Dispositivo de Selagem de Doce de Leite HI. Profª Danielle Casillo

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Automação e Controle Dispositivo de Selagem de Doce de Leite HI Profª Danielle Casillo

2 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. Tampa Pacote Produto

3 DSDL 1: Principais Componentes ) Esteira transportadora; 2) Sinalização do processo; 3) Posto de fixação de tampa; 4) Sistema de empacotamento.

4 DSDL 1: Fluxograma do Processo Início Movimenta Esteira Não Peça Posicionada? Não Pronto para Embalar? Sim Fixa Tampa Sim Embalagem

5 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; Máquina de empacotamento Lâmpadas de Sinalização Como seria a operação manual do Dispositivo de Selagem de Doce de Leite?

6 DSDL 1: Operação Manual 3) Quando o número de produtos for suficiente, acionar empacotamento 2) Quando o produto estiver posicionado, acionar cilindro de fixação de tampa 1) Ligar a esteira até que o produto chegue ao local de fixação de tampa

7 DSDL 1: Como integrar Informações do Processo e atuadores Liga Máquina Pedal de movimentação da esteira Botão de fixação da tampa Botão de ativação do empacotamento Não Movimenta Esteira Peça Posicionada? Não Pronto para Embalar? Sim Embalagem Sim Existe Sim Tampa? Não Rejeita Peça Fixa Tampa Motor da esteira Cilindro de fixação de tampa Sinalização de esteira parada ou em movimento Dispositivo de empacotamento

8 CLP: Como as saídas digitais controlam os atuadores CLP Circuito comando 24 VDC Relê acoplador Lâmpada sinalizadora Válvula eletro-pneumática Relê acoplador Motor 220VAC Contator 220VAC Circuito de potência trifásico Cilindro pneumático Circuito pneumático Dispositivo de empacotamento Circuito de potência monofásico

9 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: resolução). Sinal Analógico Sinal Digital y y tempo tempo

10 DSDL: Etapas para implantação da automação Conhecimento do processo; Levantamento de requisitos de I/O; Especificação do equipamento; Projeto elétrico / pneumático; Desenvolvimento do programa; Testes do desenvolvimento.??? Número de entradas digitais e analógicas? Número de saídas digitais e analógicas?

11 DSDL: Projeto elétrico sem CLP

12 DSDL: Projeto elétrico com CLP

13 Kit de treinamento Entradas Digitais CLP ezap900 Saídas Digitais

14 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 Sim Posicionada? Existe Sim Tampa? Não Não Não Pronto para Embalar? Rejeita Peça Fixa Tampa Sim Embalagem

15 SPDSW: Tela Principal Área de comandos Painel do controlador Barra de status Painel do projeto

16 SPDSW: Conexão com o CLP A (Status da conexão) B (Porta de comunicação do PC)

17 SPDSW: Eliminação do programa do CLP

18 SPDSW: Criando um projeto novo Este campo identifica o projeto no CLP Janela do projeto corrente

19 SPDSW: Criando um projeto novo Menu Principal Botão direito do mouse na janela do projeto corrente Janela do projeto corrente

20 SPDSW: Definindo o controlador a ser utilizado no projeto A ou B C

21 SPDSW: Editor Ladder e documentação do programa Barra de Funções do Programa Comandos do Editor Editor do Diagrama Ladder

22 SPDSW: Identificando as entradas e saídas (I/O s) no CLP Lista de Identificadores (F7) A

23 DSDL 1: Identificando os I/O s no processo O0001 O0002 O0003 O0000 O0004 I0002 I0001 I0000

24 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;

25 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 estiver desligada (ou em falha); Conceitos abordados: Documentação do programa ladder e de operandos; Endereçamento de entrada / saída digital; Principais comandos do editor (copia, recorta e cola, inserção e remoção de linhas, movimentação de blocos); Elementos básicos: Contato NA / NF e bobina; Bloco de fim de programa.

26 Etapa 1: Conceitos necessários Ligar motor da esteira se a chave de liga esteira estiver ligada; Ligar sinalização de processo em funcionamento se a esteira estiver ligada; Contato NA Ligar sinalização de processo parado se esteira estiver desligada; Relé Contato NF

27 Etapa 1: Acionamento da esteira e sinalização do processo Elementos Utilizados: Funções Básicas Contato NA Contato NF Relé Conexão Vertical Conexão Horizontal Funções de Fluxo Fim de Programa

28 SPDSW: Utilizando o HELP do SPDSW Acesso ao Help de um comando qualquer Acesso ao Help dos elementos do editor 1) Posicione o cursor sobre o elemento do Editor 2) Pressione as teclas CTRL+H 1) Selecione com o mouse o comando no menu 2) Sem clicar no comando selecionado, pressione F1 Acesso ao Help do menu principal

29 SPDSW: Salvando o programa e transferindo-o para o controlador Carregar um programa no controlador Salvar o programa corrente

30 SPDSW: Ativando o programa carregado e depurando 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

31 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 tampa for acionado. Manter a sinalização de processo em operação (O0002) acionada durante a etapa de fixação da tampa. Conceitos abordados: Lógica E através de contatos NA e NF; Intertravamento. No programa Ladder atual, inclua novas linhas e / ou altere as atuais para implementar as funcionalidades desta etapa!

32 Etapa 2: Conceitos Necessários

33 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? Visão responde Sensor responde

34 DSDL 1: Substituindo a percepção humana por sensores Botão Liga / Desliga processo; Sensor de presença para identificar produto na posição de selagem; Sensor de presença para contabilizar o número de produtos dentro da máquina de empacotamento; Sensor de proximidade para verificação da existência de tampa; Sinal da máquina de empacotamento indicando disponibilidade para um novo processo de empacotamento.

35 DSDL 1: Identificando os sensores no processo I0003 I0001 I0004 I0002 I0000

36 DSDL 1: Fluxograma do Processo Início Movimenta Esteira Não Existe Tampa no Alimentador? Sim Peça Posicionada? Não Pronto para Embalar? Não Sim Sim Recarrega Alimentador Fixa Tampa Embalagem

37 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.

38 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; Elementos de memória Flip Flop (SET e RESET).

39 Etapa 3: Conceitos Necessários A esteira deverá permanecer desligada até que I0000 seja desligada e ligada novamente. Contato Auxiliar (R)

40 Etapa 3: Conceitos Necessários SET Ativa estado a cada transição de subida Oxxx RESET Reseta estado a cada transição de subida Oxxx Entrada ON OFF SET RESET

41 Etapa 3: Verificação de presença de tampa Elementos Utilizados: Funções Básicas Flip Flop tipo Set Flip Flop tipo Reset

42 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; Sequenciamento.

43 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)

44 SPDSW: Utilização do TEMPORIZADOR Parâmetros P1 - Memória de contagem de tempo P2 - Memória de carga de tempo (resolução 0.01s) H TMR S R P1 = P2 P1 P1 = P2 P1 = P1-1 a cada 10 ms R P2 S P1 =0

45 Etapa 4: Documentação e Definição de Constantes e Memórias Inteiras

46 Etapa 4: Fixação da tampa Elementos Utilizados: Funções Básicas Temporizador

47 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;

48 Etapa 5: Conceitos necessários OSCILADOR Inverte estado a cada transição de subida Entrada ON OFF OSCILADOR

49 Etapa 5: Conceitos necessários Verificação do Programa de Aplicação Inicialização do Programa de Aplicação Atualização do mapa de entradas Atualização do mapa de saídas Inicialização do Hardware Power up do Sistema Execução do Programa de Aplicação Ciclo de Scan

50 Etapa 5: Flip-Flop Oscilador e TIMER gerando pulsos Elementos Utilizados: Funções Básicas Flip Flop Oscilador R3... 1seg 1seg Tempo

51 Etapa 5: Sinalização de falha

52 DSDL: Operação automática Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto; Etapa 7: Empacotamento automático de produtos.

53 DSDL: Substituindo botões por sensores I0001 Botão liga / desliga cilindro de fixação I0002 Botão liga / desliga dispositivo de empacotamento

54 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 novamente.

55 Etapa 6: Fixação automática da tampa A solução é simples e pode ser implementada utilizando operandos e informações já presentes no programa. A

56 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;

57 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: Função de movimentação (MOV); Relê de pulso; Funções matemáticas e funções de comparação.

58 Etapa 7: Conceitos Necessários Contabilizar produtos Comparar com quantidade (exemplo: 12 produtos) Zerar contagem depois de 20 segundos

59 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). P3 = P1 + P2 P3 = P1 - P2 P3 = P1 * P2 P3 = P1 / P2

60 Etapa 7: Conceitos Necessários PULSO (One Shot) Gera 1 pulso a cada transição subida Entrada ON OFF PULSO 1 scan

61 Etapa 7: Conceitos Necessários Parâmetros: P1 - Operandos (M, D); P2 - Operandos (M, K, D, Q). P1 (diferente) P2 P1 (igual) P2 P1 (menor que) P2 P1 (menor ou igual) P2 P1 (maior que) P2 P1 (maior ou igual) P2

62 Etapa 7: Conceitos Necessários Tipos de Movimentação de Dados Movimentação P1 P2 Acesse o Help desta função através do Editor Ladder para identificar todos os tipos de movimentações e particularidades a respeito.

63 Etapa 7: Conceitos Necessários

64 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

65 Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produtos estejam no dispositivo esteira deve desligar durante empacotamento acionamento do dispositivo de empacotamento

66 Documentação do Projeto Para melhor entendimento do Projeto deve-se descrever: Os módulos de I/O utilizados; Constantes inteiras/reais; Contatos auxiliares; Memórias inteiras/reais;

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