Método de diagrama funcional

No método de diagrama de circuito, foi visto que inicialmente as ações ou operações das máquinas eram apresentadas em termos de circuitos para posterior transformação em programas. Entretanto, no caso do método de diagrama funcional, as ações ou operações das máquinas poderão ser diretamente transformadas em programa, sem necessidade de elaboração prévia do circuito elétrico.

No que se refere ao método de fluxograma, as ações ou operações das máquinas e dispositivos são representadas através de fluxograma. O PLC que adota esse método, proporciona facilidades quanto à execução das derivações, de acordo com situações de entradas e saídas ou saltos (jump) a um endereço distante.

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Fig. 4.12 – Exemplo de programa com o método de diagrama funcional.

O método sequencial é um método dos mais simples em termos de diagrama de tempo e é indicado para manipulação do programa do tipo em que a operação global de controle é dividida em pequenas etapas em uma determinada sequência; por exemplo: se a operação contida no 1° passo for encerrada, passará para o 2° passo e assim sucessivamente. Esse método surgiu como substituto ao do tipo came rotativo e quadro de controle perfurado (pin board), que eram destinados ao controle de programas de pequeno porte. Contudo, trata-se de método dotado de função de alto nível, utilizando as características como salto (jump), repetição, temporizador, contador e armazenamento de programas.

4.4.2 - Sequência para PLC’s

Como o PLC surgiu inicialmente em substituição aos painéis de relés, o método de programação foi baseado principalmente nos circuitos a relés (doravante será designado sequência de relés) e, assim, utiliza-se com maior intensidade o método de diagrama de circuitos.

Além disso, dentro do método de diagrama de circuitos, os mais adotados são o de equação lógica, que proporciona grande facilidade na representação de circuito a relés, e o de diagrama ladder. Assim, no presente item, será efetuada a explanação sobre o procedimento para programação, fundamentando-se nesses dois métodos.

a) Significado de sequência para PLC

Por princípio, a parte interna de um controlador programável é uma concentração de componentes eletrônicos como o LSI (Large Scale lntegration), de sorte que não há bobinas e contatos como no caso dos circuitos a relés, e, além disso, as fiações que unem os contatos’ com as “bobinas”, são processadas pelo software. Por outro lado, em se tratando de acionamento, o PLC é completamente diferente da sequência de relés, onde, com a excitação da bobina, ocorre o fechamento de um contato com a ativação do circuito. No caso do PC, trata-se do método em que se faz a exploração (scanning) periódica da memória com uma

frequência determinada e, procedendo a leitura do seu conteúdo, executa a operação conforme determinado pelo mesmo. Portanto, quando se for elaborar o programa da sequência para o PLC, ter-se-á que levar esse fato em conta. Por outro lado, ao se utilizar a sequência elaborada, tendo em mente a ação dos relés, será necessário introduzir no PLC algumas adaptações. Os programas para PLC assim elaborados serão doravante denominados “sequência para PLC”.

b) Considerações sobre sequência para PLC

Na elaboração de sequência para PLC, o primeiro item a ser considerado é a diferença de função proveniente da diferença de principio de funcionamento.

(1 ) O controle do PLC é do tipo processamento linear ou seriado.

Conforme explanado anteriormente, como o PLC executa a computação pelo método de exploração, se tomar um instante qualquer durante o seu processamento, observa-se que o mesmo estará executando apenas uma tarefa.

(2) Limitação no que se refere ao número de contatos a serem utilizados.

Para cada relé, normalmente há uma limitação no número de contatos que esse poderá possuir. Para tanto, quando se elabora uma sequência de relés, procura-se economizar o número de contatos, para reduzir o número de relés a serem utilizados.

Em relação a isso, o sinal de entrada do PLC, uma vez tendo sido introduzido, pode ser utilizado inúmeras vezes dentro da sequência, e o próprio sinal de saída também poderá ser utilizado inúmeras vezes.

Portanto, a sequência poderá ser elaborada sem maiores problemas, não havendo necessidade de se preocupar com o número de contatos como no caso da sequência de relés.

(3) Circuito de interligação e circuitos em ponte

No circuito a relés, há casos em que inesperadamente ocorre algum desvio e ocasiona erro de operação. Além disso, com o intuito de economizar o número de contatos, pode-se montar circuitos em ponte. Na sequência para PLC, um mesmo contato poderá ser utilizado ilimitadamente. Assim, no PLC não haverá necessidade de utilizar esses circuitos perigosos, que poderão tornar-se causadores de erros, ou outras técnicas mais complexas. Portanto,

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compreensão.

4.4.3 - Sequência de Programação

O programa deverá ser elaborado obedecendo a seguinte rotina: - distribuição das entradas e saídas;

- elaboração do diagrama de conexão de entradas e saídas; - elaboração da sequência para PLC;

- distribuição das saídas internas, temporizadas e contadores; - codificação (coding) e carregamento (loading)

a) Distribuição das entradas e saídas

Inicialmente, deve-se classificar o número dos equipamentos externos que serão conectados às unidades de entradas e saídas e, efetuando uma nova classificação, de acordo com as especificações elétricas, deve-se definir a quantidade de módulos de entradas e saídas necessárias. No que se refere aos módulos de E/S, geralmente cada módulo pode controlar 8 ou 16 pontos dos equipamentos externos. Assim, deve-se dividir o total de pontos a serem controlados pelo número de pontos de cada módulo e, definir a quantidade de módulos de entradas e saídas.

Assim que a quantidade de módulos E/S for definida, deve-se definir o seu lay-out. Para tanto, é necessário distribuir os módulos nas posições que facilitam a execução da fiação dos equipamentos externos.

Existem inúmeros equipamentos que são conectados como elementos de entradas e saídas e assim, no diagrama de circuito elétrico, os mesmos são normalmente identificados com abreviaturas como b0 (botoeira), VS (válvula solenóide), etc. Entretanto, essas abreviaturas

adotadas são incompreensíveis para os PLC’s.

As únicas palavras compreensíveis para os PLC’s são os números específicos atribuídos aos seus terminais de entrada e saída. Assim, os equipamentos representados pelas abreviaturas (b0, VS, etc.) são identificados pelos números dos terminais onde serão conectados, para que o

controlador programável possa identificá-los. Por exemplo, na tabela 4.7, distribuíram-se os módulos de entrada de n° 100 e os de saídas na de n° 300 e fez-se, a seguir, a distribuição dos equipamentos externos em cada um dos números (terminais) de entradas e saídas correspondentes.

b) Elaboração do diagrama de conexão de entradas e saídas

Quando se for efetuar a distribuição das entradas e saídas, no caso de componentes que integram o esquema em grande quantidade, como no caso das botoeiras, chaves fim-de-curso, etc., existem dois métodos de distribuição, a saber: a primeira consiste em distribuir na sequência b0, b1, ..., para um mesmo equipamento, e a segunda, em distribuir pela fiação

proveniente de uma mesma direção, de acordo com a posição ou direção em que se encontra o equipamento. Sobre esse assunto, durante a elaboração do diagrama de conexão de entradas e saídas, é importante estudar e definir qual dos dois métodos deve ser aplicado, considerando a obra de fiação que terá que ser executada.

Além disso, deve-se identificar se os sinais provenientes dos equipamentos de entrada estão conectados através de contatos abridores ou fechadores, pois, caso contrário, será difícil avaliar durante a elaboração do programa se há ou não a necessidade de se utilizar código (comando) de inversão.

Dessa forma, como o diagrama de conexão de entradas e saídas torna-se um instrumento fundamental para a programação e obra de fiação, o mesmo deve ser elaborado em primeiro lugar, juntamente com a distribuição das entradas e saídas.

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Figura 4.14 – Diagrama de conexão das entradas e saídas

c) Elaboração da sequência para PLC

Inicialmente, na elaboração da sequência para PLC, não há necessidade de se pensar em economia de contatos, como no caso da sequência de relés, bastando que se transfiram diretamente para a sequência as ações ou operações do sistema a ser controlado. Por outro lado, se houver uma sequência de relés já pronta, deve-se então reelaborá-la para o PLC.

Figura 4.15 – Elaboração de sequência para PLC

Baseando-se no diagrama de sequência do circuito de partida/parada indicado na figura 4.15, será explanada a rotina de elaboração do programa (sequência lógica). Existem as botoeiras para parada (b0) e partida (b1), que estão conectadas aos terminais 100 e 101, respectivamente,

do módulo de entradas e a saída conectada ao terminal 300 do módulo de saídas. Por conseguinte, o programa será elaborado utilizando-se esses números. A entrada 100 utiliza um contato abridor, e a 101 um fechador.

Figura 4.16 – Rotina para elaboração da sequência lógica

1) Deve-se extrair os elementos do programa de tal forma que permaneçam uma bobina e o bloco de contatos a ela conectados.

2) A fiação de conexão série entre os contatos, ou entre os contatos e o circuito paralelo, deve ser substituída pelo símbolo “.” que significa “AND” (E).

3) A fiação da parte inicial do circuito paralelo deve ser substituída pelo símbolo “(“ (abertura de parênteses).

4) O circuito paralelo deve ser substituído pelo símbolo “+”, que significa “OR” (OU). 5) A fiação na parte final do circuito paralelo deve ser substituída pelo símbolo “)”

(fechamento de parênteses).

6) A fiação à bobina deve ser substituída pelo símbolo “=”.

7) Como o terminal de número 100 é do tipo contato abridor (NF), então, invertendo a entrada 100, obtém-se 100 e assim o programa será: 100. (101 + 300) = 300.

Na sequência descrita, todas as fiações foram substituídas por instruções. A sequência lógica representada pelas instruções AND “.“, OR “+” e IGUAL “=” será compreensível pelo PLC e esse será o seu programa.

d) Distribuição das saídas internas, temporizadores e contadores

No PLC existem as unidades de entrada e saída que realizam o intercâmbio de sinais entre os equipamentos externos. Contudo, dentre os sinais de saídas, existem aqueles que, embora não sejam enviados para fora do equipamento, são mantidos armazenados temporariamente para efeito de controle. Esta é a função dos relés auxiliares na sequência de controle de relés, sendo

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estes denominados saídas internas.

Trata-se de modelos padrões que são utilizados nas diversas partes da sequência de relés, que, agrupados, recebem o tratamento como se fossem saídas provisórias, equivalentes aos relés auxiliares num circuito de relés. Em relação a isso, há casos em que se denominam as saídas normais como sendo “saídas externas” apenas para efeito de diferenciação.

Durante a elaboração do diagrama de sequência, deve-se atribuir números correspondentes às saídas internas, temporizadores e contadores. Por exemplo, como no caso da tabela 4.8, deve- se efetuar a distribuição de números como segue: ZO, Z1, Z2, ... para saídas internas, TD para temporizador com retardo na energização (ON DELAY TIMER), TF para temporizador com retardo na desenergização (0FF DELAY TIMER), CU para contador (COUNTER) e assim sucessivamente.

Com relação ao método das saídas internas, temporizadores e contadores, observam-se diferenças de acordo com os fabricantes de PLC. Assim sendo, é necessário compreender suficientemente o seu método, através da leitura do seu manual de instruções.

e) Codificação e carregamento

Assim que o programa for elaborado, deve-se então armazená-lo na memória do usuário. inicialmente, conforme se observa na figura 4.17, deve-se efetuar a codificação a fim de saber a partir de qual endereço de memória o programa será armazenado e quantos endereços (palavras de memória) serão utilizados para o armazenamento.

Essa atividade de “distribuição dos endereços de memória”, e ao papel utilizado para a distribuição é denominado “folha de codificação”.

Figura 4.17 – Exemplo de programação

A atividade de gravar o programa na memória utilizando os equipamentos periféricos denomina-se carregamento (loading). Para realizar o carregamento, deve-se inicialmente ativar os endereços de memória. Essa operação deve ser efetuada apenas na primeira vez, pois, posteriormente, ocorrerá o avanço automático, palavra por palavra de memória. A seguir, deve-se efetuar o carregamento do programa passo a passo, certificando-se de que não há erro de programação nos mesmos. Quando se for efetuar o carregamento pelo método de diagrama ladder, pelo fato do diagrama de sequência ser indicado no display por unidade de circuito, não há necessidade de se efetuar a codificação, isto é, pode-se executar o carregamento direto a partir da sequência para PLC.

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5 – ARQUITETURAS DIGITAIS DE CONTROLE E INTERFACE