Questões de Provas Antigas (P1)

Questões de Provas Antigas (P1)

Um sinal analógico é convertido num número inteiro X entre zero e nove cujos bits são representados pelos sinais digitais D, C, B, e A, na ordem do mais significativo para o menos significativo. Com base nesses sinais, são geradas sete saídas digitais que vão exibir uma representação decimal do número X seguindo o formato ao lado. Cada saída assume o valor 1 para acender o hexágono correspondente e 0 para apagá-lo. A saída Y corresponde ao hexágono horizontal do meio.

Faça uma tabela verdade para apenas a saída Y em função das entradas D, C, B e A. Use uma marcação de “não importa” para as combinações de entradas que nunca serão geradas.

Questão 2 (P1 2014.1 A1)

Faça um mapa de Karnaugh e derive uma expressão lógica para a seguinte tabela verdade onde A, B, C e D são entradas e Y é saída:

A B C D Y A B C D Y A B C D Y A B C D Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 X 1 1 0 1 1 0 0 1 0 X 0 1 1 0 X 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 X 0 1 1 1 X 1 0 1 1 X 1 1 1 1 1 Questão 3 (P1 2014.1 B1)

Converta os números 1234 e 567 de decimal para binário, e os números 11111 e 100111 de binário para decimal.

Questão 4 (P1 2014.2)

Um aquecedor de água dispõe de quatro chaves seletoras, S1, S2, S3 e S4, cada chave com apenas dois estados, ligada e desligada. As chaves são usadas para configurar a intensidade da chama e a vazão do fluxo de água. A intensidade da chama pode ser alta, quando o sinal C3 é colocado em 1, média, quando o sinal C2 é colocado em 1, ou baixa, quando o sinal C1 é colocado em 1. Por outro lado, a vazão do fluxo de água tem 5 níveis, dependendo de qual dos sinais V1, V2, V3, V4 ou V5 é colocado em 1. Apenas um dos sinais para controle da chama e um dos sinais para controle da vazão deve ser colocado em 1 caso o aquecedor esteja ligado. Existe ainda a possibilidade de desligar o aquecedor colocando todos os sinais de controle em zero. Faça uma tabela verdade que tenha como entrada as chaves seletoras e como saída os sinais para controle da chama e da vazão do aquecedor que permita acionar qualquer configuração descrita anteriormente.

Questão 5 (P1 2014.2)

O sistema ao lado recebe bolinhas vindas da canaleta superior que precisam ser direcionadas pelo seletor D1 para a canaleta da esquerda ou da direita. O sistema começa direcionando as bolinhas para a canaleta da esquerda. Quando nenhuma bolinha for detectada pelo sensor S1 por mais de 20 segundos, o seletor deve passar a direcionar as bolinhas para a canaleta da direita. Depois disso, quando nenhuma bolinha for detectada pelo sensor S2 por mais de 20 segundos, o seletor deve passar a direcionar as bolinhas novamente para a

canaleta da esquerda, iniciando um novo ciclo. Descreva as entradas e saídas e forneça um programa em linguagem Ladder para controlar esse sistema.

Questão 6 (P1 2015.1)

O desenho abaixo representa um centro de fabricação (CF) de peças organizado segundo um arranjo funcional, dividido em uma sala de torneamento (T), uma sala de fresamento (F) e uma sala de retificação (R). Toda a movimentação de material de uma sala para a outra se dá através do sistema de esteiras representado no desenho abaixo, enquanto a movimentação que envolve outros locais da fábrica é feita por carrinhos. Num certo contexto, o CF deve ser configurado para produzir 3 produtos, cujos códigos são representados pelos sinais binários P0 e P1. A tabela abaixo fornece, para cada produto, o código binário correspondente e a sequência das salas que devem ser visitadas. O direcionamento dos itens de cada produto às salas corretas é feito através dos 3 defletores representados no desenho, ao lado dos seus respectivos códigos binários. Em cada um desses códigos binários, o primeiro algarismo (bit) é dado pelo sinal D0 e o segundo pelo D1. Cada defletor é equipado com um sensor capaz de identificar os valores de P0 e P1 correspondentes ao produto que está passando na sua frente, pela esteira. Forneça a tabela verdade para um circuito que receba como entrada os sinais P0, P1, D0 e D1, identificando um produto e o defletor que o detectou, e gere o sinal M, que é 1 se o defletor deve modificar a trajetória do item, passando-o para outra esteira, e 0 se ele deve deixar o item seguir adiante pela mesma esteira. Use o símbolo “não importa” para os casos que não devem ocorrer na operação descrita.

P0 P1 Sequência de salas 0 0 R  T F 0 1 F  R  T 1 0 F  T  R S1 S2 2 D1 SALA DE TORNEAMENTO SALA DE RETIFICAÇÃO SALA DE FRESAMENTO 00 01 10

Questão 7 (2016.2 A1) O sistema de esteiras representado no desenho ao lado dispõe de três defletores que desviam produtos transportados das máquinas M1 e M2 para as máquinas M3, M4, M5 e M6. Os defletores são controlados pelos sinais D1, D2 e D3 como indicado na figura. Quando o sinal correspondente é igual a 1, o defletor desvia o produto que passa para uma esteira lateral fazendo um ângulo

de 90º. Se este sinal for 0, o defletor deixa o produto passar na mesma direção e sentido em que estava se movimentando anteriormente. Cada um dos dez produtos movimentados dispõe de um código binário ABCD, onde cada letra representa um bit na ordem do mais significativo para o menos significativo. A tabela ao lado do desenho informa as máquinas de origem e destino dos produtos com cada código (representado em decimal). Os sinais digitais A, B, C e D contêm os bits do código do produto que está sendo transportado. Faça uma tabela verdade para as saídas D1, D2 e D3 em função das entradas A, B, C e D usando o símbolo “não importa” sempre que for adequado. Faça também um mapa de Karnaugh e forneça uma expressão lógica de tamanho mínimo para a saída D3.

Questão 8 (P1 2016.2 A1)

Numa máquina de encher copo de refrigerante, no instante em que um botão é pressionado o copo começa a encher, e continua enchendo por exatamente 5 s, parando logo em seguida. B = 1 indica que o botão está pressionado e

B = 0 indica que ele está solto. V = 1 abre a válvula que libera o refrigerante para cair no copo e V = 0 fecha esta válvula. Assumindo que o botão permanece pressionado por pelo menos 0,5 segundos complete o programa Ladder ao lado para gerar o sinal de saída V a partir do sinal de entrada B. Para isso, faça diagramas temporais dos sinais nos pontos B1 e B2 marcados no programa Ladder e do

sinal de saída V, para o exemplo dado pelo diagrama temporal ao lado.

Questão 9 (P1 2016.2 T1)

Você desenvolveu um jogo de dois jogadores com um tabuleiro automático. Neste jogo, cada jogador escolhe entre três opções: A, B e C, gerando os sinais J1 e K1 para o jogador 1 e J2 e K2 para o jogador 2, segundo a tabela abaixo:

D1 D2

Jogador Opção J1 K1 J2 K2 1 A 0 0 - - 1 B 0 1 - - 1 C 1 0 - - 2 A - - 0 0 2 B - - 0 1 2 C - - 1 0

Tabuleiro do jogo acende um sinal luminoso quando os dois jogadores escolhem a mesma opção. Faça uma tabela verdade para gerar o sinal Y que acende o sinal luminoso quando está em 1 e o apaga quando está em 0. Use o símbolo indicador de “não importa” para o sinal Y quando for adequado.

Questão 10 (P1 2016.2 T1)

Um certo produto tem quatro botões de cores diferentes: um branco, um azul, um vermelho e um preto, gerando os sinais B, A, V e P, respectivamente. Quando um botão está pressionado o sinal correspondente é 1. Senão, o sinal é 0. Os botões azul e vermelho não podem ser pressionados ao mesmo tempo devido a uma conexão mecânica entre os dois. O mesmo ocorre para os botões branco e preto. Faça um mapa de Karnaugh, derive uma expressão lógica e faça um programa em Ladder para gerar o sinal S, que aciona um sinal sonoro quando está em 1. O sinal S deve ficar em 1 quando dois botões forem pressionado ao mesmo tempo e deve ser X quando A = V = 1 ou quando B = P = 1 porque as conexões mecânicas entre os botões impedem que isto aconteça. Em todos os outros casos, o sinal S deve ser 0.

Questão 11 (P2 2016.2 T1)

Numa máquina de encher copo de refrigerante, quando um botão é pressionado, o copo começa a encher e só para 5 s depois que o botão foi liberado. B = 1 indica que o botão está pressionado e B = 0 indica que ele está solto. V = 1 abre a válvula que libera o refrigerante para cair no copo e V = 0 fecha esta válvula. Por outro lado, num forno de uma pizzaria, um sensor detecta que uma pizza está sendo aquecida e começa a soar um alarme 30 minutos depois que ela foi inserida no forno, parando assim que ela for retirada. Neste caso, S = 1indica que a pizza está no forno e S = 0 indica que o forno está vazio. Além disso, A = 1 faz o alarme soar e A = 0 o silencia. Faça diagramas temporais para os sinais B, V, S e A e foneça um programa Ladder para gerar os sinais de saída V e A a partir dos sinais de entrada B e S. Use um único temporizador para cada sinal de saída.

Questão 12 (P2 2015.1)

Faça um mapa de Karnaugh, derive expressões lógicas minimizando o número de operações “E” e forneça programas Ladder para gerar as saídas P e Q a partir das entradas A, B, C e D segundo a tabela verdade abaixo.

A B C D P Q A B C D P Q A B C D P Y A B C D P Q 0 0 0 0 1 X 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 X 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 X 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 X 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 X 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 X Questão 13 (P2 2015.1)

Fornecer um programa em Ladder para controlar um braço robótico cartesiano com uma broca voltada para baixo e um sensor na ponta dela conforme o desenho abaixo. Quando o programa inicia, a ponta da broca está sobre um bloco em forma de paralelepípedo mas sua posição exata é desconhecida. Neste momento, sensor analógico S mede uma distância vertical (na direção do eixo Z) de 22 mm até a superfície do bloco. Os sinais AX, RX, AY e RY geram movimentos do braço a uma velocidade constante de 120 mm/min de modo a modificar as coordenadas X e Y da ponta da broca. Quando AX, RX, AY e RY assumem o valor 1, geram aumento de X, redução de X, aumento de Y e redução de X, respectivamente. Apenas um desses sinais deve ser colocado 1 de cada vez. Quando a ponta da broca não está mais sobre o bloco devido ao movimento do braço, o sensor S passa a medir 82 mm de distância até a superfície sobre a qual o bloco foi colocado. Isso deve ser usado para identificar a posição do braço em relação ao bloco. Sabendo-se que o bloco tem dimensões de 80 mm por 50 mm (nas direções de X e Y respectivamente), o programa deve fazer um furo centralizado no bloco, colocando o sinal F em 1 por 10 segundos, após posicionar o braço nas coordenadas adequadas. Depois que o furo for concluído, o programa deve manter o braço parado e todos os sinais de saída em zero.

Questão 14 (P2 2015.2)

Uma fábrica atribui códigos binários aos seus produtos, onde cada bit do código tem um significado. Num certo ponto da fábrica, um defletor recebe os códigos dos produtos que passam numa esteira e desviam todos cujo sexto bit da direita para a esquerda (o sexto menos significativo) é igual a 1. Por exemplo, um produto com o código binário ABCDEFGHI será desviado se D = 1. Indique quais dos produtos com os seguintes códigos (convertidos para decimal) serão desviados: 1245, 5421 e 6783. Apresente seus cálculos.

22 mm 82 mm X braço broca bloco Z

Questão 15 (P2 2015.2)

Uma loja utiliza códigos de 4 bits para seus produtos, representados por A, B, C e P, onde ABC é um número em binário que identifica o produto e P é um bit de verificação que depende do número de “uns” do número ABC. Se ABC não tem nenhum “um” ou tem dois “uns”, P = 0. Em caso contrário, ou seja, se ABC tem apenas um “um” ou tem três “uns”, P = 1. Um CLP recebe os sinais A, B, C e P de um produto e gera um sinal Y que é 1 para os números de identificação de 1 a 5, e 0 para os demais. Assumindo que os valores do bit P estarão sempre corretos, faça uma tabela verdade, um mapa de Karnaugh e uma expressão lógica com duas operações “OU” e três operações “E” para o sinal Y em função das entradas A, B, C e P. Use o símbolo X (não importa) para o valor de Y sempre que for adequado.

Questão 16 (P2 2016.1)

Um sinal gerado por um sensor de pressão passa por um conversor analógico digital, resultando num número de 0 a 12, representado pelos bits D, C, B e A, na ordem do mais significativo para o menos significativo. Faça uma tabela verdade cujas entradas sejam os bits D, C, B e A, e a saída Y seja 1 se e somente se o número gerado pelo conversor for maior ou igual a 7. Use o símbolo que representa “não importa” sempre que for conveniente.

Questão 17 (P2 2016.1)

Faça um mapa de Karnaugh e derive expressões lógicas para gerar as saídas S0 e S1 a partir das entradas E3, E2, E1 e E0 segundo a tabela verdade abaixo. Use duas operações “E” e uma “OU” para cada expressão.

E3 E2 E1 E0 S0 S1 E3 E2 E1 E0 S0 S1 0 0 0 0 1 X 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 X X 1 0 0 1 X X 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 X 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 X 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 X X 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 X 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 X 0 1 1 1 X 1 1 1 1 1 0 X Questão 18 (P2 2016.1)

Faça um programa Ladder para controlar as válvulas SV-1 e SV-2 do sistema desenhado ao lado utilizando apenas contatos, bobinas e temporizadores. O sistema começa com as válvulas fechadas (SV-1 = 0 e SV-2 = 0), o botão solto (B = 0) e o sensor de nível detectando refrigerante (LS = 1). Quando o botão é acionado (B = 1), a válvula debaixo deve se abrir (SV-2 = 1), mantendo-se aberta até 5 segundos depois do botão ser solto novamente, sendo fechada em seguida. A abertura da válvula debaixo faz o nível do refrigerante diminuir no tanque, fazendo com que o sensor de nível deixe de detectá-lo (LS = 0). Apenas após a válvula debaixo ser fechada, a válvula de cima deve ser aberta (SV-1 = 1) para repor o refrigerante no recipiente, sendo fechada (SV-1 = 0) quando o sensor de nível voltar a detectar o refrigerante.

Assuma que o botão só será pressionado novamente depois disso, iniciando um novo ciclo. Faça diagrama temporal do funcionamento do sistema.

Questão 19 (P1 2014.1)

Um sinal de trânsito tem um sensor B que corresponde a um botão de pedestre e 3 atuadores Vd, Am e Vm, que correspondem respectivamente às lâmpadas verde, amarela e vermelha. B = 1 indica o botão apertado e 0 indica ele solto e o valor 1 em cada saída indica a lâmpada correspondente acesa e 0 indica ela apagada. O sinal verde deve permanecer aceso por pelo menos 60 segundos durante os quais o botão de pedestre não tem efeito nenhum. Após os 60 segundos, o sinal verde permanece aceso e o sistema passa a aguardar o botão ser pressionado. Quando isso ocorre, ele muda imediatamente para o sinal amarelo aceso. O sinal amarelo é mantido por 10 segundos, seguido do vermelho, que é mantido por 20 segundos. Durante esse tempo, o botão de pedestre também não tem efeito nenhum. Após o término do tempo do sinal vermelho, o sinal verde é aceso novamente iniciando um novo ciclo. Faça uma máquina de estados e um programa em Ladder para controlar esse sinal de trânsito.

Questão 20 (P1 2014.2)

O sistema abaixo recebe um produto químico pelo duto superior para um processo de decantação em dois tanques antes de enviá-lo pelo duto inferior. Apesar dos dois tanques poderem ser usados em paralelo, as válvulas SV-1 e SV-2 nunca devem ser abertas ao mesmo tempo. Da mesma forma SV-3 e SV-4 também não devem ser abertas simultaneamente. O processo detalhado começa enchendo o tanque da esquerda abrindo SV-1, até atingir o nível LSH-1. Depois SV-2 é utilizado para encher o tanque da direito enquanto o da esquerda mantém o produto decantando por 60 minutos. A decantação do tanque da direita começa quando este atinge o nível LSH-2 e o esvaziamento do da esquerda começa quando passam os 60 minutos, sendo que qualquer um dos dois

eventos pode ocorrer primeiro. O esvaziamento do tanque da direita também começa 60

minutos depois do seu

enchimento ou depois que o tanque da esquerda acabou de esvaziar, o que ocorrer por último. Quando os dois tanques estão vazios se inicia um novo ciclo. Descreva as entradas e saídas e forneça um programa em linguagem Ladder para controlar

esse sistema. Dica: faça uma máquina de estados para cada tanque. LSH-1 LSL-1 LSH-2 LSL-2 SV-1 SV-2 SV-3 SV-4

Questão 21 (2016.2 A1)

O desenho ao lado representa um tanque de vidro usado para controle de um fluido que recebe um tratamento de clareamento. O tanque começa vazio e a válvula VS1 aberta para realizar o seu enchimento com o fluido. O enchimento completo é detectado pelo sensor capacitivo SC1, causando o fechamento de VS1. Neste instante, se o sensor ótico SO detectar o líquido, este não está suficientemente claro e deve ser bombeado de volta à estação de tratamento, ligando-se a bomba B até o esvaziamento completo do tanque. Em caso contrário, se o sensor ótico não detectar o líquido apesar do tanque estar cheio, a válvula VS2 deve ser aberta para expedição do líquido até o esvaziamento completo do tanque. Em ambos os casos, o esvaziamento completo é identificado quando o sensor capacitivo SC2 deixa de

detectar o líquido, iniciando um novo ciclo. Cada sensor gera um sinal digital que é 1 quando o líquido é detectado e 0 em caso contrário. Cada válvula é aberta colocando o sinal correspondente em 1 e fechada com o mesmo sinal em 0. Além disso, a bomba é ligada colocando o sinal correspondente em 1 e desligada com o mesmo sinal em 0. Faça uma máquina de estados e um programa em Ladder para um CLP controlar este sistema.

Questão 22 (2015.1)

Um CLP deve controlar um defletor de modo a distribuir as caixas recebidas através de uma esteira entre dois destinos. O defletor é controlado pelo sinal D, que deve começar em zero. Os destinos das caixas devem ser atribuídos alternadamente da seguinte forma. A primeira caixa recebida deve ser desviada pelo primeiro defletor, fazendo “D = 1” 3 segundos depois do sensor S detectar a passagem dela pela esteira. O valor de D deve ser mantido até que S detecte a segunda caixa recebida. Quando isso ocorre, o CLP deve fazer “D = 0” até que a terceira caixa recebida seja detectada, iniciando um novo ciclo. É importante observar que a passagem da caixa pela esteira faz com que o sinal S fique igual a um por aproximadamente 1 segundo, voltando a ser zero quando a caixa sai do alcance do sensor.

a) Forneça uma máquina de estados para o programa de controle do defletor (1,5 pts). b) Forneça um programa Ladder para controlar o defletor (1,5 pts).

c) Faça gráficos dos sinais S e D em função do tempo durante o recebimento de 4 caixas, uma a cada 8 segundos, indicando os intervalos de tempo associados a cada estado do CLP de acordo com a resposta da letra a) (1 pt).

Questão 23 (2015.2)

Um reservatório está conectado a dois dutos de entrada e um de saída. Os fluxos nos dutos de entrada são controlados por válvulas solenoides A e B, ativadas pelos sinais VA e VB, respectivamente. Cada um desses sinais, quando colocado em 1, abre a válvula correspondente permitindo a entrada de fluido, e a fecha quando colocado em zero. A saída de fluido não é controlada. O reservatório tem ainda dois sensores de nível: SL e SH, de nível baixo e alto, respectivamente. Cada sensor gera um sinal 1 quando fluido é detectado no nível correspondente do reservatório e 0 caso contrário. O nível do reservatório começa entre SL e SH, e apenas a válvula A deve estar aberta. Sempre que o nível permanecer entre SL e SH por 30 segundos e A estiver aberta, A deve ser fechada e B aberta, simultaneamente. Sempre que o

nível permanecer entre SL e SH por 30 segundos e B estiver aberta, B deve ser fechada e A aberta, simultaneamente. Se o nível ficar acima de SH, as duas válvulas devem ser fechadas. Neste caso, quando o nível voltar a ficar entre SL e SH, apenas a válvula A deve ser aberta. Se o nível ficar abaixo de SL, as duas válvulas devem ser abertas. Neste caso, quando o nível voltar a ficar entre SL e SH, apenas a válvula A deve ser fechada. Faça um desenho do sistema indicando as posições dos sensores e atuadores mencionados. Exemplifique o funcionamento do sistema com diagramas temporais das entradas e saídas do CLP que o controla. Forneça uma máquina de estados e um programa Ladder para este CLP. O exemplo do diagrama deve passar por todos os estados na máquina de estados (mas não precisa passar por todas as transições).

Questão 24 (P2 2016.1)

O braço robótico representado no desenho ao lado é movido a ar comprimido. A injeção do ar no braço é controlada por 5 válvulas solenoides: SV-5 = 1 e SV-4 = 1 fazem a garra avançar e recuar, respectivamente, na direção horizontal, SV-3 = 1 e SV-2 = 1 fazem a garra avançar e recuar, respectivamente, na direção vertical, SV-1 = 1 faz a garra fechar e SV-1 = 0 faz a garra abrir por efeito de uma mola. SV-2, SV-3, SV-4 e SV-5 não têm nenhum efeito sobre o braço quando estão em 0. O braço também dispõe de 5 sensores magnéticos: MS-1 = 1 indica que a garra está completamente fechada, MS-2 = 1 e MS-3 = 1 indicam que o braço está completamente avançado e completamente recuado, respectivamente, na direção vertical, e MS-4 = 1 e MS-5 = 1 indicam que o braço está completamente avançado e completamente recuado, respectivamente,

na direção horizontal. Faça uma máquina de estados e um programa Ladder para monitorar os sensores e controlar as válvulas deste braço de modo a seguir a seguinte sequência. O braço começa recuado em ambas as direções e com a garra em qualquer posição. Primeiro ele avança na direção horizontal e depois na vertical. Ambos os movimentos são realizados abrindo a garra ou mantendo-a aberta. Em seguida, ele para na posição avançada em ambas as direções e fecha a garra. Finalmente, ele recua na direção vertical e depois na direção horizontal com a garra fechada, começando um novo ciclo em seguida.