Caderno_Experiencias_CLP

Exsto Tecnologia MPLC01

Caderno de Experiências

Exsto Tecnologia Ltda.

R. Vereador José Eduardo da Costa, 169 Santa Rita do Sapucaí – MG CEP: 37540-000 +55 35 3471 6898 www.exsto.com.br

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Principais Autores

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Manoel Capistrano

Descrição da Versão

Data de Término

© Copyright 2007 por Exsto Tecnologia Ltda. Todos os direitos reservados

“Desenvolvido e produzido com orgulho no Brasil”

Exsto Tecnologia Ltda

R. Vereador José Eduardo da Costa, 169 Santa Rita do Sapucaí – MG CEP: 37540-000 +55 35 3471 6898 www.exsto.com.br

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ÍNDICE

PÁGINA

Introdução .............................................................................................................................................. 5 Aula 1 ...................................................................................................................................................... 6 Objetivos ..............................................................................................................................................6 Referências........................................................................................................................................... 6 Material Necessário .............................................................................................................................6 Introdução ............................................................................................................................................6 Questionário .........................................................................................................................................6 Exercícios............................................................................................................................................. 7 Exercícios propostos ............................................................................................................................8

Aula 2 ...................................................................................................................................................... 8 Objetivo ...............................................................................................................................................8 Referências........................................................................................................................................... 9 Material Necessário .............................................................................................................................9 Introdução ............................................................................................................................................9 Questionário .........................................................................................................................................9 Exercícios............................................................................................................................................. 9 Exercícios Propostos .......................................................................................................................... 10

Aula 3 .................................................................................................................................................... 10 Objetivo .............................................................................................................................................10 Referências......................................................................................................................................... 10 Material Necessário ...........................................................................................................................10 Introdução ..........................................................................................................................................10 Questionário .......................................................................................................................................11 Exercícios........................................................................................................................................... 11 Exercícios Propostos .......................................................................................................................... 12


Aula 5 .................................................................................................................................................... 14 Objetivo .............................................................................................................................................14 Referências......................................................................................................................................... 14 Material Necessário ...........................................................................................................................14 Exsto Tecnologia

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Introdução ..........................................................................................................................................14 Questionário .......................................................................................................................................15 Exercícios........................................................................................................................................... 15 Exercícios Propostos .......................................................................................................................... 15


Aula 7 .................................................................................................................................................... 18 Objetivo .............................................................................................................................................18 Referências......................................................................................................................................... 18 Material Necessário ...........................................................................................................................18 Introdução ..........................................................................................................................................18 Exercícios Propostos .......................................................................................................................... 18



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Introdução Este caderno de exercício tem como função guiar o aluno durante todo o seu aprendizado da linguagem Ladder, do uso do PLC e também em todas suas experiências junto ao Kit educacional MPLC01 desenvolvido pela Exsto Tecnologia (www.exsto.com.br). Este caderno trata de toda a teoria necessária para a criação de projetos utilizando o PLC. Temos o propósito de explorar os conceitos abordados e imediatamente prover a integração do aluno com o prazer da prática, tornado seu aprendizado mais interessante e consistente. Todo o conteúdo teórico aqui abordado de forma a fomentar a vontade do aluno e aplicar o conhecimento de forma imediata, permitindo que ele possa criar a partir dos conhecimentos adquiridos. Em todo caderno foi adotado uma forma de trabalho que permite o aluno visualizar os conteúdos teóricos que pretendem abordar do funcionamento de todo PLC.

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Aula 1 Objetivos •

Proporcionar ao aluno a capacitação necessária ao entendimento das instruções de contato, bobina.

Referências •

Apostila Teórica do Kit Educacional MPLC01

Material Necessário •

Kit Educacional MPLC01

Introdução Nós diariamente executamos diversas ações que dependem da lógica, por exemplo, decisões como, “Se eu ficar rico eu compro um barco”. Então, temos uma condição, pois só acontecerá a compra do barco se ele ficar rico, caso não fique não acontecerá à compra do barco. Visto isto, sabese que executamos diariamente operações lógicas, sendo as mais comuns as que envolvem números, ou seja, quantidades que podem variar ou variáveis, representando uma soma como: S = A + B.

Questionário 1) Do que é composta a estrutura básica de um PLC? Resp.: • • • • • •

Fonte de Alimentação; Unidade de Processamento Bateria Memória do Programa Supervisor Memória do Usuário Memória de Dados

2) Dê uma explicação sobre os tipos de variáveis? Resp.: As variáveis analógicas são aquelas que variam continuamente com o tempo. Elas são comumente encontradas em processos químicos advindas de sensores de pressão, temperatura e outras variáveis físicas. As variáveis discretas, ou digitais, são aquelas que variam discretamente com o tempo. 3) Quais são as vantagens do uso dos PLC’s nos processos industriais? Resp.: • • •

fácil diagnóstico durante o projeto economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido não produzem faíscas Exsto Tecnologia

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• • • • • •

podem ser programados sem interromper o processo produtivo possibilidade de criar um banco de armazenamento de programas baixo consumo de energia necessita de uma reduzida equipe de manutenção tem a flexibilidade para expansão do número de entradas e saídas capacidade de comunicação com diversos outros equipamentos, entre outras

Exercícios 1) Utilizando o aplicativo de programação do PLC, implemente as funções lógicas E, OU, Não-E e Não - OU. Resp.: Lógica E:

Lógica OU:

Lógica NÃO-E:

Lógica NÃO-OU:

2) Projete um controle capaz de inverter o sentido de rotação de um motor trifásico. OBS: Para mudarmos o sentido de rotação de um motor trifásico é necessário que mudemos duas das três fases, isto é, que a fase A se torne B e que a fase B se torne A.

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Figura 1– Ligação elétrica de um motor trifásico

Resp.:

Exercícios propostos 1) Dada a lógica digital abaixo, escreva um programa em Ladder equivalente.

Figura 2 – Lógica Digital

Aula 2 Objetivo •

Proporcionar ao aluno prática de programação em Ladder, utilizando contatos, bobinas e temporizadores. Exsto Tecnologia

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Referências •

Apostila do Kit Educacional MPLC01



Introdução Os temporizadores normalmente são utilizados para condições e/ou eventos controlados pelo programa de aplicação. Cada temporizador tem sua identificação, há também o bit de status relacionado para cada temporizador, o qual é ativado quando o valor atual é igual ou superior ao valor do preset. A razão do incremento de tempo depende do tipo de temporizador utilizado.

Questionário 1) Dê alguns exemplos de dispositivos que podem ser ligados as entradas digitais do PLC. Resp.: • • • • •

Botoeiras Contatores Válvulas Pressostato Termostatos 2) Quanto à classificação dos PLC’s. O que difere um do outro? Resp.:

Os CLPs podem ser classificados segundo a sua capacidade: quantidade de pontos de IO e capacidade de passos de memória. 3) Explique com poucas palavras o que acontece após a habilitação de um temporizador. Resp.: O temporizador conta o intervalo de tempo transcorrido a partir da sua habilitação até este se igualar ao tempo preestabelecido. Quando a temporização estiver completa esta instrução eleva ao nível um um bit próprio na memória de dados e aciona o operando a ela associado.

Exercícios 1) Faça um programa em Ladder ou FBD que ligue dois motores após 10 segundos após o acionamento de duas botoeiras simultâneamente. Resp.:

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2) Faça um programa em ladder ou FBD que desligue uma bomba após 5 segundos dela acionada. Resp.:

Exercícios Propostos 1) Faça um programa de um semáforo, onde na mudança do vermelho para o verde tenha um intervalo de 30 segundos, do verde para o amarelo tenha 20 segundos e do amarelo para o vermelho tenha 5 segundos.

Aula 3 Objetivo •

Proporcionar ao aluno prática de programação em Ladder, utilizando entradas e saídas analógicas.

Referências •




Introdução As Interfaces de Entrada Analógica permitem que o CLP possa manipular grandezas analógicas, enviadas normalmente por sensores eletrônicos. As grandezas analógicas elétricas tratadas por estes módulos são normalmente tensão e corrente. No caso de tensão as faixas de utilização são: 0 á 10 VCC, 0 á 5 VCC, 1 á 5 VCC, -5 á +5 VCC, -10 á +10 VCC (no caso as interfaces que permitem entradas positivas e negativas são chamadas de Entradas Diferenciais), e no caso de corrente, as faixas utilizadas são: 0 á 20 mA, 4 á 20 mA. Os principais dispositivos utilizados com as entradas analógicas são: - Sensores de pressão manométrica; Exsto Tecnologia

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- Sensores de pressão mecânica (strain gauges - utilizados em células de carga); - Taco - geradores para medição rotação de eixos; - Transmissores de temperatura; - Transmissores de umidade relativa; -Etc. Os módulos ou interfaces de saída analógica convertem valores numéricos, em sinais de saída em tensão ou corrente. No caso de tensão normalmente 0 a 10 VCC ou 0 a 5 VCC, e no caso de corrente de 0 a 20 mA ou 4 a 20 mA. Estes sinais são utilizados para controlar dispositivos atuadores do tipo: - Válvulas proporcionais; - Motores C.C.; - Servo - Motores C.C; - Inversores de freqüência; - Posicionadores rotativos; -Etc.

Questionário 1) Dê exemplos de processos em que se usam entradas e saídas analógicas. Resp.: • • • • •

Sensores de pressão Sensores de vazão Sensores de pressão Inversores de freqüência Válvulas analógicas

Exercícios 1) Faça um programa em Ladder ou FBD que compare dois dados de duas entradas analógicas, caso o valor da primeira entrada seja igual ou superior ao da segunda entrada ligue a bomba. Resp.:

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2) Faça um programa que após o acionamento de uma botoeira ligue uma bomba e desligue quando o valor da entrada analógica 1 for igual ao da entrada da analógica 2 Resp.:

Exercícios Propostos 1) Faça um programa que de acordo com os tempos pré selecionados altere o valor da saída analógica. Após: 10 segundos – 20% na saída analógica 15 segundos – 50% na saída analógica 20 segundos – 100% na saída analógica

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Aula 4 Objetivo •

Proporcionar ao aluno prática de programação em Ladder, utilizando contadores.

Referências •




Introdução O contador conta o número de eventos que ocorre e deposita essa contagem em um byte reservado. Quando a contagem estiver completa, ou seja, igual ao valor prefixado, esta instrução energiza um bit de contagem completa. A instrução contador é utilizada para energizar ou desenergizar um dispositivo quando a contagem estiver completa.

Questionário 1) Dê exemplos de processos onde se usa contadores? Resp.: Contagem de peças Identificação de fases dos processos Seleção de peças 2) Quais sensores seriam utilizados nos processos citados anteriormente? Res.: Sensores capacitivos Sensores indutivos Sensores fotoelétricos • • •

• • •

Exercícios 1) Faça um programa em Ladder que conte a quantidade de peças que passa em uma determinada esteira. Quando atingir um valor especificado deve-se parar a esteira para que se possam retirar as peças. Resp.:

2) Faça um programa que após a contagem de uma determinada peça ligue uma bomba para fazer a lavagem das mesmas por apenas 10 segundos. Resp.: Exsto Tecnologia

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Exercícios Propostos 1) Elabore um programa para controlar a verificação do tamanho de peças que passam por uma esteira conforme diagrama e descritivo abaixo. Através de uma chave de seleção retentível pode-se escolher dois tamanhos de peças, P (P/G = 0) ou G (P/G = 1); Caso a seleção tenha sido feita para peças P, somente peças do tamanho P (S1 = 1) podem ser aceitas. Um alarme luminoso deve ser ligado toda vez que alguma peça de tamanho incorreto passar pela esteira; Caso a seleção tenha sido feita para peças G, somente peças do tamanho G (S1 = S2 = S3 = 1) podem ser aceitas. Um alarme luminoso deve ser ligado toda vez que alguma peça de tamanho incorreto passar pela esteira.

Aula 5 Objetivo •

Proporcionar ao aluno prática de programação em Ladder, utilizando circuitos selos e detectores de borda.

Referências •




Introdução Circuitos Selos: Os selos são as combinações mais básicas entre elementos, destinados a manter uma saída ligada, quando se utilizam botoeiras.

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Detectores de borda: Existem situações em que é necessário registrar não o estado da entrada, mas sim o instante em que essa entrada comuta. Isso é realizado pelos circuitos de detecção de borda, que podem detectar o flanco ascendente (instante de ativação da entrada) quanto o flanco descendente (instante de desativação da entrada).

Questionário 1) Cite os dois tipos de circuito selo. Res.: Prioridade de ligamento Prioridade de desligamento 2) Cite uma aplicação prática para a detecção de borda. Resp.: Uma aplicação prática para este circuito é quando se deseja acionar uma saída com apenas um pulsador (botoeira)

Exercícios 1) Faça um programa que com apenas um pulso de uma botoeira mantenha um motor ligado, e desligue somente com o acionamento de outra botoeira ou com o botão de emergência. Resp.:

2) Faça um programa que detecte a borda de um pulso. Resp.:

Exercícios Propostos 1) Implemente um programa para ligar e desligar um motor utilizando apenas uma botoeira NA ( a mesma botoeira deve ligar e desligar o motor). 2) Uma esteira transportadora de um processo de produção é acionada por um motor, que por sua vez é controlado por um CLP. Deseja-se elaborar o software para o controle do motor, de forma que permita o seguinte: Ao pressionar o botão LIGA a esteira ligará. Os produtos sobre a esteira devem ser embalados em grupos de duas unidades, com lotes de cinco embalagens. Após a Exsto Tecnologia

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contagem de duas unidades sobre a esteira, esta deve parar por 12 segundos esperando para que seja feita a retirada e a embalagem destas unidades. Ao completar o lote de cinco embalagens, deve-se emitir uma sinalização luminosa e parar o processo. Acrescente o botão DESLIGA para parar e reinicializar todo o processo.

Aula 6 Objetivo •

Proporcionar ao aluno prática de programação em Ladder.

Referências •




Introdução Nesta aula iremos aprender a como programar partidas de motores usando somente o CLP e contatores: partida direta, partida seqüencial, partida suave e partida Υ/Δ.

Questionário 1) Quando se usa uma partida suave? Resp.: Utiliza-se a partida suave quando se deseja ligar um motor não com sua rotação máxima e sim gradualmente, outro equipamento que faria esse processo seria o inversor de freqüência. 2) Qual é a vantagem de ligar vários motores seqüenciais? Resp.: A vantagem seria o Pico de corrente que teria no painel caso os motores fossem ligados todos ao mesmo tempo. 3) Existe uma vantagem igual para as partidas suave, Υ/Δ e seqüencial. Qual? Resp.: Evita o pico de corrente.

Exercícios 1) Fazer um programa para acionar 3 motores de forma que o primeiro seja acionado imediatamente, o segundo deve ser acionado 5s após o primeiro e o terceiro 8s após o primeiro. Resp.:

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2)

Elaborar um programa em Ladder para realizar a partida Y/∆ do motor trifásico. Ao pressionar o botão LIGA, o motor ligará em Y. Passados 3 segundos ele pára durante 2 segundo e tornará a ligar em ∆. Acrescentar o botão DESLIGA para parar o todo o processo em qualquer instante – emergência. Resp.:

Exercícios Propostos 1) Elaborar um programa em Ladder para controle do sentido de giro do motor de uma esteira. Ao pressionar o botão LIGA o motor irá girar em um sentido até que um sensor S1 (NF) seja acionado. Neste instante, o motor pára durante 5,5 segundos e volta a girar no sentido oposto até outro sensor S2 (NF) seja acionado. Neste instante, o motor pára durante outros 7,5 segundos e volta a girar no sentido inicial, repetindo-se todo o

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processo. Acrescentar o botão DESLIGA para parar o todo o processo em qualquer instante – emergência.

2) Alterar o programa anterior para a seguinte condição: o motor só irá parar durante o tempo pré estabelecido se cada sensor detectar a passagem de algum item da esteira por quatro vezes. O restante do programa segue a lógica anterior.

Aula 7 Objetivo •


Referências •




Introdução Nesta aula o aluno vai poder ter uma visão mais real dos problemas residências, comerciais e industriais que encontramos no dia-a-dia.

Exercícios Propostos 1) O portão de uma garagem é acionado por um motor que pode ser comandado remotamente. O sistema de comando dispõe de 2 sensores de fim de curso, do tipo normalmente aberto, que indicam se o portão está completamente fechado ou completamente aberto. O motor pode ser controlado quanto ao sentido de abertura ou fecho do portão. O comando à distância dispõe de um botão de pressão do tipo normalmente aberto. O funcionamento do sistema é o seguinte: Quando é pressionado o botão do comando e o portão está fechado é acionado o motor no sentido ABRIR. O motor manterá este sentido de funcionamento até ser detectado que o portão está aberto ou voltar a ser pressionado o botão do comando. Quando é pressionado o botão do comando e o portão está aberto é acionado o motor no sentido FECHAR. O motor manterá este sentido de funcionamento até ser detectado que o portão está fechado ou voltar a ser pressionado o botão do comando. •

•

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•

Se, enquanto o portão se encontra em movimento (em qualquer um dos sentidos), voltar a ser pressionado o botão do comando o motor para imediatamente. Voltando a pressionar o botão do comando o motor é acionado no sentido contrário ao que se deslocava anteriormente (se estava a FECHAR passa a ABRIR; se estava a ABRIR passa a FECHAR).

Aula 8 Objetivo •


Referências •




Introdução Nesta aula o aluno vai poder ter uma visão mais real dos problemas: residências, comerciais e industriais que encontramos no dia-a-dia.

Exercícios Propostos 1) Desenvolver um projeto de controle para a seguinte instalação (na linguagem LADDER): Através do programa o utilizador deve ser capaz de selecionar o modo se funcionamento: Automático ou Manual. Em MANUAL, a Bomba poderá ser ligada pressionando-se o botão LIGA e desligada pressionando-se o botão desliga. Neste modo, as bóias de Nível não têm nenhuma ação. Em AUTOMÁTICO, a bomba será ligada 10 Seg. após a detecção de NÍVEL BAIXO e desligada 10 Seg. após a detecção de NÍVEL ALTO.

2) Projete e implemente no CLP em linguagem LADDER o controle de sinalização de um cruzamento de duas ruas. O cruzamento possui em cada rua, um sinal para pedestres e um para os automóveis.

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DICA: Se o sinal para carros estiver verde ou amarelo, o sinal de pedestres deve estar vermelho.

Aula 9 Objetivo •


Referências •




Introdução Nesta aula o aluno vai poder ter uma visão mais real dos problemas: residências, comerciais e industriais que encontramos no dia-a-dia.

Exercícios Propostos 1) A figura abaixo mostra um misturador usado para fazer cores personalizadas de tinta. Possuem dois encanamentos entrando no topo do tanque, fornecendo dois ingredientes diferentes, e um único encanamento no fundo do tanque para transportar a tinta misturada finalizada. Nessa aplicação você vai controlar a operação de preenchimento, monitorar o nível do tanque, e controlar o misturador e o período de aquecimento. Seguir os passos 1 até o 8 listados abaixo.

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1º passo – Se o sensor de nível baixo estiver acionado, encha o tanque com o ingrediente

um por 20 segundos. 2º passo – Encha o tanque com o ingrediente dois até atingir o sensor de nível alto. (a

utilização do 1º ou do 2º ingrediente são independentes); 3º passo – Ligue o motor do mixer e abra a válvula de aquecimento (Steam Valve) por 35

segundos. 4º passo – Após misturar os ingredientes e ter feito o aquecimento drene o tanque de

mistura através da válvula de dreno (Drain Valve) e da bomba de dreno (Drain Pump) até atingir o nível baixo. 5º passo – Crie um modo de contar quantas vezes este processo (descrito do 1º ao 7º

passo) é realizado por completo. Obs: O processo também deve funcionar em modo MANUAL

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