Relatório de Projeto do Controlador da Esteira

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Universidade Estadual de Campinas

Faculdade de Engenharia Mecânica

Felipe Duarte Cherfan

Rafael de Matos Moraes

Relatório 01 – Projeto do Controlador da Esteira

1. Resumo

No experimento descrito a seguir foi implementado via tia portal o software de uma planta apresentada em sala de aula.

O programa criado foi carregado e testado em um kit de ensino formado por um Controlador Lógico Programável, uma Interface Homem Maquina TFT e uma interface física com chaves e leds.

1. Objetivo

O trabalho em questão tem o objetivo de aplicar o conhecimento em Controladores Lógicos Programáveis adquirido em sala aula.

Para a pratica, emularemos o controle de um processo industrial formado por uma esteira e uma válvula de silo, as condições de contorno foram apresentadas em um documento fornecido pelo professor.

1. Introdução Teórica

Os controladores lógicos programáveis estão cada vez mais integrados aos processos industriais pois permitem a rápida alteração de parâmetros, recuperação de dados de produção e interligação de processos via rede fazendo com que cada vez mais o processo seja autônomo e a prova de erros causados por pessoas.

A automação industrial foi iniciada através de operações em sequência controladas através de came mecânicos, eles permitiam a automatização de certas atividades antes acionadas em malha aberta pelo homem. Os primeiros cames mecânicos foram implementados industrialmente em maquinas a vapor.

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Figura 1 - Came mecânico controlando uma sequência de ações

Visto a melhoria de produtividade, o came mecânico evoluiu passando a fazer parte de maquinas da segunda revolução industrial e continua fazendo parte de maquinas modernas, no entanto, a manutenção e implementação do mesmo se mostra cara e com a eletrificação da indústria surgiram os contatores a rele, os quais permitem a realização de logica sequencial, automação e temporização de processos mais complexos.

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Figura 2 - Rele de Contato

Essa nova tecnologia de automação permitiu que surgisse uma nova maneira de enxergar os processos onde a qualidade da logica utilizada indicaria a eficiência e robustez do sistema, foi então criada a logica ladder a qual permite até hoje a construção e controle de processos de automação por completo.

No entanto em sua criação, a simbologia normatizada Ladder  auxiliava somente na montagem e manutenção dos circuitos de automação.

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Figura 3 - Exemplo de logica ladder

Com a evolução da tecnologia, a invenção dos transistores e subsequentemente a miniaturização dos circuitos eletrônicos e criação dos microcontroladores, foi possível a criação de um dispositivo capaz de armazenar a lógica programada e reproduzir as mesmas em hardware de maneira flexível, além das funções antes possíveis com reles, foram integradas outras funcionalidades ao dispositivo como a possibilidade de conversão AD e implementação de protocolos de comunicação, as mesmas, herdadas de seu core, os microcontroladores.  

A implementação dos CLPs (Controladores lógicos programáveis) na indústria, sempre visaram obter melhoria de performance, o mesmo trouxe para indústria as importantes características:

• Robustez
• Controle
• Qualidade
• Flexibilidade
• Transparência
• Produtividade
• Integração

Atualmente a indústria depende dessa tecnologia para sobreviver e prosperar, o próximo passo para evolução da mesma é a integração total dos dispositivos industriais com os a surface dos computadores pessoais, celulares e tablets um conceito que abrange essa integração e outras, está a ser implementado nos países de primeiro mundo, é chamado de indústria 4.0.

1. Hardware Utilizado

Para a realização do experimento em questão foi utilizado um Hardware fornecido pela UNICAMP formado por um CLP Siemens, uma IHM Siemens (Interface Homem Maquina) e uma interface física.

CLP:

• CPU S7-300
• X Cartões Din 4 entradas
• X Cartões Dout 4 saídas
• X Cartoes Ain 2 Entradas
• X Cartoes Aout 2 Saidas

Completar os X e colocar o print do Tia portal da fase de setup de Hardware.

                

IHM:

Não lembro o modelo

1. Procedimento Experimental

Todo o software foi desenvolvido através do Tia Portal no computador da universidade, é possível o desenvolvimento do software em 5 linguagens distintas sendo elas:

• FBD/LAD (Programação gráfica);
• SCL (Programação estruturada;
• STL (Lista);
• SFC (Graph);
• Descrição;

A grande gama de tipos de linguagem industrial para desenvolvimento de software possibilita a construção a escolha de acordo com as características da linguagem e necessidade de projeto.

Visto a simplicidade do projeto e considerando o conhecimento adquirido em sala de aula, foi utilizada uma única linguagem para a construção de todo o programa, LADDER.

1. Blocos funcionais Ladder utilizados

SCALE

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O bloco SCALE é utilizado para a conversão de valores analógicos, uma característica importante analisada ao ler valores analógicos é a utilização do sinal “:P” para a leitura direta de uma posição de memória “física” (Lida pelo cartão analógico)

A leitura do hardware é feita a partir de um endereço de memória no qual o registrador de dado do cartão guarda o conjunto LSByte e o conjunto MSByte.