AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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J.R. Caldas Pinto AI_2011/Lab 1

AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

3º ano – Engenharia Mecânica – 2º semestre

2010/2011

Guias de Laboratório – 1

NOTA: LEIA ESTE GUIA ATÉ AO FIM POIS TEM MATÉRIAS QUE INCLUEM OS RESTANTES LABORATÓRIOS. SE TIVER DÚVIDAS ESCLAREÇA-AS.

Título: Implementação dum sistema de controlo automático de acessos Enunciado1

Pretende-se controlar a acessibilidade a um cofre instalado numa sala. De uma forma simplificada o processo de acessibilidade está ilustrado na figura abaixo.

O cenário correspondente a este processo é o seguinte:

A sala está acessível 24h por dia e, não havendo ninguém na zona de entrada do código (ZEC) estará uma luz verde (LV) acesa.

Quando chega um utente à ZEC é detectado pela actuação dum sensor de presença que permanece actuado enquanto este estiver nessa zona. Apaga-se então LV) e acende-se uma amarela (LA).

A introdução do código corresponde em fixar a posição de quatro interruptores (caso alguma bancada os não tenha, verificar no anexo I, deverá usar o BCD) após o qual deve accionar o botão de envio de código (BEC) tipo pulso.

Suponha que várias pessoas com chaves diferentes podem entrar. Assim a fechadura obedece à expressão lógica obtida através do mapa de Karnaugh dado no fim deste enunciado.

Imagine que o utente tem m oportunidades para introduzir o código correcto podendo demorar um total de Ts para todas as tentativas. Podem acontecer as seguintes situações:

1

Faz-se desde já notar que o processo de entrada do código não é realista servindo apenas interesses didácticos. Contudo, todo o resto do problema poderia corresponder a uma situação real.

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J.R. Caldas Pinto AI_2011/Lab 1 1) Introdução incorrecta do código mas não esgotou as tentativas;

2) Introdução incorrecta do código e esgotou as tentativas;

3) Tempo esgotado antes de acertar no código ou por abandono do local antes da introdução do código certo;

4) Introdução correcta do código

No caso 1 uma Luz Encarnada (LE) deve acender durante 2s e depois apagar, indicando ao utente que errou o código. Só quando esta luz se apaga é que o utente deve carregar no BEC2

No caso 2 deve acender-se a LE de forma permanente até o utente sair. Quando este sai apagam-se LE e LA, voltando a ZEC a estar na situação de receber novo utente.

O caso 3 pode corresponder a duas situações: a do utente abandonar as instalações antes de finalizar todas as tentativas e dentro do tempo concedido, ou o tempo ter esgotado nessas tentativas. Neste caso deve acender-se a LE de forma permanente até o utente sair. Após a sua saída apaga-se esta luz. A LA também deve apagar em ambos os casos, voltando a ZEC a estar na situação de receber novo utente.

Quando o código é introduzido de forma correcta, caso 4, abre-se a porta de entrada da sala do cofre (PESC). O utente entra assim nesta sala sendo detectado por um novo sensor de presença3.

No momento em que é detectado devem ser desencadeados em simultâneo os seguintes processos:

1) A PESC fecha e a porta do cofre (PC) abre. Vai estar aberta apenas um dado período de tempo pré-fixado4 após o qual fecha. Dois segundos após a ordem de fecho deve ser accionada a abertura da porta de saída da sala do cofre (PSSC) 2) Enquanto o utente estiver dentro da sala LV e LE devem abrir e fechar de forma

intermitente (por exemplo com tempos de intermitência de 0,5s cada).

Naturalmente que o utente só pode sair quando a PSSC estiver aberta, não tendo contudo de sair de imediato, sendo a sua saída detectada pelo sensor de

presença.

Quando o utente sai apaga-se LA voltando a ZEC a estar na situação de receber novo utente.

Suponha que as instalações só funcionam desde que, quando uma pessoa pretende entrar, esteja actuado um interruptor tipo Start/Stop ou seja com duas posições estáveis, uma para ligado, outra para desligado. Suponha também que se pretende contar o número total de utilizações das instalações desde a abertura ao fecho das mesmas e que este valor vai ser lido no programa de interface.

2_{Os dois segundos na prática correspondem ao tempo mínimo esperado que o utente leva a inserir o novo}

código.

3_{Como precisa de usar dois detectores de presença, pode utilizar as duas células fotoeléctricas do tapete}

rolante – TapeteCesq e TapeteCdir.

4

À escolha do programador, ou seja, é mais um parâmetro que deve ser fixado pelo grupo ou lido a partir de um registo.

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J.R. Caldas Pinto AI_2011/Lab 1 a) (6 val) Estabeleça o modelo GRAFCET deste problema. Considere apenas um

único grafo.

b) Implemente este sistema de controlo a partir do modelo acima usando as seguintes linguagens do autómato SAIA:

(7 val) Lista de Instruções (turnos 01, 03 e 05) ou

Diagrama de contactos e blocos funcionais (Fupla) (turnos 02, 04, 06). ( 7 val)GRAFTEC (todos os turnos)

Observações finais:

Cada grupo deve escolher os parâmetros Ts e m do enunciado. O valor de m no lab remoto é introduzido por um registo e no lab presencial pela entrada BCD existente (em Lista de Instruções ver livro pg 342, e em blocos funcionais usar o bloco converter/BCD to Int). No Lab. Presencial o valor de Ts ou é fixo ou pode ser inserido através da

interface como no remoto.

A abertura e fecho das diferentes portas e simulado através do avanço e recuo de um cilindro pneumático: PESC – cilindro A, PC – cilindro B e PSSC – cilindro C Atendendo ao constrangimento da interface fornecida de apenas poder simular 6 variáveis lógicas de entrada (6 flags) aconselhamos que 4 sejam usadas para simular os interruptores, 1 para simular o botão BEC e outra para o sensor de presença, que neste problema é possível por os dois existentes não serem utilizados em simultâneo. Quantos às diferentes portas vão simulá-las como se disse acima, com os cilindros existentes, exactamente 3. Uma possível tabela de símbolos é apresentada a seguir. Quanto ao botão start/stop inclua-o no lab remoto mas fixe o seu valor em 1. (por já não ter flags e não se esqueça no fim de desligar manualmente a luz verde…).

Uma possível tabela de símbolos a usar está ilustrada no Anexo II

Mapas de Karnaugh com as funções para o código5

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Avaliação e Relatório final

Este trabalho vai ser avaliado na aula segundo os seguintes critérios:

1. No início da aula o grupo deve apresentar ao docente o relatório do trabalho a realizar e que consta genericamente duma introdução ao trabalho, da modelação do problema, da explicação do método a utilizar, dos algoritmos propostos e seu código nas linguagens utilizadas. Naturalmente no capítulo de “Análise de resultados e conclusões” apenas se referirá aos resultados obtidos no laboratório remoto. Será, numa fase 1, atribuída uma nota inicial de 0 a 2 em que o zero significa que o trabalho não foi minimamente preparado, 1 que o trabalho foi minimamente preparado e 2 que foi bem preparado. Grupos classificados de 0 não poderão realizar o trabalho ficando com 0 na nota final deste. Este relatório será depois classificado de 0 a 20 de acordo com os critérios definidos nas alíneas.

2. No fim da aula ou antes se o trabalho acabar mais cedo, o docente verifica se o problema proposto ficou a funcionar de acordo com o especificado. Terá que dar uma classificação de acordo com esta observação e também de acordo com o tempo levado pelo grupo a realizar o trabalho e o grau de autonomia revelado. Será atribuída uma nota de 0 a 2 em que o zero significa que o trabalho não foi terminado ou foi realizado com grande ajuda do docente, 1 que o trabalho foi terminado em quase todas as vertentes dentro do tempo previsto e com poucas ajudas e 2 quando trabalha dentro de todas as especificações, foi feito sem ajudas ou ajudas menores e terminou bem dentro do tempo previsto.

O relatório deverá ser entregue numa versão em papel ao docente do laboratório no seu início e depois da aula a versão electrónica deste (enviada por email para o

docente do laboratório e para o responsável da disciplina numa única file tipo zip (não rar)6 . A versão electrónica deve ter obrigatoriamente o seguinte nome:

turnoGrupoL1.zip (ex: T01G1L1.zip) e deve incluir o relatório e os ficheiros de código (e só esses) escritos no PG5. O email deve ter assunto e ser: AI_Lab1.

A versão em papel deve vir agrafada. A capa deve ser exactamente como ilustrado na última página deste guia (sem o footer). As fotos a incluir poderão as disponibilizadas no Fénix ou outras. Se não existirem no Fénix terão de ser inseridas umas novas.

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1. A nota final de cada laboratório de 0 a 20 é depois calculada de acordo com a fórmula7:

_

_

3 0 0 2 0, 6 0 Labx Fase1

Labx Fase1 Fase2 Fase Fase1

N se N

N N N N se N

 

     

Os alunos deverão apresentar-se pontualmente no início das aulas, pois não é possível permanecerem para além das 2h, consideradas suficientes com uma preparação adequada dos trabalhos.

Distribuição das bancadas pelos grupos

No FENIX será disponibilizada a tabela de símbolos relativa a cada bancada.

Esta distribuição poderá ser excepcionalmente revista para o laboratórios 3, para atender eventuais solicitações de alunos com necessidades específicas para o problema

proposto. Assim, os alunos deverão o mais rapidamente possível pensar no problema proposto e indicá-lo até ao final do trabalho do laboratório 1. Não deverá ser mais tarde pois os trabalhos do laboratórios 3 poderão depender do posto atribuído.

7_{Fase 3 refere-se ao relatório escrito.}

G2 G3 G7 G1 G6 G4 G5 G8

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ANEXO I Elementos existentes nas bancadas:

1:

Cilindros, caixa de luzes, botões de entrada. Tapete rolante com câmara vídeo

Programa de interface Caixa de luzes adicionais

7:

Programa de interface Botões adicionais 2:

Programa de interface Caixa de semáforos

8:

Programa de interface Caixa de semáforos Botões adicionais 3:

Cilindros, caixas de luz, botões de entrada.. Tapete rolante com câmara vídeo

Programa de interface Elevador

Botões adicionais

9:

Cilindros, caixas de luz, botões de entrada. Tapete rolante com câmara vídeo

Programa de interface Botões adicionais Sistema Festo 4:

Programa de interface Elevador

Botões adicionais 5:

Programa de interface Botões adicionais Elevador

Esta tabela enuncia os elementos por bancada. Por um lado os elementos necessários a todos os grupos para a realização dos laboratórios 1 e 2, num princípio de equidade, e depois elementos extras que poderão ser usados no laboratório 3.

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ANEXO II

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AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

LABORATÓRIOS

2010/2011

Foto aluno 1 Foto aluno 2 Foto aluno 3

Grupo: 0xGy

Laboratório: 1

3º Ano de Engenharia Mecânica

Instituto Superior Técnico

Número NomeAluno1 Número NomeAluno2 Número NomeAluno3