Hardware, Lista de I/Os e Estrutura do Programa

Antes de entrar no mérito da programação, é necessário entendermos o hardware proposto por este trabalho, porém, não é possível a especificação de qualquer hardware sem o levantamento de todas as entradas e saídas existentes no sistema em questão. Diferentemente dos sinais gerados pelo posto de comando e enviados para o CLP via PROFIBUS, os sinais utilizados para a especificação do hardware correspondem aos sinais de sensores instalados na ponte rolante, e são enviados ao CLP via condutores elétricos à 24V. Tais entradas são apresentadas na Tabela 15.

ID do Sinal Origem do Sinal Descrição do Sinal

I0.0 Falha externa 1 – Elevação _{Disj. Termomagnético do freio} Atua quando há curto-circuito ou sobre corrente no circuito frenagem.

I0.1

Falha externo 2 – Elevação Disj. Termomagnético do sistema de refrigeração forçada.

Atua quando há curto-circuito ou sobre corrente no sistema de refrigeração forçada.

I0.2 Falha externa 3 – Elevação _{Sensor de temperatura} Atua quando o setpoint de _{temperatura do motor é atingido.} I0.3 Fim de curso de limite superior _{do movimento de elevação} Atua _{superior máximo é atingido.} quando deslocamento I0.4 Fim de curso de limite inferior _{do movimento de elevação} Atua quando deslocamento inferior _{máximo é atingido.}

I0.5 Fim de curso rotativo de _{emergência de elevação}

Atua quando o fim de curso mecânico de emergência é atingido.

I0.6 Falha externa 1 – Direção _{Disj. Termomagnético do freio}

Atua quando há curto-circuito ou sobre corrente no circuito frenagem.

I0.7

Falha externo 2 – Direção Disj. Termomagnético do sistema de refrigeração forçada.

Atua quando há curto-circuito ou sobre corrente no sistema de refrigeração forçada.

I1.0 Falha externa 3 – Direção _{Sensor de temperatura} Atua quando o setpoint de _{temperatura do motor é atingido.} I1.1 Fim de curso desaceleração _{Carro - Direita} Limite de velocidade para a direção _{no sentido da direita.} I1.2 Fim de curso desaceleração _{Carro - Esquerda} Limite de velocidade para a direção _{no sentido da esquerda.} I1.3 Fim de curso de limite _{Carro - Direita} Atua máximo do Carro para a direita é quando deslocamento

atingido.

I1.4 Fim de curso de limite _{Carro - Esquerda} Atua máximo do Carro para a direita é quando deslocamento atingido.

I1.5 Falha externa 1 – Translação _{Disj. Termomagnético do freio} Atua quando há curto-circuito ou sobre corrente no circuito frenagem.

I1.6

Falha externo 2A – Translação Disj. Termomagnético do sistema de refrigeração forçada lado barramento

Atua quando há curto-circuito ou sobre corrente no sistema de refrigeração forçada.

I1.7

Falha externo 2B – Translação Disj. Termomagnético do sistema de refrigeração forçada lado oposto ao barramento

Atua quando há curto-circuito ou sobre corrente no sistema de refrigeração forçada.

I2.0 Falha externa 3 – Translação _{Sensor de temperatura}

Atua quando o setpoint de temperatura de um dos motores é atingido.

I2.2 Fim de curso desaceleração _{Ponte – Frente} Limite de velocidade para a _{translação no sentido para frente.} I2.3 Fim de curso de limite _{Ponte - Ré} Atua máximo da Ponte para a traz é quando deslocamento

atingido.

I2.4 Fim de curso de limite _{Ponte - Frente} Atua máximo da Ponte para frente é quando deslocamento atingido.

I2.5 Feedback sensor freio aberto _{da elevação} Atua quando o sensor indutivo _{percebe a abertura do freio.}

I2.6

Sensor anticolisão da Ponte de primeira velocidade, lado A da viga principal.

Atua quando a ponte entra na zona morta, operando apenas na primeira velocidade.

I2.7

Sensor anticolisão da Ponte de parada total lado A da viga principal.

Atua quando a Ponte entra na zona morta, e atingiu zona segura máxima.

I3.0 Sensor anticolisão do Carro Atua o Carro entra na zona morta. I3.1 Sensor anticolisão da Ponte de primeira velocidade lado B da

viga principal.

Atua quando a ponte entra na zona morta, operando apenas na primeira velocidade.

I3.2 Sensor anticolisão da Ponte de parada total lado B da viga principal..

Atua quando a Ponte entra na zona morta, e atingiu zona segura máxima.

I3.3 Relé de segurança Sinal de atuação do relé de _segurança. I3.4 Falha interna do inversor de _elevação

Indicativo de falha interna nos inversores, e por se tratar de segurança, é feita a redundância via condutor elétrico à 24V.

I3.5 Falha interna do inversor de _direção I3.6 Falha interna do inversor de _translação

Tabela 15 - Lista de I/Os da ponte rolante referência Fonte: Autoria propria

A partir do levantamento do sensoriamento instalado da ponte rolante referência chega-se à conclusão que o sistema em questão possui 28 sinais de entradas digitais. Logo, é possível especificar o CLP para a aplicação. E conforme explicado na seção anterior, o CLP escolhido é o S7-300 da Siemens, e, basicamente, o hardware é composto pelos seguintes módulos:

 Fonte de Alimentação OS 307, 120/230V AC, 24V DC, 10A;  CPU 315-2 DP;

 CP343-1 – Industrial Ethernet;  Entrada Digital 32DI, 24V DC;  Saída Digital 32DO, 24V DC.

O hardware montado é apresentado na Figura 40.

Figura 40 - Hardware S7-300 Fonte: Autoria própria (STEP 7)

Escolheu-se pelo desenvolvimento de um programa particionado, no qual todo o programa é dividido em blocos, onde cada bloco contém uma lógica específica para dispositivos ou tarefas, e as informações contidas no OB1 determinam a ordem de execução dos blocos. Os tipos de blocos utilizados ao longo da programação são:

 Bloco de Organização (OB): Compõem a interface entre o sistema operacional e o programa do usuário. O programa inteiro pode ser armazenado no OB1, o qual é ciclicamente

 Bloco de Função (FB): É uma função ou sequência de comando armazenados em um bloco lógico, onde os parâmetros podem ser arquivados em uma memória, sob a forma de blocos de dados instance. Dessa forma, são ideais para serem reutilizas no programa quando necessário.

 Funções (FC): Tem função semelhante ao FB, se diferenciando pelo fato de não ser dignada nenhuma área de memória.

 Função de Sistema (SFC): Função pré-programada e testada que é integrada na CPU. Entre essa funções temos: setar parâmetros dos módulos, comunicação de dados, função de cópias e etc. Este tipo de função pode ser chamada por um programa, porém não fará parte dele, ou seja, não ocupa memória de trabalho

Nomenclatura Função

OB1 Bloco cíclico responsável pela chamada das funções, _{e ordem de execução do programa.} FB1 Bloco de comando da elevação

FB2 Bloco de comando da direção FB3 Bloco de comando da translação FB7 Bloco de alarmes da elevação FB8 Bloco de alarmes da direção FB9 Bloco de alarmes da translação FB15 Bloco de sinópticos

FB22 Bloco de liga e desliga o equipamento FC40

Comunicação do CLP com o inversor SFC13

SFC14

DB1 Bloco de dados do comando de elevação. DB2 Bloco de dados do comando de direção. DB3 Bloco de dados do comando de translação.

DB7 Bloco de dados de geração dos alarmes da elevação. DB8 Bloco de dados de geração dos alarmes da direção. DB9 Bloco de dados de geração dos alarmes da _{translação.} DB20 Bloco de dados do sinóptico do sistema

DB23 Bloco de geração de alarmes

DB29 Bloco de dados relacionados ao liga e desliga ponte DB30 Bloco de dados para troca de dados com a HMI DB31 Bloco de dados de eventos da HMI

Tabela 16 - Blocos do software proposto Fonte: Autoria própria

Toda a programação foi desenvolvida em Ladder, visando a facilidade de entendimento do programa, visto que o Ladder é uma linguem universal e de domínio da equipe de manutenção.

A partir da especificação do hardware, do mapeamento de I/Os e da técnica de programação adotada pra o programa de automação dos comandos da ponte, é possível o detalhamento do software desenvolvido.