Exercícios De Aplicação De Autómatos

1. AUTÓMATOS - EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO

1.1. EXERCÍCIO N.º 1

Pretende-se comandar um motor elétrico através de dois botões: um para início de operação (start) e outro para efetuar a paragem da mesma (stop).

Sempre que possível, o aluno deve desenhar o diagrama da função. Em nossa opinião, representa um ótimo instrumento na clarificação do sistema que pretende obter.

Na fig., vê-se que são necessários dois impulsos (inputs) e o sistema responde (output) com movimento ou paragem do motor.

Os referidos impulsos (start e stop) bem como a resposta (output) têm de possuir uma codificação.

Cada autómato tem a sua forma muito particular de se codificar. Assim, há os que atribuem aos impulsos (entradas) a letra X e às respostas (saídas) a letra Y. Deste modo, referenciam os impulsos da seguinte forma: X 0, X 1, X 2, X 3, etc.; e as respostas pela ordem Y 0, Y 1, Y 2, Y 3,... etc..

Outros atribuem a letra I (abreviatura de Input) para os impulsos e a letra O (abreviatura de Output) para as respostas.

Achamos que é indiferente a forma como cada autómato se codifica. O que é deveras importante é aceitarmos uma codificação qualquer que ela seja.

Os impulsos são, também, conhecidos por variáveis de entrada (input) e as respostas por variáveis de saída (outputs).

É natural que o aluno menos familiarizado com esta matéria, sobretudo o académico, faça a seguinte interrogação: mas afinal o que é um impulso? Donde vem? Como se obtêm? E porque não perguntar o que é uma resposta (saída)? Para onde vai? Quais as suas consequências?

Vamos tentar alimentar a sua curiosidade, esperando que este monólogo se transforme em diálogo e assim contribuir para a sua motivação.

Antes, porém, permita-nos que lhe recorde o que se passa quando um aluno faz um exame escrito: responde às perguntas o melhor que sabe e pode; o Professor recebe (inputs)toda a informação escrita e mete na pasta (memória); posteriormente avalia (processa) o seu conteúdo, quantificando-o e finalmente entrega ao referido aluno o resultado (output) do exame em causa.

Recordamos-lhe ainda, que o ser Humano possui órgãos sensores, tais como a vista, o tato, o ouvido e que ao sentirem os fenómenos exteriores, informam (inputs) o cérebro (CPU-Unidade Central de Processamento) as diferentes situações que observam.

Compete, depois, ao cérebro (CPU) julgar (processar) essas informações (inputs) e dar respostas lógicas (outputs) que permitam aos órgãos executores (pés, pernas, braços, mãos, dedos) transformar em movimento as ordens recebidas de acordo com o meio que o rodeia.

A tecnologia permite que a Automação acabe por imitar o ser Humano. Como órgãos executores dá-nos: motores elétricos, hidráulicos, pneumáticos, passo a passo, enfim, os atuadores para o movimento rotativo; para o movimento linear (vaivém) fornece--nos cilindros elétricos programáveis ou não, hidráulicos, pneumáticos, sendo estes com ou sem haste (de banda).

A moderna tecnologia permite-nos saber com exatidão (através de «encoders») em que zona angular está o motor ou em que ponto do seu curso está o cilindro elétrico, hidráulico ou pneumático, bem como ordenar a paragem nesse mesmo ponto.

Quanto aos órgãos sensores, responsáveis pela captação das informações, o desenvolvimento tecnológico tem sido espantoso e promete evoluir muito mais. A Robótica que o diga! Desde a capacidade de visão até ao mais simples botão que só aceita ser premido pelo dedo humano, passando pelos convencionais componentes como temporizadores, fins de curso (micro-switch), fotocélulas capacitivas ou indutivas, pressostatos, sensores magnéticos, geradores de impulsos (encoders), etc., etc., a tecnologia, dizíamos, põe hoje à disposição do utilizador «quase tudo» que necessita para materializar o seu projeto.

Qualquer sistema automático possui sempre duas partes: a Operativa (hardware) e a de Comando (software); a parte operativa tem a ver com os órgãos executores (atuadores rotativos ou lineares) que acabam por materializar através da força e movimento os «outputs», bem como os órgãos sensores que captam todas as informações (inputs); a parte de comando tem a ver com a elaboração de programas e respetivo processamento de todos os dados recolhidos.

O fim em vista neste trabalho é transmitir ao aluno uma via tão universal quanto possível de como programar um Autómato (PLC-Programmable Logic Controler), independentemente da sua marca e origem, a parte de Comando.

Esperamos, sinceramente, que as suas dúvidas tenham sido esclarecidas e fazemos votos para que continue curioso ao longo desta publicação.

Nesta fase de aprendizagem, aconselhamos o formando a considerar o autómato como uma «caixa preta» cujo conteúdo ainda lhe é desconhecido. Veja nele um equipamento eletrónico que recebe informação do exterior, através de «inputs» (via sensores) e responde com «outputs» (para os atuadores) após o processamento do programa previamente introduzido.

O número de «inputs» (entradas) e «outputs» (saídas) depende da capacidade do autómato, isto é, se se trata de uma unidade compacta ou modular (expansível).

As unidades compactas possuem, normalmente, 16 entradas e 16 saídas, e as modulares, através de cartas, possuem as que efetivamente necessitarmos.

Quanto à sua designação optam os, pela letra I (abreviatura de Input) para as variáveis de entrada e pela letra O (abreviatura de Output) para as variáveis de saída.

O próximo passo será escrever o programa do exercício em causa, tendo a fig. 2 como referência.

a) Ao acionar o botão I0, dá-se o início ao movimento do motor.

b) Quanto à paragem do mesmo, recorre-se ao botão I1.

Assim, podemos escrever:

0 L I 0 Load INPUT ZERO (0)

1 S O 0 Arranque SET OUTPUT ZERO (0)

2 L I 1 Load INPUT UM (1)

3 R O 0 Paragem RESET OUTPUT ZERO (0)

4 EP EP END PROGRAM

Vejamos agora o significado de cada instrução.

Na linha zero, temos L I 0. A letra L representa a abreviatura de «LOAD». Este termo é