................................................................................................................... 7 4. PRINCPIOS BSICOS .......................................................................................................................... 9

4.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................... 9 4.2 DEFINIO ......................................................................................................................................... 9 4.3 HISTRICO DA TECNOLOGIA ............................................................................................................... 9 4.4 PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO ........................................................................................................ 10 4.5 ESTRUTURA BSICA DE UM CLP ....................................................................................................... 10 4.6 CLASSIFICAO DOS CLPS .............................................................................................................. 11 4.7 TIPOS DE VARIVEIS ........................................................................................................................ 11

4.7.1 Entradas Digitais.................................................................................................................... 12 4.7.2 Entradas Analgicas .............................................................................................................. 12 4.7.3 Sadas discretas .................................................................................................................... 12 4.7.4 Sadas Analgicas ................................................................................................................. 13

4.8 ELEMENTOS BSICOS DE UM PROGRAMA LADDER ............................................................................. 13 4.9 FUNES LGICAS EM LADDER ........................................................................................................ 15

4.9.1 Funo E ou AND .................................................................................................................. 15 4.9.2 Funo OU ou OR ................................................................................................................. 15 4.9.3 Funo NO-E ou NAND ...................................................................................................... 16 4.9.4 Funo NO-OU ou NOR ..................................................................................................... 16 4.9.5 Temporizador ......................................................................................................................... 16 4.9.6 Circuitos de Selo.................................................................................................................... 17

4.9.6.1 Selo com prioridade no ligamento .................................................................................................... 17 4.9.6.2 Selo com prioridade no desligamento .............................................................................................. 17

4.10 EXERCCIOS..................................................................................................................................... 17 5. PRIMEIROS PASSOS COM O SOFTWARE RSLOGIX 500 ............................................................... 18

5.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 18 5.2 ELEMENTOS DO RSLOGIX 500 ......................................................................................................... 18

5.2.1 Janela Projeto ........................................................................................................................ 18 5.2.2 Documentao do Projeto ..................................................................................................... 19 5.2.3 Sistema de Ajuda do RSLogix 500 ........................................................................................ 19 5.2.4 Notas de reviso .................................................................................................................... 20 5.2.5 Arquivo de backup compactado e automtico ...................................................................... 20

5.3 EXERCCIO ...................................................................................................................................... 21 6. COMUNICANDO COM O SLC 500 ...................................................................................................... 22

6.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 22 6.2 TERMOS-CHAVE ............................................................................................................................... 22 6.3 OPES DE COMUNICAO .............................................................................................................. 23

6.3.1 Conexes DH+ ...................................................................................................................... 23 6.3.2 Conexes DH-485 ................................................................................................................. 23 6.3.3 Conexes RS-232 (Serial) ..................................................................................................... 23

6.4 MDULO DE MEMRIA EEPROM ..................................................................................................... 24

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6.5 CONFIGURANDO CONEXES ............................................................................................................. 24 6.6 RSLINX ........................................................................................................................................... 25 6.7 VEJA COMO ..................................................................................................................................... 27 6.8 EXERCCIO ...................................................................................................................................... 27

7. MONITORANDO E DIGITANDO DADOS USANDO O SOFTWARE RSLOGIX 500 .......................... 28 7.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 28 7.2 TERMOS-CHAVE ............................................................................................................................... 28 7.3 TIPOS DE ARQUIVOS DE DADOS ......................................................................................................... 29 7.4 FORMATO DE ENDEREO ................................................................................................................. 29 7.5 SMBOLOS ....................................................................................................................................... 30 7.6 CONFIGURAO DE E/S ................................................................................................................... 31 7.7 ARQUIVOS DE DADOS ....................................................................................................................... 32 7.8 VEJA COMO ..................................................................................................................................... 33 7.9 DETERMINANDO E MONITORANDO ENDEREOS DE ENTRADA E SADA DISCRETA ................................ 34 7.10 DETERMINANDO E MONITORANDO ENDEREOS DE ENTRADA E SADA ANALGICA .............................. 35 7.11 MONITORANDO E DIGITANDO DADOS INTEIROS E DE STATUS ............................................................. 36 7.12 CRIANDO E USANDO UM MONITOR DE DADOS PERSONALIZADO .......................................................... 36 7.13 EXERCCIOS..................................................................................................................................... 37

8. LOCALIZANDO A LGICA LADDER USANDO O SOFTWARE RSLOGIX 500 ............................... 38 8.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 38 8.2 OPES DE LOCALIZAO ................................................................................................................ 38 8.3 VEJA COMO ..................................................................................................................................... 39 8.4 EXERCCIOS..................................................................................................................................... 39

9. FORANDO ENTRADAS E SADAS USANDO O SOFTWARE RSLOGIX 500 ................................ 40 9.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 40 9.2 QUANDO USAR FORCE ..................................................................................................................... 40 9.3 FATORES A SEREM CONSIDERADOS ANTES DE USAR O FORCE .......................................................... 40 9.4 REGRAS PARA O FORCE ................................................................................................................... 41 9.5 VEJA COMO ..................................................................................................................................... 41 9.6 EXERCCIOS..................................................................................................................................... 41

10. EDITANDO A LGICA LADDER USANDO O SOFTWARE RSLOGIX 500 .................................. 42 10.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 42 10.2 EDIO OFF-LINE VERSUS ON-LINE .................................................................................................. 42 10.3 EDITAR MARCADORES DE ZONA ....................................................................................................... 43 10.4 VEJA COMO ..................................................................................................................................... 43 10.5 EXERCCIOS..................................................................................................................................... 44

11. REDES INDUSTRIAIS ...................................................................................................................... 45 11.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 45 11.2 INTRODUO ................................................................................................................................... 45 11.3 REDE DEVICENET ............................................................................................................................ 46

11.3.1 Topologia de Rede ................................................................................................................ 46 11.3.2 Estrutura Fsica...................................................................................................................... 47 11.3.3 Modos de Comunicao ........................................................................................................ 48

11.3.3.1 Polled message ............................................................................................................................... 49 11.3.3.2 Strobed message ............................................................................................................................. 49 11.3.3.3 Cyclic message ................................................................................................................................ 49 11.3.3.4 Mudana de Estado (Change Of State) ........................................................................................... 49

11.4 REDE CONTROLNET ........................................................................................................................ 49 11.4.1 Topologia de Rede ................................................................................................................ 50 11.4.2 Estrutura Fsica...................................................................................................................... 50

11.4.2.1 Cabo Coaxial ................................................................................................................................... 50 11.4.2.2 Fibra tica ....................................................................................................................................... 51

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11.4.3 Modos de Comunicao ........................................................................................................ 51 11.5 REDE ETHERNET ............................................................................................................................. 52

11.5.1 Topologia de Rede ................................................................................................................ 52 11.5.1.1 Topologia Linear .............................................................................................................................. 52 11.5.1.2 Topologia Anel ................................................................................................................................. 53 11.5.1.3 Topologia Estrela ............................................................................................................................. 53

11.5.2 Estrutura Fsica...................................................................................................................... 53 11.5.2.1 Par Tranado ................................................................................................................................... 54

12. EQUIPAMENTOS DIVERSOS .......................................................................................................... 55 12.1 O QUE VOC APRENDER ................................................................................................................. 55 12.2 FLEX I/O.......................................................................................................................................... 55 12.3 INVERSOR DE FREQNCIA .............................................................................................................. 57

12.3.1 Tipos de Inversores ............................................................................................................... 58 12.3.1.1 Inversor Escalar ............................................................................................................................... 58 12.3.1.2 Inversor "Vetorial" de Tenso .......................................................................................................... 59 12.3.1.3 Inversores Vetoriais de Fluxo ........................................................................................................... 59

12.4 SOFT START .................................................................................................................................... 60 12.4.1 Tipos de Partida de Motores ................................................................................................. 60 12.4.2 Tipos de Soft Start ................................................................................................................. 61

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1. Objetivo O presente treinamento tem como objetivo propiciar ao participante o entendimento dos princpios de funcionamento e as caractersticas bsicas de um controlador lgico programvel, suas aplicaes em redes industriais, aplicar as funes lgicas bsicas como ferramenta de desenvolvimento alm de viso geral sobre componentes de automao industrial. Como base do curso ser utilizado o controlador lgico programvel SLC-500 da Allen Bradley apresentando os procedimentos necessrios para detectar e eventualmente corrigir problemas em um sistema, utilizando o software de programao RsLogix500.

2. Itens abordados Este treinamento aborda os seguintes itens:

Bases Numricas e Tipos de Dados Controlador Lgico Programvel Instrues Bsicas Ladder Primeiros Passos com o software RSLogix 500 Descarregando, Entrando on-line e Salvando Monitorando e incluindo dados Interpretao de instrues Localizando memrias usadas no programa Forando entradas e sadas Editando lgicas Redes Industriais Equipamentos de uma Planta Industrial

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3. Sistemas de Numerao

3.1 O que voc aprender Sistemas de numerao binrio, octal, hexadecimal e suas aplicaes. Tipos de dados utilizados em programao.

3.2 Sistemas de Numerao Posicionais O mtodo usado para registrar quantidades ao qual estamos acostumados (sistema decimal) usa um sistema de numerao posicional. Isso significa que a posio ocupada por cada algarismo em um nmero altera seu valor de uma potncia de 10 (na base 10) para cada casa esquerda. Por exemplo: No sistema decimal (base 10), no nmero 125 o algarismo 1 representa 100 (uma centena ou 102), o 2 representa 20 (duas dezenas ou 2x101) e o 5 representa 5 mesmo (5 unidades ou 5x100). Assim, o nmero 125 pode ser expresso na seguinte notao: 125 = 1x102 + 2x101 + 5x100 = 100 + 20 + 5.

3.2.1 Base de um Sistema de Numerao A base de um sistema de numerao a quantidade de algarismos disponvel na representao. Os computadores utilizam a base 2 (sistema binrio) e os programadores, por facilidade, usam em geral uma base que seja uma potncia de 2, tal como 24 (base 16 ou sistema hexadecimal) ou, eventualmente, 23 (base 8 ou sistema octal).

Na base 10, dispomos de 10 algarismos para a representao do nmero: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9.

Na base 2, seriam apenas 2 algarismos: 0 e 1 Na base 16, seriam 16: os 10 algarismos aos quais estamos acostumados, mais

os smbolos A, B, C, D, E e F, representando respectivamente 10, 11, 12, 13, 14 e 15 unidades.

3.2.2 Representao Binria Os computadores modernos utilizam apenas o sistema binrio, isto , todas as informaes armazenadas ou processadas no computador usam apenas DUAS grandezas, representadas pelos algarismos 0 e 1. Essa deciso de projeto deve-se maior facilidade de representao interna no computador, que obtida por meio de dois nveis diferentes de tenso (~ 0V ou ~ +3V). Havendo apenas dois algarismos, portanto dgitos binrios, o elemento mnimo de informao nos computadores foi apelidado de bit (uma contrao do ingls binary digit). O conjunto de 8 bits corresponde a um byte e pode representar valores entre 00000000 a 11111111, 0 e 255 na base decimal. A representao binria perfeitamente adequada para utilizao pelos computadores. No entanto, um nmero representado em binrio apresenta muitos bits, ficando longo e passvel de erros quando manipulado por seres humanos. Para facilitar a visualizao e

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manipulao por programadores de grandezas processadas em computadores, so usualmente adotadas as representaes octal (base 8) e, principalmente, hexadecimal (base 16). Vale ressaltar aqui que a representao em cdigo binrio transparente ao usurio (incluindo programadores que usam linguagens de alto nvel). Cdigos binrios, octais ou, mais comumente, hexadecimais, so utilizados por programadores que utilizam programao de baixo nvel (cdigo de montagem).

3.2.3 Representao em Octal e em Hexadecimal Em projetos de informtica (isto , nos trabalhos realizados pelos programadores, analistas e engenheiros de sistemas), usual representar quantidades usando sistemas em potncias do binrio (octal e, principalmente, hexadecimal), para reduzir o nmero de algarismos da representao e conseqentemente facilitar a compreenso da grandeza e evitar erros. No sistema octal (base 8), cada trs bits so representados por apenas um algarismo octal (de 0 a 7). No sistema hexadecimal (base 16), cada quatro bits so representados por apenas um algarismo hexadecimal (de 0 a F). A seguir, apresentamos uma tabela com os nmeros em decimal e sua representao correspondente em binrio, octal e hexadecimal:

A base 16, ou sistema hexadecimal, pode ser indicado tambm por um "H" ou "h" aps o nmero, ou tambm o smbolo 0x. Por exemplo: FFH significa que o nmero FF (ou 255 em decimal) est em hexadecimal, que o mesmo de 0xFF.

3.3 Tipos de Dados Dados so utilizados para representao de entradas e sadas de informao em um programa, alm de auxiliar em processamentos internos. Os tipos de dados mais comuns em sistemas de programao so:

1 Char: o valor armazenado um caractere. Caracteres geralmente so armazenados em cdigos (usualmente o cdigo ASCII).

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2 Int: Nmero inteiro o tipo padro e o tamanho do conjunto que pode ser representado normalmente depende da mquina em que o programa est rodando.

3 Float: Nmero em ponto flutuante de preciso simples. So conhecidos normalmente como nmeros reais.

4 Double: Nmero em ponto flutuante de preciso dupla. 5 Void: Este tipo serve para indicar que um resultado no tem um tipo definido. Uma

das aplicaes deste tipo em C criar um tipo vazio que pode posteriormente ser modificado para um dos tipos anteriores.

Tipo de Dado Bits Intervalo de dados Caractere com Sinal 8 -128 a 127 Caractere sem Sinal 8 0 a 255 Inteiro com Sinal 16 -32768 a 32767 Inteiro sem Sinal 16 0 a 65535 Ponto Flutuante preciso simples 32 3,4E-38 a 3,4E+38 Ponto Flutuante preciso dupla 64 1,7E-308 1,7E+308

Dados podem ser utilizados em conjunto para usos especficos onde o valor e ndice do dado representa informao. Para isso utilizam-se os dados formando vetores, teis na para formar vetores de caracteres, para fazer mensagens em cdigo ASCII, como visto na figura abaixo.

Caractere A L E R T A 0 1 2 ndice no vetor

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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4. Princpios Bsicos

4.1 O que voc aprender Os princpios bsicos envolvidos em controladores lgicos programveis, histrico, o principio de funcionamento e suas instrues bsicas.

4.2 Definio Os CLPs ou Controladores Lgico Programveis podem ser definidos, segundo a norma ABNT, como um equipamento eletrnico-digital compatvel com aplicaes industriais. Os CPLs tambm so conhecidos como PLCs, do ingls: Programmable Logic Controller. O primeiro CLP data de 1968 na diviso de hidramticos da General Motors. Surgiu como evoluo aos antigos painis eltricos, cuja lgica fixa tornava impraticvel qualquer mudana extra do processo. A tecnologia dos CLPs s foi possvel com o advento dos chamados Circuitos Integrados e da evoluo da lgica digital. Trouxe consigo as principais vantagens:

a) fcil diagnstico durante o projeto b) economia de espao devido ao seu tamanho reduzido c) no produzem fascas d) podem ser programados sem interromper o processo produtivo e) possibilidade de criar um banco de armazenamento de programas f) baixo consumo de energia g) necessita de uma reduzida equipe de manuteno h) tem a flexibilidade para expanso do nmero de entradas e sadas i) capacidade de comunicao com diversos outros equipamentos, entre outras

4.3 Histrico da Tecnologia Historicamente os CLPs podem ser classificados nas seguintes categorias: 1a GERAO: Programao em Assembly. Era necessrio conhecer o hardware do equipamento, ou seja, a eletrnica do projeto do CLP. 2a GERAO: Apareceram as linguagens de programao de nvel mdio. Foi desenvolvido o Programa monitor que transformava para linguagem de mquina o programa inserido pelo usurio. 3a GERAO: Os CLPs passam a ter uma entrada de programao que era feita atravs de um teclado, ou programador porttil, conectado ao mesmo. 4a GERAO: introduzida uma entrada para comunicao serial, e a programao passa a ser feita atravs de micro-computadores. Com este advento surgiu a

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possibilidade de testar o programa antes do mesmo ser transferido ao mdulo do CLP, propriamente dito. 5a GERAO: Os CLPs de quinta gerao vm com padres de protocolo de comunicao para facilitar a interface com equipamentos de outros fabricantes, e tambm com Sistemas Supervisrios e Redes Internas de comunicao.

4.4 Principio de Funcionamento Conforme a figura abaixo, o CLP funciona de forma seqencial, fazendo um ciclo de varredura em algumas etapas. importante observar que quando cada etapa do ciclo executada, as outras etapas ficam inativas. O tempo total para realizar o ciclo denominado CLOCK. Isso justifica a exigncia de processadores com velocidades cada vez mais altas. Abaixo so definidas cada uma das etapas.

Incio: Verifica o funcionamento da C.P.U, memrias, circuitos auxiliares, estado das chaves, existncia de um programa de usurio, emite aviso de erro em caso de falha. Desativa todas as sadas. Verifica o estado das entradas: L cada uma das entradas, verificando se houve acionamento. O processo chamado de ciclo de varredura. Transfere os dados para memria: Envia para a memria os dados obtidos no ciclo de varredura. Campara com o programa do usurio: Atravs das instrues do usurio sobre qual ao tomar em caso de acionamento das entradas o CLP atualiza a memria imagem das sadas. Atualiza as sadas: As sadas so acionadas ou desativadas conforme a determinao da CPU. Um novo ciclo iniciado.

4.5 Estrutura Bsica de um CLP Fonte de alimentao: Converte a tenso da rede de 110 ou 220 VCA em +5VCC, +12VCC ou +24VCC para alimentar os circuitos eletrnicos, as entradas e as sadas. Unidade de processamento: Tambm conhecida por CPU, composta por microcontroladores ou microprocessadores (Intel 80xx, motorola 68xx, PIC 16xx).

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Endereamento de memria de at 1Mega Byte, velocidades de clock de 4 a 30 MHz, manipulao de dados decimais, octais e hexadecimais. Bateria: Utilizada para manter o circuito do relgio em tempo real. Normalmente so utilizadas baterias recarregveis do tipo Ni - Ca. Memria do programa supervisor: O programa supervisor responsvel pelo gerenciamento de todas as atividades do CLP. No pode ser modificado pelo usurio e fica normalmente em memrias do tipo PROM, EPROM, EEPROM. Memria do usurio: Espao reservado ao programa do usurio. Constituda por memrias do tipo RAM, EEPROM ou FLASH-EPROM. Tambm se pode utilizar cartuchos de memria, para proporcionar agilidade e flexibilidade. Memria de dados: Armazena valores do programa do usurio, tais como valores de temporizadores, contadores, cdigos de erros, senhas, etc. Nesta regio se encontra tambm a memria imagem das entradas a sadas. Esta funciona como uma tabela virtual onde a CPU busca informaes para o processo decisrio. Circuitos auxiliares: Atuam em caso de falha do CLP, so:

a) POWER ON RESET: desliga todas as sadas assim que o equipamento ligado, isso evita que possveis danos venham a acontecer.

b) POWER DOWN: monitora a tenso de alimentao salvando o contedo das memrias antes que alguma queda de energia possa acontecer.

c) WATCH DOG TIMER: o co de guarda deve ser acionado em intervalos peridicos, isso evita que o programa entre em loop.

4.6 Classificao dos CLPs Os CLPs podem ser classificados segundo a sua capacidade:

a) Nano e micro CLPs: possuem at 16 entradas e sadas. Normalmente so compostos por um nico mdulo com capacidade de memria mxima de 512 passos.

b) CLPs de mdio porte: capacidade de entrada e sada em at 256 pontos, digitais e analgicas. Permitem at 2048 passos de memria.

c) CLPs de grande porte: construo modular com CPU principal e auxiliar. Mdulos de entrada e sada digitais e analgica, mdulos especializados, mdulos para redes locais. Permitem a utilizao de at 4096 pontos. A memria pode ser otimizada para o tamanho requerido pelo usurio.

4.7 Tipos de Variveis As variveis analgicas so aquelas que variam continuamente com o tempo, elas so comumente encontradas em processos qumicos advindas de sensores de presso, temperatura e outras variveis fsicas. As variveis discretas, ou digitais, so aquelas que variam discretamente com o tempo, como sensores de nvel alto ou baixo em tanques e sensores de fechado e aberto em vlvulas.

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Varivel Analgica

Varivel Digital

4.7.1 Entradas Digitais So aquelas que fornecem apenas um pulso ao controlador, ou seja, elas tm apenas um estado ligado ou desligado, nvel alto ou nvel baixo. Como exemplo tem-se botoeiras (a), vlvulas eletro-pneumticas (b), pressostatos (c), termostatos (d), vistos na figura abaixo.

4.7.2 Entradas Analgicas Como o prprio nome j diz, elas medem as grandezas de forma analgica. Para trabalhar com este tipo de entrada os controladores tem conversores analgico-digitais (A/D). Atualmente no mercado os conversores de 10 bits so os mais populares. As principais medidas feitas de forma analgica so a temperatura e presso.

4.7.3 Sadas discretas So aquelas que exigem do controlador apenas um pulso que determinar o seu acionamento ou desacionamento. Como exemplo tem-se contatores (a) que acionam os motores de induo (b) e as vlvulas eletropneumticas (c), vistos na figura abaixo.

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4.7.4 Sadas Analgicas Como dito anteriormente, de forma similar o controlador necessita de um conversor digital para analgico (D/A), para trabalhar com este tipo de sada. Os exemplos mais comuns so: vlvula proporcional, acionamento de motores DC, displays grficos, entre outros.

4.8 Elementos Bsicos de um Programa Ladder A linguagem Ladder foi a primeira que surgiu na programao dos Controladores Lgicos Programveis (CLPs), pois sua funcionalidade procurava imitar os antigos diagramas eltricos, utilizados pelos tcnicos e engenheiros da poca. O objetivo era o de evitar uma quebra de paradigmas muito grande, permitindo assim a melhor aceitao do produto no mercado. O diagrama de contatos (Ladder) consiste em um desenho formado por duas linhas verticais, que representam os plos positivo e negativo de uma bateria, ou fonte de alimentao genrica. Entre as duas linhas verticais so desenhados ramais horizontais que possuem chaves. Estas podem ser normalmente abertas, ou fechadas e representam os estados das entradas do CLP. Dessa forma fica muito fcil passar um diagrama eltrico para linguagem Ladder. Basta transformar as colunas em linhas, como se mostra na figura abaixo, em um caso de uma simples partida direta.

Diagrama eltrico de uma partida direta

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Diagrama Ladder de uma partida direta No deve esquecer-se de ligar as botoeiras e contatores, que so os elementos de comando, externamente ao CLP. Para o caso deste comando as ligaes eltricas so mostradas na figura 2.3. importante observar que o rel foi colocado para permitir a existncia de dois circuitos diferentes, o de comando composto por uma tenso contnua de 24 V, e o circuito de potncia, composto por uma tenso alternada de 220 V. Ainda no CLP a letra I significa entrada (Input) e a letra O significa sada (Output). Deve-se lembrar sempre que em painis eltricos o CLP est inserido na parte de comando do mesmo.

Observando os dois exemplos dados, podem-se definir agora os elementos essenciais em uma programao Ladder, visto na tabela abaixo.

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4.9 Funes Lgicas em Ladder As funes lgicas so estudadas em todos e quaisquer elementos. A combinao entre os contatos NA e NF servem de importante orientao para o projetista e programador de circuitos lgicos. A tabela verdade de uma funo corresponde sada gerada conforme as entradas especificadas, ela construda utilizando todas as entradas lgicas. Representando assim uma sada para qualquer entrada possvel.

4.9.1 Funo E ou AND

4.9.2 Funo OU ou OR

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4.9.3 Funo NO-E ou NAND

4.9.4 Funo NO-OU ou NOR

4.9.5 Temporizador Temporizadores permitem contagem de tempo em um CLP, possuem caractersticas de estado para contagem (contagem quando em ON/OFF, quando houver mudana de estado, etc.) e tempo de contagem (na maioria em mili-segundos). No modelo abaixo, M1 memria de uso interno do temporizador e M2 o tempo de contagem configurado, na tabela ao lado observa-se que para execuo de contagem de tempo as linhas E1 e E2 devem ser verdadeiras ou conduzindo. Ao final da contagem a sada S1 feita igual a verdadeiro ou conduzindo.

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4.9.6 Circuitos de Selo Os selos so as combinaes mais bsicas entre elementos, destinados a manter uma sada ligada ou desligada, quando se utilizam botoeiras.

4.9.6.1 Selo com prioridade no ligamento

Com as duas chaves pressionadas o circuito sempre estar ligado.

4.9.6.2 Selo com prioridade no desligamento

Com as duas chaves pressionadas o circuito sempre estar desligado. o mais utilizado por questes de segurana.

4.10 Exerccios 1) Implemente um sistema que utilize as botoeiras e lmpadas do painel de testes para

representar a seguinte lgica: a. A lmpada vermelha ficar acesa somente quando a botoeira 1 estiver

pressionada e a botoeira 2 no estiver pressionada. b. A lmpada verde ficar acesa somente quando a botoeira 1 ou a botoeira 3

estiverem pressionadas e a botoeira 4 no estiver pressionada. 2) Faa um sistema semafrico implementado nas lmpadas do painel de testes. A

temporizao de verde ser 3 segundos, de amarelo 1 segundo e de vermelho 4 segundos.

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5. Primeiros Passos com o Software RSLogix 500

5.1 O que voc aprender Dado um projeto do RsLogix 500 em disco, voc ser capaz de realizar estas aes:

Abrir um projeto Navegar por um projeto Configurar o Monitor Usar o sistema de ajuda Salvar um projeto, incluindo a digitao de uma nota de reviso Visualizar o histrico de uma reviso de projeto Criar e restaurar arquivos de backup automticos e compactados

5.2 Elementos do RSLogix 500 A tela do RSLogix 500 inclui os seguintes elementos:

Barra de Ferramentas do Windows Barra de ferramenta de Status de Programa/Controlador Barra de Ferramenta de Instrues Janela Projeto Janela Ladder Janela Resultados Barra de Status do Windows

5.2.1 Janela Projeto A rvore de projeto do RSLogix contm as seguintes pastas: O Arquivo de Programa (Program Files) contm a lgica ladder que controla as entradas e sadas.

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5.2.2 Documentao do Projeto Os projetos podem incluir a seguinte documentao, que pode ser ativada ou desativada:

5.2.3 Sistema de Ajuda do RSLogix 500 O Software RSLogix 500 oferece os seguintes recursos de ajuda:

Para selees de menu, mensagens na Barra de status Para selees de botes, dicas de ferramentas Biblioteca de ajuda Referncia de conjunto de instrues

Para acessar rapidamente a ajuda sobre uma instruo especfica, selecione a instruo e pressione F1.

Ttulo de Pgina

Comentrio Linha

Descrio ender.

Smbolo

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5.2.4 Notas de reviso As notas de reviso apresentam as alteraes feitas em um projeto:

5.2.5 Arquivo de backup compactado e automtico A caixa de dilogo Abrir tambm exibe os arquivos de backup compactados e automticos:

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5.3 Exerccio Iniciar o software RSLogix 500

1. Restaure o projeto especificado pelo instrutor do disco de exerccio. 2. Maximize e restaure as janelas do projeto e ladder. 3. Selecione uma instruo e exiba a ajuda relativa a esta instruo. 4. Exiba a caixa de dilogo Propriedades de Visualizao e defina as seguintes

opes. 5. Usando Serach->Goto..., v para linhas diferentes no projeto, incluindo linhas de

diferentes arquivos de programas (por exemplo, 3:1,4:0) 6. Salve o projeto e digite uma nota de reviso 7. Visualize o histrico de reviso do projeto 8. Faa backup do projeto e armazene-o na pasta designada para tal.

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6. Comunicando com o SLC 500

6.1 O que voc aprender Dados um computador e projeto do RSLogix em uma rede, voc ser capaz de realizar estas aes:

Selecionar e conectar cabos Configurar drivers de comunicao Atribuir um endereo de n de projeto Descarregar um projeto Entrar On-Line no projeto pretendido Salvar um projeto On-Line

6.2 Termos-chave Off-Line: Refere-se a visualizar um projeto localizado no disco do computador, sem, entretanto estar se comunicando com o CLP. On-line: Refere-se a visualizar um projeto localizado no CLP, ou seja comunicando-se com o mesmo.

Driver: Uma subrotina de software que permite que um aplicativo se comunique com um dispositivo de hardware. Ex: O software RSLogix 500 necessita de um driver para comunicar-se com a porta de comunicao de um computador. N: Endereo de um dispositivo, como um controlador ou computador, em uma rede. Cada dispositivo deve ter um endereo de n exclusivo. Taxa de Comunicao: A velocidade na qual os dados so transferidos por um vnculo de comunicao, como entre um controlador e um computador. Descarregar: Transferir uma cpia de um projeto de um computador para um controlador.

Salvar: Gravar uma cpia de um projeto para a memria no-voltil de um computador. A memria no voltil mantm projetos quando o computador desligado. EEPROM: Mdulo que pode ser inserido em um controlador SLC 500 para manter uma cpia do projeto, caso o controlador passe por uma destas situaes:

Danificao de memria Falta de energia estendida

Importante: Descarregar substitui o projeto atual no controlador

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6.3 Opes de Comunicao Dependendo do controlador, voc pode entrar on-line usando diversas opes:

Opes de Comunicao

5/01 5/02 5/03 5/04 5/05

Ethernet OK DH+ OK DH-485 OK OK RS-232 OK OK OK

6.3.1 Conexes DH+ As conexes DH+ permitem que voc entre on-line em qualquer controlador em uma rede DH+ a partir de um ponto de conexo:

Usa o canal 1 de um controlador adequado Necessita de uma placa de comunicao 1784-PCMK, -KT, -KTX ou KTXD Usa taxa de comunicao de at 230,4 Kbits/segundo Permite um mximo de 64 (0-77 octal) ns

6.3.2 Conexes DH-485 As conexes DH-485 permitem que voc entre on-line em qualquer controlador em uma rede DH-485 a partir de um ponto de conexo:

Usa o canal 1 de um controlador adequado Necessita de uma placa de comunicao 1784-PCMK, -KTX ou KTXD Usa taxa de comunicao de at 19.200 bits/segundo Permite um mximo de 32 (0-77 decimal) ns

6.3.3 Conexes RS-232 (Serial) A porta RS-232 permite que voc entre on-line em um controlador especfico usando a porta de comunicao do computador:

Usa o canal 0 de um controlador adequado Necessita de conexo fsica como CLP (no pode ver os outros controlador na

rede, se houver) Usa taxa de comunicao de at 19.200 bits/segundo

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6.4 Mdulo de Memria EEPROM A memria EEPROM uma memria no voltil que inserida no CLP. No RSLogix, pode-se configurar para que o programa nela contida seja por exemplo, carregado automaticamente atravs da seguinte configurao:

6.5 Configurando Conexes Tpico o nome dado a uma referncia a uma conexo. O tpico do programa RSLogix 500 configurado em Controller Properties, na aba direita, pasta Controller. Abre-se a janela abaixo, onde foi destacado o nome do tpico. O nome do tpico, muitas vezes, corresponde ao nome da linha ou sistema que representa.

Para visualizar a conexo o qual o tpico faz referncia preciso ir barra de menu, em Comms System Comms.... Abre-se a janela mostrando as conexes do computador. Nesta janela pode-se alterar a conexo, fazer download ou upload do programa.

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Uma conexo s pode ser criada atravs de um software de comunicao OPC, que uma forma que o sistema operacional Windows utiliza para comunicao entre softwares e hardwares. O programa que permite essa interface o RSLinx.

6.6 RSLinx

O RSLinx a ferramenta que permite a conexo entre os softwares de programao, como o RSLogix, ou superviso, como RSView, e o CLP. Para isso necessrio configurar um tpico. Existem vrios tipos de conexo, conforme o tipo de comunicao do CLP. Para configurar uma conexo abra o RSLinx, para isso v em Iniciar Todos os Programas Rockwell Software RSLinx RSLinx Classic ou na Barra Iniciar, prximo ao relgio, clique no cone do RSLinx , se ele estiver ativo. Ao abrir v-se a tela abaixo. As principais funes so destacadas na figura.

Para visualizar as conexo v ao boto RSWho . Abre-se a janela que apresenta as conexes. Ao clicar em cada uma delas, no lado esquerdo, possvel ver, no lado direito, os equipamentos conectados. Nesta aplicao so apresentadas trs conexes: Ethernet, Ethernet IP e Backplane virtual.

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Para criar, apagar ou alterar uma conexo v ao boto Configure Drivers . Abre-se a janela onde se v as conexes atuais. Para criar uma nova conexo v a Avaliable Driver Types, selecione o tipo de conexo e clique em Add New. Dependendo da conexo ser pedida alguma outra informao como porta, IP, ou velocidade de comunicao. Para apagar uma conexo, muitas vezes, necessrio primeiramente par-la.

Abaixo apresentada a janela de criao de um tpico de comunicao serial.

Para criar, modificar e visualizar os tpicos e suas conexes v ao boto Topic Configuration . Abre-se a janela, como visto abaixo. Ao clicar no tpico, coluna esquerda, possvel ver sua conexo. No exemplo o tpico secador faz conexo com o CLP do Backplane Virtual, n 15.

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6.7 Veja como Estabelecer um vnculo de comunicao com um controlador especificado realizando estas aes:

Selecionar e conectar os cabos Configurar os drivers de comunicao Atribuir um endereo de n de projeto Descarregar um projeto Entrar on-line para o projeto pretendido Salvar um projeto on-line

6.8 Exerccio Neste exerccio, voc ir configurar os drivers de comunicao, descarregar, entrar on-line e salvar um projeto do SLC 500 usando duas opes de comunicao. Conecte a sada serial do computador ao controlador SLC 500. No software Linx, configure o driver de comunicao adequado usando os parmetros especificados pelo instrutor Abra o programa especificado e atribua um endereo de n para o SLC 500 Descarregue o projeto no controlador e entre on-line Entre off-line Configure mais um driver no linx para o outro tipo de conexo deste SLC Entre on-line usando esta nova conexo.

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7. Monitorando e Digitando Dados Usando o Software RSLogix 500

7.1 O que voc aprender Dados um computador configurado para comunicao e um projeto do RSLogix 500 em uma rede, voc ser capaz de monitorar e digitar dados realizando estas aes:

Determinar o endereo de um ponto de E/S Monitorar um arquivo de dados Alterar um bit Digitar novos dados Criar um monitor de dados personalizados Digitar novos dados usando um monitor de dados personalizados

7.2 Termos-chave Radical (Base): Quantidade de caracteres disponveis para cada dgito de um nmero em um sistema de numerao. Por exemplo, no sistema decimal (base 10), 10 caracteres, 0 a 9, esto disponveis para dgito. A tabela a seguir compara os diferentes radicais:

Radical Caracteres Disponveis Exemplo Binrio 0 ou 1 0000 0101 1111 1000 Octal 0 a 7 2770 Decimal 0 a 9 1528 Hexadecimal 0 a F 5F8 ASCII Conjunto de 256

caracteres \03\DD

Bit: Um dgito no radical binrio (0 ou 1). Um bit pode representar o estado, ativado ou desativado, de um dispositivo de E/S discreta. Palavra: No sistema SLC 500, 16 bits em seqncia. Por exemplo, os 16 bits que representam os 16 pontos de um mdulo de E/S compe uma palavra. Elemento: Uma palavra ou grupo de palavras que trabalham juntas como uma unidade. Por exemplo, um mdulo de E/S de 32 pontos usa duas palavras de memria. Essas palavras trabalham juntas como um elemento. Arquivo: Um grupo de elementos relacionados. Por exemplo, todos os elementos que representam as sadas compem o arquivo de sada.

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7.3 Tipos de arquivos de dados So os seguintes os tipos de arquivos do SLC 500:

Tipo de Arquivo

Nmero do Arquivo (reservado)

Dados armazenados

Sada 0 Estado dos terminais de sada Entrada 1 Estado dos terminais de entrada Status 2 Informaes sobre a operao do

controlador Binrio 3 Lgica de rel interno Temporizador 4 Valores predefinidos, de status e

acumulador do temporizador Contador 5 Valores predefinidos, de status e do

acumulador do contador Controle 6 Comprimento, posio e status das

instrues especficas de aplicativos Inteiro 7 Nmeros inteiros positivos ou

negativos Ponto Flutuante

8 Nmeros negativos ou positivos que incluem a vrgula decimal

Com exceo dos arquivos de sada, entrada e status, arquivos adicionais podem ser criados, conforme necessrio, em um total mximo de 256 arquivos (de 0 a 255).

7.4 Formato de Endereo Use o formato a seguir para o endereo de elementos, palavras e bits individuais:

Para endereos de arquivos de sada, entrada ou status, o nmero do arquivo pode ser omitido.

XF : E . W / B

Nmero do Arquivo

Tipo do Arquivo

Delimitador do elemento

Nmero do Elemento

Delimitador da palavra

Nmero da palavra

Delimitador do Bit

Nmero do Bit

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Se um elemento contm uma palavra, o nmero da palavra pode ser omitido.

Exemplos de Endereos Um dispositivo de E/S discreta ligado ao terminal 6 de um mdulo de entrada

instalado no slot 3 do rack principal: I : 3 . 0 / 6 Bit 15 do elemento 1 no arquivo de status: S 2 : 1 / 15 Elemento 10 do arquivo inteiro 7: N 7 : 10

7.5 Smbolos Um smbolo um nome alfanumrico atribudo a um endereo para identificar o endereo. Um smbolo deve satisfazer estas condies:

Exclusivo de um endereo At 20 caracteres em comprimento

Exemplos de Smbolos `

Voc pode usar um smbolo no lugar de um endereo para realizar estas tarefas: Digitar ou editar a lgica ladder Monitorar e incluir dados Procurar uma instruo

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7.6 Configurao de E/S A rvore de projetos pode ser usada para exibir a configurao de E/S:

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7.7 Arquivos de Dados Os arquivos de dados tambm podem ser exibidos e abertos por meio da rvore de projetos:

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7.8 Veja como Monitorar e incluir dados realizando as seguintes aes;

Determinar o endereo de um ponto de E/S Monitorar um arquivo de dados Digitar novos dados Alterar um bit Criar um monitor de dados personalizados Digitar novos dados usando um monitor de dados personalizados

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7.9 Determinando e Monitorando Endereos de Entrada e Sada Discreta

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7.10 Determinando e Monitorando Endereos de Entrada e Sada Analgica

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7.11 Monitorando e Digitando Dados Inteiros e de Status

7.12 Criando e Usando um Monitor de Dados Personalizado

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7.13 Exerccios Determine o endereo de algumas E/S sugeridas pelo instrutor Abra diversos arquivos e monitore seus elementos Crie smbolos para algumas memrias sugeridas pelo instrutor Comente uma lgica e um endereo

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8. Localizando a Lgica Ladder Usando o Software RSLogix 500

8.1 O que voc aprender Dado um projeto do RSLogix 500, voc ser capaz de localizar a lgica ladder realizando estas aes:

Encontrar a prxima ocorrncia de uma instruo, um smbolo ou endereo. Encontrar todas as ocorrncias de uma instruo, um smbolo ou endereo. Substituir instrues e endereos. Exibir um relatrio de referncia cruzada. Localizar usando diagnsticos avanados.

8.2 Opes de Localizao A tabela a seguir apresenta as opes de localizao disponveis no software RSLogix 500:

Opo de Localizao Funo

Encontrar o Prximo Localiza e exibe a prxima ocorrncia do endereo, smbolo ou da instruo especificados.

Encontrar Todas Localiza todas as ocorrncias de um endereo, smbolo ou instruo especificados e as listas na janela resultado.

Encontrar Especial Localiza as zonas de edio.

Substituir Localiza um endereo, smbolo ou instruo especificados e substitui por um endereo ou uma instruo diferente.

Referncia Cruzada Exibe uma lista dos endereos ou smbolos do projeto e suas respectivas instrues e linhas. Diagnsticos Avanados

Localiza uma instruo de sada usando a documentao do projeto.

Ir Para Localiza uma linha especificada

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8.3 Veja como Localizar a lgica ladder realizando estas aes:

Encontrar a prxima ocorrncia de uma instruo, um smbolo ou endereo. Encontrar todas as ocorrncias de uma instruo, um smbolo ou endereo Substituir instrues e endereos Exibir um relatrio de referncia cruzada Localizar usando diagnsticos avanados

8.4 Exerccios Abra o projeto indicado pelo instrutor Localize os endereos e smbolos sugeridos pelo instrutor Gere um relatrio de referncia cruzada a partir de determinado endereo Localize e substitua alguns endereos sugeridos pelo instrutor

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9. Forando Entradas e Sadas Usando o Software RSLogix 500

9.1 O que voc aprender Dado um projeto do RSLogix 500, voc ser capaz de forar entradas e sadas.

9.2 Quando usar Force O Force pode ser usado para qualquer uma das situaes a seguir:

Verificao da fiao de campo Verificao da funcionalidade dos dispositivos de sada de campo Teste de uma parte da lgica do programa Simulao de entradas que no esto ligadas

9.3 Fatores a Serem Considerados Antes de Usar o Force Considere estes fatores antes de usar o Force:

Possvel perigo para os funcionrios. Resposta da mquina E/S forada. Possveis efeitos em outras partes da mquina e/ou processo.

ATENO: Seja EXTREMAMENTE CUIDADOSO ao usar o Force. Todas as funes do Force podem resultar em movimentao repentina de equipamentos, ferindo possivelmente funcionrios ou danificando o equipamento. Se os Forces forem estabelecidos, a ativao dos Forces ir ativar todos sem aviso. Se os Forces forem ativados, todos os Forces adicionais entraro em ao imediatamente. Antes de continuar, verifique o status dos Forces, se voc est on-line no controlador correto, notifique os funcionrios das alteraes propostas e tome precaues de segurana adequadas.

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9.4 Regras para o Force Estas regras aplicam-se ao forar:

Os forces aplicam-se apenas a entradas e sadas reais. Se os Forces forem estabelecidos, a ativao dos Forces ir ativar todos sem

aviso. Se os Forces forem ativados, todos os Forces adicionais entraro em vigor

imediatamente. Os Forces so gravados e descarregados com um projeto.

O arquivo de force de entrada modifica os dados recebidos dos mdulos de entrada e o arquivo de Force de sada modifica os dados enviados para os mdulos de sada.

9.5 Veja como Forar entradas e sadas.

9.6 Exerccios Abra o projeto indicado pelo instrutor. Force algumas entradas e sadas sugeridas pelo instrutor. Habilite, desabilite e remova os forces.

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10. Editando a Lgica Ladder Usando o Software RSLogix 500

10.1 O que voc aprender Dado um projeto, voc ser capaz de produzir as seguintes alteraes:

Incluir uma linha, instruo e endereo ou smbolo. Editar uma instruo. Incluir uma ramificao. Verificar a lgica ladder. Editar a lgica ladder on-line nos modos Programao Remota e Operao

Remota.

10.2 Edio Off-line versus On-line Apesar de ser possvel editar projetos SLC 5/03 e 5/04 enquanto estiver on-line, a edio off-line mais segura e fcil do que a edio on-line. Entretanto em situaes em que a planta/mquina no possa parar, a edio on-line recomendada, uma vez que, editando off-line, ser necessrio que o programa seja novamente descarregado o que acarretaria a parada da planta, algo no desejado na maioria das vezes. A tabela a seguir compara a seqncia de aes que voc deve realizar com opes de edio diferente:

Aps editar... Voc deve realizar as seguintes aes... Off-line Verificar On-line no modo Programao Remota

Verificar Aceitar

On-line no modo Operao Remota

Verificar Aceitar Testar Montar

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10.3 Editar Marcadores de Zona A tabela a seguir apresenta os marcadores de zona usados pelo software RSLogix 500:

Este marcador...

Corresponde a uma linha que voc est...

e Incluindo ou editando i ou I* Inserindo no projeto r ou R* Substituindo pela linha que o precede imediatamente, que est

marcada com i D* Excluindo do projeto

* Marcadores em maiscula se aplicam somente edio on-line no modo Operao Remota. Quando as edies so aceitas, os marcadores em minsculas i e r mudam para marcadores em maisculas.

10.4 Veja como Modificar um projeto do RSLogix 500 realizando estas aes:

Incluir uma linha, instruo e endereo ou smbolo. Editar uma instruo. Verificar a lgica ladder. Editar a lgica ladder on-line em modo programao e operao.

ATENO: Seja extremamente cuidadoso ao editar a lgica on-line. Qualquer erro pode ferir os funcionrios e danificar o equipamento. Antes de editar a lgica ladder on-line realize as seguintes aes:

Avalie como o maquinrio responder s alteraes. Verifique com preciso as alteraes propostas. Notifique os funcionrios sobre as alteraes.

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10.5 Exerccios Abra o projeto determinado. Faa as alteraes sugeridas pelo instrutor. Verifique as edies feitas na Etapa2. Salve o projeto e digite uma nova reviso. Descarregue o projeto e entre on-line. Coloque o controlador em modo programao remota e faa as alteraes sugeridas pelo instrutor. Verifique e aceite as edies feitas. Coloque o controlador em modo operao remota. Faa as alteraes sugeridas instrutor Verifique aceite, teste e monte as edies. Salve o projeto e entre off-line.

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11. Redes Industriais

11.1 O que voc aprender Os tipos de redes utilizadas comumente em indstrias, suas topologias, estrutura fsica e modos de comunicao. Entender o papel de cada uma e suas funcionalidades. Sabendo diferenciar em qual rede deve estar diferentes equipamentos.

11.2 Introduo A Allen Bradley, uma empresa do grupo Rockwell Automation, oferece uma arquitetura integrada de rede viabilizando um eficiente fluxo de informaes e dados em todos os nveis da automao industrial. So disponibilizados protocolos abertos para os nveis de dispositivos, controle e informao com possibilidade de combinaes sem sacrifcio de desempenho. Protocolo aberto significa que as especificaes e tecnologia no so gerenciadas ou controladas pela Rockwell Automation. Estas solues so um avano dos antigos protocolos de comunicao proprietrios da Rockwell. Com esta arquitetura possvel:

a) Controlar: Estipulando transferncia de dados em vrios mtodos com selecionveis taxas de atualizao de E/S, entradas compartilhadas, mensagens multicast e ponto a ponto e intertravamentos entre controladores.

b) Configurar: Viabilizando a configurao de todos os dispositivos da rede de qualquer localizao.

c) Coletar: Estipulando uma soluo para visualizao de dados em IHMs, com grficos de tendncias e anlises de dados para manuteno e soluo de problemas.

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A figura mostra trs nveis de um sistema de automao industrial onde podemos localizar as solues propostas pela Rockwell. No nvel inferior, o cho de fbrica, o protocolo DeviceNet possibilita a interligao de dispositivos com informaes discretas enquanto que a instrumentao de processo faz uso do Foundation Fieldbus. No nvel intermedirio, os CLPs, IHMs e PCs fazem uso do protocolo ControlNet, onde antes a Rockwell tinha como soluo os protocolos Data Highway Plus e Data Highway 485. No nvel superior ou de informao proposta a utilizao do protocolo Ethernet/IP.

11.3 Rede DeviceNet A rede DeviceNet, lanada em 1994, derivada da rede CAN, adaptada para operar ao nvel de equipamentos desde os mais simples como sensores on/off e mdulos I/O at os mais complexos, como interfaces homem mquinas e inversores de freqncia para controle de velocidade de motores.

11.3.1 Topologia de Rede A rede DeviceNet admite somente a topologia com um cabo tronco (principal) e derivaes executadas obrigatoriamente do cabo principal, como visto na figura abaixo.

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A rede admite 64 equipamentos ativos, endereados de 0 a 63, porm sugerida a utilizao de no mximo 62 equipamentos, deixando os endereos 62 e 63 livres, sendo o endereo 62 reservado para a interface de comunicao com o micro de configurao da rede e o endereo 63 para conexo de novos instrumentos, visto que este o endereo default que os equipamentos saem de fbrica. A tabela ilustra as restries quanto ao comprimento dos cabos em funo da taxa de transmisso adotada para a troca dos dados na rede. A rede DeviceNet requer resistores de terminao montados nos dois extremos do cabo principal da rede, que tem como funo evitar a reflexo dos sinais, e deve ser montado com resistores de 121 , watt, conectado entre os dois fios do par de comunicao (azul e branco). A velocidade de comunicao est relacionada diretamente ao comprimento mximo da rede. Quanto menor o comprimento maior a velocidade possvel de ser utilizada, como visto na tabela abaixo.

Velocidade Distcia Mxima (Flat)

Distcia Mxima (Cabo Espesso)

Distcia Mxima (Cabo Fino)

125K bits/s 420m (1378 ft) 500m (1640 ft) 100m (328 ft) 250K bits/s 200m (656 ft) 250m (820 ft) 500K bits/s 75m (246 ft) 100m (328 ft)

11.3.2 Estrutura Fsica A rede DeviceNet utiliza dois pares de fios, um deles para a comunicao e o outro para alimentao em corrente contnua dos equipamentos conectados a rede. Existe ainda uma blindagem externa dos pares, via fita de alumnio e a blindagem geral do cabo via malha tranada com fio de dreno.

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As cores dos fios so padronizadas, com o par de alimentao em vermelho (V+) e preto (V-) e o par de comunicao com branco para o sinal chamado de CAN High e azul para o CAN Low. Existem hoje 3 cabos disponveis, o cabo tronco tambm conhecido por cabo grosso, que tem dimetro externo de 12,5 mm, outro chamado de cabo fino com dimetro externo de 7 mm e um terceiro chamado flat que possui um perfil chato para ser utilizado por conectores especiais com a tecnologia de perfurao visando reduzir o tempo de montagem. Os sinais de comunicao utilizam a tcnica de tenso diferencial para os nveis lgicos, visando diminuir a interferncia eletromagntica, que ser igual nos dois fios e aliada a blindagem dos cabos, tende a conservar a integridade da informao.

11.3.3 Modos de Comunicao O conceito de produtor - consumidor foi adotado pela rede DeviceNet, sendo que um elemento produz a informao no barramento e os elementos que necessitam desta informao a consomem, diferentemente da maioria dos protocolos em que a comunicao nica e exclusivamente entre dois elementos. O conceito produtor - consumidor visa eliminar troca de informaes desnecessrias, e utiliza mtodos de comunicao apropriados tais como: polled, strobed, change-of-state e cyclic.

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11.3.3.1 Polled message

Neste mtodo o mestre, no caso o carto scanner da rede montado no controlador, gera uma mensagem de comando direcionada a um determinado escravo (ponto-a-ponto) e a resposta do escravo direcionada ao mestre, portanto podemos perceber que para cada escravo o mestre gera uma requisio individual e recebe um pacote de informaes do respectivo escravo.

11.3.3.2 Strobed message

Neste mtodo o mestre gera uma requisio tipo multicast no barramento da rede e todos os escravos com comunicao strobed respondem um aps o outro, portanto temos uma requisio geral do mestre e respostas individuais de cada escravo strobed;

11.3.3.3 Cyclic message

Neste mtodo o escravo atualiza seus dados no mestre da rede em intervalos de tempo pr-definidos, e este mtodo tem grande utilizao em aplicaes onde a variao de determinado ponto no necessita de atualizao instantnea;

11.3.3.4 Mudana de Estado (Change Of State) Neste caso o escravo ir enviar seus dados ao mestre somente quando houver mudana de estado de suas entradas, e quando o escravo configurado para trabalhar com mtodo COS ele tem um recurso de comunicao cclica para indicar ao mestre que ele est na rede e funcionando corretamente, sendo este recurso conhecido como heartbreaker.

11.4 Rede ControlNet A necessidade de uma rede de controle que permita uma previso confivel de quando os dados sero entregues e assegure que os tempos de transmisso sejam constantes e no imunes a conexo e desconexo de dispositivos na rede, levaram ao desenvolvimento da ControlNet. Trata-se de uma rede para o nvel intermedirio, ou de controle, com transferncia de dados em tempo real, provendo transportes de dados crticos de E/S e mensagens, incluindo o upload e download de programao e configurao de dispositivos.

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11.4.1 Topologia de Rede A topologia fsica o barramento com derivaes (taps) permitidas em qualquer posio. Com repetidores possvel montar topologias em rvore e estrela. A distncia de 1.000m com cabo coaxial s pode ser alcanada em uma rede com dois ns. Com 32 ns, possvel chegar a 500m. Com 48 ns, possvel chegar a 250m. Com o uso de repetidores e fibra tica possvel chegar a 30 km de rede. A quantidade de repetidores limitada pelo atraso de propagao dos sinais. A quantidade de ns limitado em 99, ou 48 em um mesmo segmento sem repetidores.

11.4.2 Estrutura Fsica Ao ter sido concebida visando o uso industrial a ControlNet procurou usar os meios fsicos mais confiveis, ou seja, cabo coaxial e fibra tica e, ao mesmo tempo, com ampla disponibilidade no mercado. recomendado o cabo coaxial tipo RG-6 com quatro malhas de proteo bastante usado nas instalaes de televiso a cabo. A redundncia de cabeamento opcional, devendo ser usada quando a disponibilidade do sistema seja essencial ao permitir que a rede continue funcionando na presena de uma eventual falha em um cabo. A alimentao eltrica dos dispositivos deve ser feito por cabeamento em separado.

11.4.2.1 Cabo Coaxial

No passado esse era o tipo de cabo mais utilizado. Atualmente, por causa de suas desvantagens, est cada vez mais caindo em desuso, sendo, portanto, s recomendado para redes pequenas.

Entre essas desvantagens est o problema de mau contato nos conectores utilizados, a difcil manipulao do cabo (como ele rgido, dificulta a instalao em ambientes comerciais, por exemplo, pass-lo atravs de condutes) e o problema da topologia. A topologia mais utilizada com esse cabo a topologia linear (tambm chamada topologia em barramento) que faz com que a rede inteira saia do ar caso haja o rompimento ou mau contato de algum trecho do cabeamento da rede.

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Ainda muito utilizado em ControlNet devido seu custo ser mais baixo do que fibra tica.

11.4.2.2 Fibra tica A grande vantagem da fibra tica no nem o fato de ser uma mdia rpida, mas sim o fato de ela ser totalmente imune a interferncias eletromagnticas. Na instalao de redes em ambientes com muita interferncia (como em uma indstria, por exemplo), a melhor soluo a utilizao da fibra tica.

11.4.3 Modos de Comunicao Usufruindo totalmente do modelo produtor consumidor, ControlNet permite que mltiplos controladores acessem e controlem entradas e sadas em uma mesma rede. Isto uma vantagem significativa sobre outras redes, onde somente um mestre detm o controle do barramento. ControlNet permite tanto o multicast de dados quanto a comunicao ponto a ponto, reduzindo o trfego no barramento e aumentando o desempenho do sistema. A rede ControlNet apresenta determinismo e repetibilidade, necessidades crticas para assegurar um desempenho em tempo-real. Determinismo a habilidade de prever com confiabilidade quando os dados sero entregues. Repetibilidade assegura que os tempos de transmisso so constantes e imunes conexo e desconexo de dispositivos na rede. O acesso a rede controlado por uma algoritmo de diviso de tempo chamado Acesso Mltiplo Concorrente no Domnio do Tempo ou CTDMA. Este determina a oportunidade de um determinado n transmitir em cada intervalo de acesso a rede. A largura do intervalo de acesso a rede selecionado pelo usurio atravs da seleo de um parmetro chamado NUT (Network Update Time).

Este parmetro tem valor mnimo de 2 ms podendo chegar a 50 ms. Informaes crticas so enviadas durante a parcela de tempo destinada ao servio agendado de uma forma determinstica e com repetibilidade. Informaes que podem ser enviadas sem restries de tempo, como dados de configurao, so enviadas durante os intervalos de tempo destinado aos servios no-agendados.

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O intervalo de tempo destinado aos servios de manuteno chamado de guardband e aloca um intervalo de tempo para necessidades eventuais de uso da rede.

11.5 Rede EtherNet A EtherNet/IP foi projetada para implementar a transferncia de dados eficientemente com o protocolo CIP na camada de aplicao, a estrutura largamente utilizada dos protocolos Ethernet e TCP/IP. Pela sua larga utilizao e disponibilidade de fornecedores, o custo do hardware da Ethernet se torna mais acessvel que o da ControlNet. As placas de rede Ethernet so de longe as mais utilizadas atualmente, sobretudo em redes pequenas e mdias.

11.5.1 Topologia de Rede Numa rede Ethernet, temos uma topologia lgica de barramento. Isto significa que quando uma estao precisar transmitir dados, ela irradiar o sinal para toda a rede. Todas as demais estaes ouviro a transmisso, mas apenas a placa de rede que tiver o endereo indicado no pacote de dados receber os dados. As demais estaes simplesmente ignoraro a transmisso. Mas, caso duas estaes ouam o cabo ao mesmo tempo, ambas percebero que o cabo est livre e acabaro enviando seus pacotes ao mesmo tempo. Teremos ento uma coliso de dados. Dois pacotes sendo enviados ao mesmo tempo geram um sinal eltrico mais forte, que pode ser facilmente percebido pelas placas de rede. A primeira estao que perceber esta coliso irradiar para toda a rede um sinal especial de alta frequncia que cancelar todos os outros sinais que estejam trafegando atravs do cabo e alertar as demais placas que ocorreu uma coliso. Veja que apesar de no causarem perda ou corrupo de dados, as colises causam uma grande perda de tempo, resultando na diminuio do desempenho da rede. Quanto maior for o nmero de estaes, maior ser a quantidade de colises e menor ser o desempenho da rede. Por isso existe o limite de 30 microcomputadores por segmento numa rede de cabo coaxial, e recomendvel usar bridges para diminuir o trfego na rede, caso estejamos usando topologia em estrela, com vrios hubs interligados (e muitas estaes). Todos os dados transmitidos atravs da rede, so divididos em pacotes. Em redes Ethernet, cada pacote pode ter at 1550 bytes de dados. A estao emissora escuta o cabo, transmite um pacote, escuta o cabo novamente, transmite outro pacote e assim por diante. A estao receptora por sua vez, vai juntando os pacotes at ter o arquivo completo. A topologia fsica pode ser feita de vrias formas: linear, anel, estrela.

11.5.1.1 Topologia Linear

Na topologia linear (tambm chamada topologia barramento), todas as estaes compartilham um mesmo cabo. Essa topologia utiliza cabo coaxial, que dever possuir um terminador resistivo de 50 ohms em cada ponta. O tamanho mximo do trecho da

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rede est limitado ao limite do cabo, 185 metros no caso do cabo coaxial fino. Este limite, entretanto, pode ser aumentado atravs de um perifrico chamado repetidor, que na verdade um amplificador de sinais.

11.5.1.2 Topologia Anel

Na topologia anel, as estaes de trabalho formam um lao fechado, conforme ilustra a figura abaixo. O padro mais conhecido de topologia em anel o Token Ring (IEEE 802.5) da IBM.

No caso do Token Ring, um pacote (token) fica circulando no anel, pegando dados das mquinas e distribuindo para o destino. Somente um dado pode ser transmitido por vez neste pacote.

11.5.1.3 Topologia Estrela

Esta a topologia mais recomendada atualmente. Nela, todas as estaes so conectadas a um Hub ou Switch. Ao contrrio da topologia linear onde a rede inteira parava quando um trecho do cabo se rompia, na topologia em estrela apenas a estao conectada pelo cabo pra . Alm disso temos a grande vantagem de podermos aumentar o tamanho da rede sem a necessidade de par-la.

11.5.2 Estrutura Fsica As redes EtherNet utilizam vrios tipos de conexes fsicas como cabo coaxial, fibra tica, apresentados anteriormente, e par tranado.

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11.5.2.1 Par Tranado

O cabo de par tranado vem substituindo o cabo coaxial desde o incio da dcada de 90. Hoje em dia muito raro algum ainda utilizar cabos coaxiais em novas instalaes de rede, o mais comum apenas reparar ou expandir redes que j existem. O nome "par tranado" muito conveniente, pois estes cabos so constitudos justamente por 4 pares de cabos entrelaados. Veja que os cabos coaxiais usam uma malha de metal que protege o cabo de dados contra interferncias externas; os cabos de par tranado por sua vez usam um tipo de proteo mais sutil: o entrelaamento dos cabos cria um campo eletromagntico que oferece uma razovel proteo contra interferncias externas.

Par Tranado sem Blindagem (UTP)

Par Tranado cem Blindagem (STP)

Alm dos cabos sem blindagem conhecidos como UTP (Unshielded Twisted Pair), existem os cabos blindados conhecidos como STP (Shielded Twisted Pair), conforme a figura acima. A nica diferena entre eles que os cabos blindados alm de contarem com a proteo do entrelaamento dos fios, possuem uma blindagem externa (assim como os cabos coaxiais), sendo mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferncias, como grandes motores eltricos e estaes de rdio que estejam muito prximas. Outras fontes menores de interferncias so as lmpadas fluorescentes (principalmente lmpadas cansadas que ficam piscando), cabos eltricos quando colocados lado a lado com os cabos de rede e mesmo telefones celulares muito prximos dos cabos. O par tranado atualmente o mais utilizado, possui capacidade de a taxa de transferncia de at 100 Mbps. O tipo de conector utilizado o RJ45.

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12. Equipamentos Diversos

12.1 O que voc aprender Funes e aplicaes de alguns equipamentos de uma planta industrial, como o Flex I/O, Inversor de Freqncia e Soft Start.

12.2 Flex I/O Flex I/O um mdulo flexvel, de baixo custo, para sistemas de aplicao distribuda oferecendo todas as funes de um rack de I/O sem o requerimento de espao. Tem como benefcios:

Modularidade de adaptao de rede existem vrios modelos de Flex para entrada ou sada, digital ou analgica, rpida ou no.

Estrutura compacta de hardware resultando em um sistema compacto comparado ao rack de I/O.

Elimina longas conexes de cabos para sensores e atuadores, reduzindo terminaes por ponto e diminuindo o tempo de instalao.

Insero e remoo de mdulos sem a necessidade de desligar o Flex I/O, reduzindo o tempo de manuteno da planta.

O mdulo Flex I/O permite at 8 mdulos em seu barramento, permitindo at 256 I/O por barramento. A conexo com a rede feita atravs de um mdulo de adaptao, como visto na figura abaixo. Os mdulos de I/O recebem alimentao de 5V do mdulo adaptador atravs do barramento. Duas fontes de alimentao podem ser utilizadas 120/230V AC e 24V CC.

O Flex I/O consiste de componentes modulares que conectados atravs de um barramento forma a montagem Flex I/O:

1. Adaptador de I/O fornece uma interface de comunicao entre os mdulos de I/O e uma porta de conexo atravs do link de I/O da rede. Disponvel em

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Ethernet/IP, ControlNet, DeviceNet, Modo Remoto Universal de I/O (Remota), PROFBUS DS e outras redes.

2. Mdulos de I/O Mdulo plugvel ao terminal que conecta o barramento de I/O aos equipamentos.

3. Terminal Permite a conexo dos mdulos e adaptador, com o trilho DIN. Tambm faz a conexo entre os mdulos e adaptador com o barramento de dados e alimentao.

4. Acessrios Como cabo extensor ou kit de montagem de painel para incrementar a flexibilidade de aplicaes.

5. Fonte de Alimentao duas opes 120/220V AC ou 24V CC.

Abaixo so apresentados respectivamente modelos de mdulos Flex I/O para Entrada Digital e Sada Digital.

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12.3 Inversor de Freqncia A eletrnica de potncia vem com o passar do tempo, tornando mais fcil (e mais barato) o acionamento de motores. Com isto, sistemas que antes usavam motores CC, pela facilidade de controle, hoje podem usar motores CA de induo graas aos Inversores de Freqncia, tambm chamados de Conversores de Freqncia. Os Inversores de Freqncia podem substituir, com vantagens, os sistemas de controle de fluxo com vlvulas (bombas) ou dampers (ventiladores).

Os conversores de freqncia podem ser divididos em quatro componentes principais: 1. O retificador que conectado a uma fonte de alimentao externa alternada

mono ou trifsica e gera uma tenso contnua pulsante. Existem basicamente dois tipos de retificadores controlados e no controlados.

2. O circuito intermedirio. Existem trs tipos: a) Um que converte a tenso do retificador em corrente contnua. b) Um que estabiliza ou alisa a tenso contnua e coloca-a a disposio do

inversor. c) Um que converte a tenso contnua do retificador em uma tenso alternada

varivel.

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3. O Inversor que gera a tenso e a freqncia para o motor. Alternativamente, existem inversores que convertem a tenso contnua numa tenso alternada varivel.

4. O circuito de controle, que transmite e recebe sinais do retificador, do circuito intermedirio e do inversor. As partes que so controladas em detalhes dependem do projeto individual de cada conversor de freqncia.

O que todos os conversores de freqncia tem em comum que o circuito de controle usa sinais para chavear o inversor. Conversores de freqncia so divididos de acordo com o padro de chaveamento que controla a tenso de sada para o motor.

Conversores diretos tambm devem ser mencionados para conhecimento. Esses conversores so usados em potncias da ordem de MW para gerar freqncias baixas diretamente da alimentao e sua sada mxima est em torno de 30Hz.

12.3.1 Tipos de Inversores

12.3.1.1 Inversor Escalar

Em linhas gerais, podemos dizer que os inversores escalares so fontes de alimentao com valores de tenso/freqncia pr-determinados dentro de toda a faixa de variao de velocidade, como apresentado na figura anterior. Existem curvas V/F prontas, destinadas a aplicaes mais comuns, como curvas quadrticas para bombas e ventiladores e curvas com alto torque de partida. Tambm existe a possibilidade de programao dos valores da curva V/F possibilitando a sua adaptao a cargas especiais. Considerando-se que o torque no eixo do motor proporcional relao V/F, os inversores escalares iro disponibilizar ao motor torques pr-determinados, no

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compensando as necessidades de torques adicionais requeridas por determinadas aplicaes. A compensao de torque principalmente em baixas rotaes normalmente realizada atravs da programao da curva V/F. Se elevamos o valor da relao V/F, elevando-se, portanto a disponibilidade de torque no motor. Tal efeito normalmente denominado de Reforo de Torque para baixas rotaes, ou Torque Boost em ingls.

12.3.1.2 Inversor "Vetorial" de Tenso

Alguns inversores escalares possuem um algoritmo incorporado ao software o qual aumenta a tenso independentemente da freqncia, de forma a compensar "em parte" as solicitaes de torque do motor, este sistema normalmente denominado de Controle Vetorial da Tenso. Apesar da Curva V/F ser pr-fixada, os inversores escalares dispem de funes adicionais capazes de influir sobre a curva V/F, hora sobre o valor da tenso, hora sobre o valor da freqncia, proporcionando melhor performace do motor. Funes como a de compensao de Escorregamento, aumentam a freqncia de sada na mesma proporo da elevao de corrente de motor, acima da corrente de vazio, compensando a queda de velocidade devido ao escorregamento. Funes como a de Economia de Energia, reduzem a tenso de sada do inversor quando a carga reduzida melhorando a eficincia do motor e economizando energia eltrica.

12.3.1.3 Inversores Vetoriais de Fluxo

Os Inversores Vetoriais de Fluxo produzem uma sada trifsica com tenso(V) e freqncia (F) controladas independentemente, no seguindo uma curva V/F pr fixada

noções básicas de clp rslogix500

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