Dispositivo de selagem de doce de leite

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI--ÁRIDO

ÁRIDO

CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Automação e Controle

Automação e Controle

Estudo de Caso: Dispositivo de Selagem de Doce de Leite HI

Dispositivo de Selagem de Doce de Leite (DSDL 1)

Objetivos:

Inserir tampa no produto;

Preparar Empacotamento.

Produto

Pacote

Tampa

DSDL 1: Principais Componentes

3

4

2

DSDL 1: Fluxograma do Processo

Movimenta

Esteira

Não

Início

Embalagem

Fixa Tampa

Sim

_Sim

Não

DSDL 1: Dispositivos de Controle (Atuadores)

Atuadores: Dispositivos que exercem ação sobre o processo

Podem ser: elétricos, mecânicos, pneumáticos, hidráulicos etc.

Quais atuadores existem no DSDL 1?

Motor da esteira de transporte;

Cilindro para fixação da tampa;

Cilindro para fixação da tampa;

DSDL 1: Operação Manual

1

) Ligar a esteira até que o

produto chegue ao local de

2)

Quando o produto estiver

posicionado,

acionar

cilindro de fixação de tampa

3)

Quando o número de

produtos for suficiente,

acionar empacotamento

DSDL 1: Como integrar Informações do Processo e atuadores

Pedal de

movimentação

da esteira

Motor da

esteira

Cilindro de

fixação de

tampa

Botão de fixação

da tampa

tampa

Botão de ativação

Sinalização de

esteira parada

ou em

movimento

CLP: Como as saídas digitais controlam os atuadores

Relê acoplador

Contator

220VAC

Motor

220VAC

Lâmpada

sinalizadora

Circuito comando 24

VDC

Circuito de potência trifásico

CLP

sinalizadora

Cilindro

pneumático

Dispositivo de

empacotamento

Relê acoplador

Válvula

eletro-pneumática

Circuito pneumático

CLP: Diferença entre entrada e saída. Digital ou analógica?

Informações do processo



entradas no CLP;

Saídas do CLP



atuadores do processo;

Entradas e saídas digitais (dois valores: ligado ou desligado);

Entradas

e

saídas

analógicas

(número

finito

de

valores:

Entradas

e

saídas

analógicas

(número

finito

de

valores:

resolução).

y

y

Sinal Digital

Sinal Analógico

Conhecimento do processo;

Levantamento de requisitos de I/O;

Especificação do equipamento;

DSDL: Etapas para implantação da automação

























Número de entradas

digitais e analógicas?

Especificação do equipamento;

Projeto elétrico / pneumático;

Desenvolvimento do programa;

Testes do desenvolvimento.

?

?

?









Número de saídas

digitais e analógicas?

Kit de treinamento

Entradas Digitais

SPDSW: Ambiente de programação do CLP

Objetivo:

Ferramenta de programação, configuração e supervisão

SPDSW:

Gratuito;

Disponibilidade de atualizações;

Linguagem de programação;

Plataforma única de desenvolvimento;

Liga Máquina Movimenta Esteira Peça Posicionada? Pronto para Embalar? Existe Tampa? Embalagem Fixa Tampa Rejeita Peça Sim Sim Sim Não Não Não Liga Máquina Movimenta Esteira Peça Posicionada? Pronto para Embalar? Existe Tampa? Embalagem Fixa Tampa Rejeita Peça Sim Sim Sim Não Não Não

SPDSW: Tela Principal

Área de comandos

Painel do

controlador

SPDSW: Conexão com o CLP

A

(Status da conexão)

B

B

(Porta de comunicação do PC)

SPDSW: Criando um projeto novo

Este campo identifica

o projeto no CLP

Janela do

projeto

corrente

SPDSW: Criando um projeto novo

Botão direito do

mouse na janela do

projeto corrente

Menu Principal

Janela do projeto

corrente

SPDSW: Definindo o controlador a ser utilizado no projeto

A

ou

B

SPDSW: Editor Ladder e documentação do programa

Comandos

do Editor

Barra de

Funções do

Programa

Programa

Editor do

Diagrama

Ladder

SPDSW: Identificando as entradas e saídas (I/O´s) no CLP

Lista de Identificadores (F7)

A

DSDL 1: Identificando os I/O´s no processo

O0003

O0000

O0001

O0002

O0004

SPDSW: Etapas da implementação do programa ladder

Etapa 1: Ativação do motor da esteira e sinalização do

processo;

Etapa 2: Acionamento do cilindro de fixação e da máquina de

empacotamento;

Etapa 1: Acionamento da Esteira e Sinalização do Processo

Funcionalidades a serem Implementadas:

Ligar motor da esteira (O0000) se a chave de liga esteira (I0000) estiver

pressionada;

Ligar sinalização de processo em operação (O0002 – Lâmpada verde) se a

esteira estiver ligada;

Ligar sinalização de processo parado (O0001 – Lâmpada vermelha) se esteira

Ligar sinalização de processo parado (O0001 – Lâmpada vermelha) se esteira

estiver desligada (ou em falha);

Conceitos abordados:

Documentação do programa ladder e de operandos;

Etapa 1: Conceitos necessários

Ligar motor da esteira



se a chave de liga esteira

estiver ligada;

Ligar sinalização de processo em



se a esteira estiver ligada;

funcionamento

funcionamento

Ligar sinalização de processo parado



se esteira estiver desligada;

Contato NA

Contato NF

Relé

Etapa 1: Acionamento da esteira e sinalização do processo

Elementos Utilizados:

Funções Básicas

Contato NA

Contato NF

Relé

Relé

Conexão Vertical

Conexão Horizontal

SPDSW: Utilizando o HELP do SPDSW

1

) Posicione o cursor sobre o elemento do Editor

2) Pressione as teclas “CTRL+H”

Acesso ao Help de um comando qualquer

1) Selecione com o mouse o comando no menu

2) Sem clicar no comando selecionado,

pressione F1

Acesso ao Help dos elementos do editor

SPDSW: Salvando o programa e transferindo-o para o controlador

SPDSW: Ativando o programa carregado e depurando

Se

I0

está

desligada,

O1

é

Se

I0

está

desligada,

O1

é

acionada.

Se I0 está ligada, O0 e O2 são

acionadas.

Ativando depurador da tela

principal

Ativando depurador do

Editor Ladder

Etapa 2: Acionamento do Cilindro de Fixação e Dispositivo de Empacotamento

Funcionalidades a serem implementadas:

Ligar cilindro de fixação (O0003) se o botão liga cilindro (I0001) estiver

pressionado;

Ligar

dispositivo

de

empacotamento

(O0004)

se

o

botão

ativa

empacotamento (I0002)

estiver pressionado;

Não permitir que a esteira seja acionada quando o cilindro de fixação da

Não permitir que a esteira seja acionada quando o cilindro de fixação da

tampa for acionado. Manter a sinalização de processo em operação (O0002)

acionada durante a etapa de fixação da tampa.

DSDL 1: Substituindo a percepção humana

Que elementos substituem a percepção humana?

Como identificar falhas e eventos de forma automática?

Embalagem está na posição correta para fixação da tampa?

DSDL 1: Substituindo a percepção humana por sensores

Sensor de presença para identificar produto na posição de

selagem;

Sensor de presença para contabilizar o número de produtos

dentro da máquina de empacotamento;

Botão Liga / Desliga processo;

Sensor de proximidade para verificação da existência de

tampa;

dentro da máquina de empacotamento;

Sinal

da

máquina

de

empacotamento

indicando

disponibilidade para um novo processo de empacotamento.

DSDL 1: Identificando os sensores no processo

I0001

I0003

I0004

DSDL 1: Fluxograma do Processo

Movimenta

Esteira

Não

Não

Início

Sim

Embalagem

Fixa Tampa

Sim

Sim

Sim

Não

Recarrega

Alimentador

SPDSW: Etapas da implementação para operação automática

Etapa 3: Tratamento da falta de tampa no reservatório;

Etapa 4: Temporização da fixação de tampa;

Etapa 5: Sinalização de falta de tampa;

Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto;

Etapa 7: Empacotamento automático de produtos.

Etapa 3: Verificação de presença de tampa no reservatório

Funcionalidades a serem implementadas:

Se não houver tampa no alimentador (I0003), parar a esteira (O0000);

Nesta condição, a sinalização de processo parado O0001 deve ser

acionada e a sinalização de processo em operação O0002 deve ser

desligada.

A esteira (O0000) deverá permanecer desligada até que a chave

liga/Desliga processo I0000 seja desligada e ligada novamente;

Conceitos novos abordados:

Contatos auxiliares;

Etapa 3: Conceitos Necessários

A esteira deverá permanecer desligada até que I0000 seja desligada e ligada novamente.

Contato Auxiliar (R)

Contato Auxiliar (R)



Ativa estado a cada transição de subida



Reseta estado a cada transição de subida



SET



RESET

Oxxx

Oxxx

Etapa 3: Conceitos Necessários

ON

OFF

Entrada

SET

Etapa 3: Verificação de presença de tampa

Elementos Utilizados:

Funções Básicas

Etapa 4: Fixação da tampa

Funcionalidades a serem Implementadas:

Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação de

tampa (O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo para

posição de repouso mesmo que a entrada I0001 continue acionada.

Conceitos novos abordados:

Memórias inteiras e definição de constantes;

Base de tempo do CLP da HI Tecnologia e utilização do Timer;

Etapa 4: Conceitos necessários

... avançar o cilindro de fixação de tampa por 5 segundos e, ao final deste

tempo, recuá-lo para posição de repouso, mesmo que a entrada I0001

continue acionada.

Memória Inteira (M)

Constante Inteira (K)

Constante Inteira (K)

Parâmetros

P1

- Memória de contagem de tempo

P2

- Memória de carga de tempo (resolução 0.01s)

SPDSW: Utilização do TEMPORIZADOR

P1

P1

P1

P1

P1 = P2

S

H

P2

P2

P2

P2

R

S

P1 = P1 -1 a cada 10 ms

P1 = P2

P1 =0

TMR

R

Etapa 4: Fixação da tampa

Elementos Utilizados:

Funções Básicas

Temporizador

Etapa 5: Sinalização de falha

Funcionalidades a serem implementadas:

Na sinalização de falha, a lâmpada vermelha deve ficar piscando de 1

em 1 segundo. A falha só é apagada depois que o botão de liga / desliga

processo for desligado e ligado novamente.

Conceitos novos abordados:

Utilização do Flip-Flop Oscilador;

Etapa 5: Conceitos necessários

Entrada

ON

OFF



Inverte estado a cada transição de subida



OSCILADOR

Atualização

do mapa de

saídas

Atualização

do mapa

de entradas

Verificação

do Programa

de Aplicação

Inicialização

do Programa

de Aplicação

Etapa 5: Conceitos necessários

Execução do

Programa de

Aplicação

Inicialização

do Hardware

de Aplicação

Etapa 5: Flip-Flop Oscilador e TIMER gerando pulsos

Elementos Utilizados:

Funções Básicas

Flip Flop Oscilador

...

Tempo

|---|

1seg

|---|

1seg

DSDL: Operação automática

Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto;

DSDL: Substituindo botões por sensores

Botão liga / desliga

cilindro de fixação

I0001

Botão liga / desliga

dispositivo de

Etapa 6: Fixação automática da tampa

Funcionalidades a serem implementadas:

Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação de

tampa(O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo para

posição de

repouso, mesmo que a entrada I0001 continue acionada.

Ao final do tempo de 5 segundos, a esteira deverá ser acionada

Etapa 6: Fixação automática da tampa

A solução é simples e pode ser implementada utilizando

operandos e informações já presentes no programa.

Exercício extra

Ao final do tempo de fixação, aguardar 0,5 segundo antes de ligar

a esteira para garantir que o cilindro não está em contato com o

produto quando a esteira for acionada novamente;

Etapa 7: Realizar empacotamento do produto

Funcionalidades a serem implementadas:

Parar a esteira quando 12 produtos passarem pelo sensor de presença

da entrada do dispositivo de empacotamento;

Acionar o dispositivo de empacotamento e aguardar o sinal do

Dispositivo

(I0004)

indicando

que

o

equipamento

terminou

o

empacotamento;

Conceitos novos abordados:

Conceitos novos abordados:

Função de movimentação (MOV);

Relê de pulso;

Etapa 7: Conceitos Necessários

Contabilizar produtos

Comparar

com

quantidade

(exemplo:

12

produtos)

Etapa 7: Conceitos Necessários

Parâmetros:

P1 - Operandos (M, K, D, Q);

P2 - Operandos (M, K, D, Q);

P3 - Resultado da operação matemática (M ou D).

Etapa 7: Conceitos Necessários



Gera 1 pulso a cada transição subida



PULSO (One Shot)

Entrada

Entrada

PULSO

1 scan

P1 (diferente) P2 P1 (igual) P2 P1 (menor que) P2

Etapa 7: Conceitos Necessários

Parâmetros:

P1 - Operandos (M, D);

Movimentação P1









P2

Tipos de Movimentação de Dados

Etapa 7: Conceitos Necessários

Acesse o Help desta função através

do Editor Ladder para identificar

todos os tipos de movimentações e

Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produtos estejam no dispositivo

Elementos Utilizados:

Funções de Comparação

Maior ou Igual

Funções de Movimentação

Movimentação de

Variáveis

Maior ou Igual

Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produtos estejam no dispositivo

• Para melhor entendimento do Projeto deve-se

descrever:

– Os módulos de I/O utilizados;

– Constantes inteiras/reais;

Documentação do Projeto

– Contatos auxiliares;