Para o desenvolvimento da programação do CLP XC 100 foi utilizado o supervisório CodeSys.
A quantidade de blocos de expansão (mencionadas na seção 6.2) deve-se a grande quantidade de entradas e saídas utilizadas no sistema automatizado de dosagem de condimentos. As entradas e saídas do CLP e suas especificações podem ser observadas nos Quadros 4 e 5.
ENTRADAS DIGITAIS
N° NOME DA VARIÁVEL SAÍDA FÍSICA ASSOCIADA DESCRIÇÃO DA VARIÁVEL
01 bot_lig AT %IX0.0 Botão liga
02 bot_desl AT %IX0.1 Botão desliga
03 bot_emerg AT %IX0.2 Botão de emergência
04 p2 AT %IX0.3 Partida final esteira (PACOTE OK)
05 bot_reset AT %IX0.4 Botão de Reset
06 sens_pac AT %IX0.5 Sensor monitora pacote
07 Rvar AT %IX0.6 Receita variável
08 R1 AT %IX0.7 Receita 1 09 R2 AT %IX2.0 Receita 2 10 R3 AT %IX2.1 Receita 3 11 R4 AT %IX2.2 Receita 4 12 R5 AT %IX2.3 Receita 5 13 R6 AT %IX2.4 Receita 6
14 S0 AT %IX2.5 Sensor começo da esteira
15 S1 AT %IX2.6 Sensor sob o silo 1
16 S2 AT %IX2.7 Sensor sob o silo 2
17 S3 AT %IX2.8 Sensor sob o silo 3
18 S4 AT %IX2.9 Sensor sob o silo 4
19 S5 AT %IX2.10 Sensor sob o silo 5
20 sens_p2 AT %IX2.11 Sensor da Posição 2 na esteira - final da esteira
21 sens_prod01 AT %IX2.12 Sensor de falta de produto no silo 1 22 sens_sil1_med AT %IX2.13 Sensor de nível médio do silo 1 23 sens_sil1_max AT %IX2.14 Sensor de nível máximo do silo 1 24 sens_prod02 AT %IX2.15 Sensor de falta de produto no silo 2 25 sens_sil2_med AT %IX8.0 Sensor de nível médio do silo 2 26 sens_sil2_max AT %IX8.1 Sensor de nível máximo do silo 2 27 sens_prod03 AT %IX8.2 Sensor de falta de produto no silo 3 28 sens_sil3_med AT %IX8.3 Sensor de nível médio do silo 3 29 sens_sil3_max AT %IX8.4 Sensor de nível máximo do silo 3 30 sens_prod04 AT %IX8.5 Sensor de falta de produto no silo 4 31 sens_sil4_med AT %IX8.6 Sensor de nível médio do silo 4 32 sens_sil4_max AT %IX8.7 Sensor de nível máximo do silo 4 33 sens_prod05 AT %IX10.0 Sensor de falta de produto no silo 5 34 sens_sil5_med AT %IX10.1 Sensor de nível médio do silo 5 35 sens_sil5_max AT %IX10.2 Sensor de nível máximo do silo 5 36 falha_motor AT %IX10.3 Indicador de falha no motor da
esteira ENTRADA ANALÓGICA
N° NOME DA VARIÁVEL SAÍDA FÍSICA ASSOCIADA DESCRIÇÃO DA VARIÁVEL
01 valor_celWORD AT %IW4 Valor proveniente do
transdutor/célula de carga Quadro 4 - Entradas Analógicas e Digitais do processo.
SAÍDAS
N° NOME DA VARIÁVEL SAÍDA FÍSICA ASSOCIADA DESCRIÇÃO DA VARIÁVEL
1 led_lig AT %QX0.0 Led máquina ligada
2 led_desl AT %QX0.1 Led máquina desligada
3 led_emerg AT %QX0.2 Led emergência acionada
4 led_erro AT %QX0.3 Led erro
5 mot_marchRE AT %QX0.4 Motor marcha ré
6 mot_march AT %QX0.5 Motor marcha
7 valv1 AT %QX2.1 Válvula guilhotina e vibrador
eletromagnético do silo 1
8 valv2 AT %QX2.2 Válvula guilhotina e vibrador
eletromagnético do silo 2
9 valv3 AT %QX2.3 Válvula guilhotina e vibrador
eletromagnético do silo 3
10 valv4 AT %QX2.4 Válvula guilhotina e vibrador
eletromagnético do silo 4
11 valv5 AT %QX2.5 Válvula guilhotina e vibrador
eletromagnético do silo 5 Quadro 5 - Saídas do processo.
A programação do CLP foi desenvolvida em três linguagens de programação, a maior parte, envolvendo quase todas as lógicas de funcionamento, em SFC (Sequential Function Chart) com o programa denominado “DOSADOR”. Uma
pequena parte responsável pelas conversões de peso em LD (Linguagem Ladder) com o programa denominado “CONV_PESO” e mais um programa em CFC (ColdFusion Components) que tem a função de unir os dois programas anteriores e fazer com que eles trabalhem juntos. Através da Figura 14 é possível observar o ambiente de programação do CodeSys e parte de programação realizada em SFC.
Figura 14 - Ambiente de programação do CodeSys.
Através da Figura 15 é possível observar a lógica inicial do programa até o ponto destacado na Figura 14 pelo retângulo 1. Depois de pressionado o botão liga, a receptividade 1 (ver Figura 15) torna-se verdadeira, o que habilita a continuação da lógica programada. É possível observar também a seguinte expressão na transição: “bot_lig OR bot_lig_sup”, essa é a transição inicial do programa, ou seja, quando for pressionado o botão liga o programa sai do Step293 (onde o equipamento permanece desligado) e vai para o Step3 que é a parte inicial do programa. Deste ponto o programa começa a assimilar todas as lógicas tanto de erro como de funcionamento. Na expressão “bot_lig OR bot_lig_sup”, é possível observar que um dos comandos possui “_sup” no final, isso significa que é um comando vindo do supervisório, como por exemplo, o comando “bot_lig_sup” corresponde ao botão liga do supervisório, já o “bot_lig” corresponde ao botão liga físico instalado na porta do painel elétrico. Isso permite que o sistema seja operado tanto fisicamente através dos botões do painel quanto pela IHM do supervisório.
1
3
Figura 15 - Parte inicial do programa.
O quadrado 2 da Figura 14 destaca a lógica correspondente ao acionamento da emergência e aos erros de funcionamento previstos (falta ou estouro do pacote de acondicionamento do condimento, falha do motor). Esta lógica pode ser mais bem visualizada na Figura 16. Acionando a emergência, em qualquer etapa do programa cancela-se qualquer ação do processo que estiver ocorrendo e o “Step4” é ativado, que aciona o LED de emergência. Este LED somente volta a desligar e o sistema volta a operar quando o botão de emergência for desacionado e o botão reset for pressionado (“(bot_reset OR bot_reset_sup) AND bot_emerg”). O bloco de erro assim como o de emergência é acionado de qualquer parte do programa, sempre que um erro acontecer, como por exemplo, o estouro de um pacote ou ocorrer uma sobrecarga na esteira e o desarme do disjuntor motor (“p2 AND (NOT sens_pac)”). Neste último caso o “Step5” é acionado.
Figura 16 - Lógica de erro e de emergência.
Os silos possuem controle de nível que pode ser observado somente no supervisório. Quando o condimento do silo acaba, ou seja, quando o sensor de nível mínimo não identificar mais o produto, o desenho do silo do sistema supervisório ficará na cor vermelha e impedirá que se inicie uma nova receita até que seja inserido mais produto no silo e pressionado o botão de reset. Se durante alguma dosagem o produto de um determinado silo acabar, a dosagem em execução terminará, pois o posicionamento do sensor de nível mínimo do silo é superior a qualquer quantidade que possa ser exigido de produto fazendo com que o silo trabalhe com uma margem de segurança contra a falta de produto em meio a uma dosagem. Após isso, ocorre o bloqueio do programa. Um demonstrativo deste
bloqueio por nível pode ser observado na Figura 17 que retrata sobre o retângulo 3 da Figura 14.
Figura 17 - Lógica de controle do nível de condimento.
O sinal recebido do conversor da célula de carga, para ser utilizado no programa precisa ser convertido para um valor em gramas. Essa conversão foi desenvolvida em linguagem de programação Ladder, como pode ser observado na Figura 18. O valor recebido na entrada analógica do CLP é convertido em gramas e é utilizado em várias partes do programa como, por exemplo, nas dosagens das receitas ou na IHM que mostra o peso do condimento dosado.
Figura 18 - Lógica de conversão de peso utilizando linguagem Ladder.
Como foram utilizadas duas linguagens de programação no mesmo programa, foi necessário utilizar uma terceira linguagem para unir as outras duas. Desta forma o programa que pode ser observado na Figura 19, (desenvolvido em
CFC), chama os dois programas (“DOSADOR” e “CONV-PESO”) e executa ambos simultaneamente.
Figura 19 – Programa geral da automação em CFC.
As receitas pré-programadas, já apresentadas no Quadro 2 da seção 5, representam as receitas dos produtos produzidos pela indústria. Pelo simples fato do operador apenas apertar um botão e a receita já estar pronta na memória do CLP, agiliza-se essa etapa do processo (o operador não precisa basear-se em livros ou listas de receitas).