automação industrial introdução aos automatismos
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Automatismos, introduçãoTRANSCRIPT
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 1
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Introdução aos automatismos industriais
Automação
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O objectivo base desta apresentação é adquirir os conhecimentos de base sobre os automatismos industriais de modo a poder efectuar a colocação em serviço dos autómatos programáveis e seus módulos inteligentes tais como por exemplo, os módulos de comunicação ou analógicos.
Princípios de funcionamento – Etapas do processo;Arquitectura material do autómato;Arquitectura software do autómato;Fases de desenvolvimento de uma aplicação.
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Princípios de funcionamento Etapas de colocação em serviço
Princípios de funcionamento
Parte Operativa Parte Comando
Captores
Accionadores
Aquisição de dados
Ordens
Unidade de tratamentoInterface Homem-Máquina : HMI
Age sobre:grandezas físicas;produtos sólidos, líquidos ou gasosos;máquinas ou processos.
Automatismo é todo o dispositivo eléctrico, electrónico, pneumático ou hidráulico capaz de por si só controlar o funcionamento de uma máquina ou processo.
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Estrutura de um automatismo:
Parte Operativa
Rede de distribuição (Trifásica, monofásica, ac, dc…)
Engenho ou máquina (Elevador, semáforo, tapete
rolante…)
Accionadores (Motores, lâmpadas, resistências…)
Parte Comando
Detectores (Fins de curso, detectores de proximidade,
células fotoeléctricas…)
Tratamento de dados (Autómatos programáveis,
contactores auxiliares…)
Diálogo Homem – Máquina (Botoneiras, sinalizadores,
teclados…)
Comando de potência (Contactores electromagnéticos,
relés…)
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Estrutura de um automatismo:
Parte Operativa
Rede de distribuição (Trifásica, monofásica, ac, dc…)
Engenho ou máquina (Elevador, semáforo, tapete rolante…)
Accionadores (Motores, lâmpadas, resistências…)
Parte Comando
Detectores (Fins de curso, detectores de proximidade, células
fotoeléctricas…)
Tratamento de dados (Autómatos programáveis, contactores
auxiliares…)
Diálogo Homem – Máquina (Botoneiras, sinalizadores, teclados…)
Comando de potência (Contactores electromagnéticos, relés…)
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Os diferentes componentes
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As etapas de colocação em serviço (1/2)
Caderno de encargos
Análise do caderno de encargos
Configuração do autómato
Declaração das variáveis %I100 : nível máx
Programação
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As etapas de colocação em serviço (2/2)
Transferência daaplicação para oAutómato.
Execução daaplicação
Colocação em serviço
Criação do dossiê de arquivo
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No automatismo
A parte operativa age sobre grandezas físicas.
A parte de comando é constituída por uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina.
A parte operativa é constituída de uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina.
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No automatismo
A parte operativa age sobre grandezas físicas.
A parte de comando é constituída por uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina.
A parte operativa é constituída de uma ou várias unidades de tratamento pilotadas por uma interface Homem-Máquina.
Automação
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Um captor
Modifica o estado da parte operativa em função das ordens elaboradas pela parte de comando.
Informa a parte de comando sobre o estado da parte operativa.
Age sobre grandezas físicas.
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Um captor
Modifica o estado da parte operativa em função das ordens elaboradas pela parte de comando.
Informa a parte de comando sobre o estado da parte operativa.
Age sobre grandezas físicas.
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Um pré-accionador
Informa parte de comando do estado da parte operativa.
Age directamente sobre o processo : motor, cilindro...
Age sobre um accionador de potência.
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Um pré-accionador
Informa parte de comando do estado da parte operativa.
Age directamente sobre o processo : motor, cilindro...
Age sobre um accionador de potência.
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Um accionador
Permite medir uma grandeza física : pressão, temperatura, deslocamento.
Gerar um sinal eléctrico permitindo agir sobre a parte operativa.
Age directamente sobre o processo : motor, cilindro...
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Um accionador
Permite medir uma grandeza física : pressão, temperatura, deslocamento.
Gerar um sinal eléctrico permitindo agir sobre a parte operativa.
Age directamente sobre o processo : motor, cilindro...
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Princípios de funcionamento – Etapas do processo;Arquitectura material do autómato;Arquitectura software do autómato;Fases de desenvolvimento de uma aplicação.
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Arquitectura material do autómato
O papel do autómato
Condução
Tratamento
PC de supervisão, autómatos,impressoras, modems, etc…
Robusto relativamente a vibraçõese perturbações electromagnéticasPatamares de temperatura
Comunicação
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Arquitectura material do autómato
Unidade Central
Alimentação
1 Rack Principal
Interface de Entradas digitais
Interface de Saídas digitais
Interface de Entradas Analógicas
Bus interno do Autómato
Interface de Saídas Analógicas
1 ou vários Racks de extensão para interfaces
Interfaces Inteligentes
Interfaces de Comunicação
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A alimentação
Bloco de visualização por leds OK, RUN, BAT
Botão de pressão RESET
Pilha de salvaguarda de dados do programa
Bornes de ligação : alimentação e saída Watchdog
Fusível
PSU = Power Supply Unit
Assegura a alimentação dos diferentes Módulos. Um módulo de alimentação por rack (bastidor).
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A unidade central ou processador
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Interfacesde entradas Bus Interno Memória
de Entradas
Memória Programa
Memória de Saídas
Bus InternoInterfacesde Saídas
A unidade central ou processador
Signalização:Modo deFuncionamento
OKRunFault
Ligação PC deprogramação
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Signalização:Estado das Entradas
I0I1I2
Fault
Detectores fim-de-curso
Encoders, codificadores
Bus Interno Adaptação
Isolamento
As interfaces de entradas digitais ou TON
Automação
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As interfaces de saídas digitais ou TON
Signalização:Estado das Saídas
Q0Q1Q2
Fault
AdaptaçãoAmplificação
IsolamentoBus Interno
Accionadores
Pré-Accionadores
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40°
Conversão Analógica Numérica
Bus Interno
Isolamento
400
400
4 Volts
Detectores, fins-de-curso,…
Ligação dos captores Analógicos :de nível,de pressão,de temperatura, etc…
As interfaces de entradas analógicas
Automação
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80°
Conversão Analógica Numérica
Bus Interno Isolamento
800
8 Volts
Detectores, fins-de-curso,…
Ligação de:Regulador de pressão,Válvula de aquecimento,etc…
As interfaces de Saídas Analógicas
Automação
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Driver+ Microprocess
LED’s de Diagnóstico:
RUN ERR
PC de supervisão, autómatos,impressoras, modems etc…
CANopen,DeviceNet,Ethernet,Modbus,Profibus,etc…
Dados deprocesso
ConfiguraçãoRegulaçãoDiagnóstico
Bus Interno
Tabelas variáveis Cíclicas
Trocas ACíclicas
As interfaces de comunicação
Automação
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As interfaces inteligentes
Driver+ Microprocess
LED’s de Diagnóstico:
RUN ERR
Contagem;Comando de eixos;
Comandode movimento;
Pesagem…
Dados deprocesso
ConfiguraçãoRegulaçãoDiagnóstico
Bus Interno
Tabelas variáveis Cíclicas
Tabelas Parâmetros Diagnóstico
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O autómato
Integra a parte de comando dos sistemas automatizados.
Integra a parte operativa dos sistemas automatizados.
Tem em conta as informações fornecidas pelos accionadores.
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O autómato
Integra a parte de comando dos sistemas automatizados.
Integra a parte operativa dos sistemas automatizados.
Tem em conta as informações fornecidas pelos accionadores.
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
A Unidade Central ou Processador
Fornece a energia eléctrica necessária ao conjunto dos módulos do autómato.
Permite ligar captores e accionadores.
Executa ciclicamente o programa aplicação.
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
A Unidade Central ou Processador
Fornece a energia eléctrica necessária ao conjunto dos módulos do autómato.
Permite ligar captores e accionadores.
Executa ciclicamente o programa aplicação.
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Uma interface de saída analógica permite ligar:
Captores de nível.
Válvulas de aquecimento.
Codificadores, encoders.
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Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Uma interface de saída analógica permite ligar:
Captores de nível.
Válvulas de aquecimento.
Codificadores, encoders.
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Princípios de funcionamento – Etapas do processo;Arquitectura material do autómato;Arquitectura software do autómato;Fases de desenvolvimento de uma aplicação.
Arquitectura software do autómato;
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Estrutura memória do autómato
RAMCom
possibilidade desalvaguarda por
bateria
3 Zonas
Variáveis utilizadas peloprograma em leitura e escrita
para realizar a aplicação
Armazenamento do programa
Armazenamento das constantesutilizadas pelo programa
RAMSalvaguardada
ouEEPROM
O tamanho da memória depende do tipo deprocessador e da carta de extensão memória
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A memória « Dados »4 Tipos de variáveis
Destinadas a armazenar variáveis ao longo do programa.
Variáveis provenientes das diferentes interfaces: digitais, analógicas, comunicação, inteligentes.
Variáveis associadas aos blocos de função do tipo temporizadores, contadores, monostáveis…
Variáveis destinadas a dar informações sobre o autómato ou a agir sobre o mesmo.
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As variáveis internas
Bit Bit %MF… 1 Bit
Octeto Byte %MB … 8 Bits
Word Word %MW… 16 bits
Dupla word 32 bitsDupla word %MD…
Flutuante Flutuante %MF… 32 bits
Diferentes Formatos
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As variáveis das interfaces do processo
Para o Processo
Exemplo de endereços
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Diagnóstico Regulação
Configuração
Variáveis de interface de Diagnóstico, Regulação e Configuração
Exemplo de endereços
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Endereços das variáveis das cartas de interface
%IW XY.i.r
Nível da variável na via
Número da via na carta
Posição da carta no rack
Endereço do rackRack N°1,Espaço N°3, via1 = endereçotopológico
Exemplo : %IW 104.0.12Variável N°12da via 0Da carta situada no espaço 04do rack N°1
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 42
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As variáveis dos blocos de funções
Pré-definidos utilizados
Número do bloco defunção
Automação
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As variáveis sistema
Pré-definidos utilizados
%SW…
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 44
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Os diferentes códigos numéricos
Decimal ( 0 a 9)Exemplo: %MW100 = 1547
IHM : temperatura, pressão
Binário ( 0 e 1)Exemplo: %MW100 = 11000001011 ou seja %MW100 = 1547 em decimal
Lógicas: variáveis digitais : ON - OFF Verdadeiro - Falso
Hexadecimal ( 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; A ; B ; C ; D ; E ; F)Exemplo %MW100 = 60B ou seja %MW100= 1547 em decimal
Máscara, operação lógica com octetos, words ou duplas words
%MW100 = 1547%MW100 =11000001011%MW100 = 60B
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 45
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A memória programa
RAM salvaguardaREPROMEEPROM
Instrução 1Instrução 2
Fim do programa
Memória Programa
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 46
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O ciclo do autómato
Tempo de ciclo = 20 ms
RUN !!!
Vigiado por watchdog
Inicialização autómato
Leitura das entradas
ProgramaInstruçãoInstrução
…Instrução
Escrita das saídas
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 47
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Os modos de funcionamento do autómato
STOP ouRUN ???
Selecção na face frontal: chave,botão, entrada digital dedicada.
A partir do software de programaçãoou à distância via rede.
Inicialização autómato
Leitura das entradas
ProgramaInstruçãoInstrução
…Instrução
Escrita das saídas
RUN, AUTO
STOP, MANU
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 48
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O ciclo máquina
PARAGEM
ARRANQUE
Modo de funcionamento da instalação• PARAGEM permite parar a bomba no caso
de problemas.• ARRANQUE permite arrancar a partir da
instalação.
Enchimento do reservatórioO reservatório é alimentado por umabomba.A bomba arranca :• logo que o nível baixo é detectado.• logo que a rega esteja terminada.A bomba pára logo que o nível altoseja atingido.
RegaLogo que o reservatório esteja cheioe após uma espera de 5min, écomandada a rega durante 25min.
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 49
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Arranque a frio, arranque a quenteInicialização
Controlo autómatoParâmetros móduloInicialização das variáveis
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 50
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Os dados utilizados pela aplicação são armazenados:
Numa memória RAM.
Numa memória REPROM.
Numa memória EEPROM.
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 51
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Os dados utilizados pela aplicação são armazenados:
Numa memória RAM.
Numa memória REPROM.
Numa memória EEPROM.
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 52
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
A variável %M15 é uma variável interna do tipo:
Bit.
Octeto.
Word.
Dupla Word.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 53
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
A variável %M15 é uma variável interna do tipo:
Bit.
Octeto.
Word.
Dupla Word.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 54
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
A variável %MD100 é uma variável interna do tipo:
Bit.
Octeto.
Word.
Dupla Word.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 55
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
A variável %MD100 é uma variável interna do tipo:
Bit.
Octeto.
Word.
Dupla Word.
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12-04-2023 Por : Luís Timóteo 56
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
%IW104.1.10 é uma variável
interna.
sistema.
de interface.
de um bloco função.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 57
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
%IW104.1.10 é uma variável
interna.
sistema.
de interface.
de um bloco função.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 58
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O valor 105A
É um valor decimal.
É um valor hexadecimal.
É um valor correspondente a um octeto.
É um valor correspondente a uma word.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 59
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O valor 105A
É um valor decimal.
É um valor hexadecimal.
É um valor correspondente a um octeto.
É um valor correspondente a uma word.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 60
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O valor 5A
É um valor binário 0101 1010.
É um valor binário 0101 0010.
É igual ao valor decimal 90.
É igual ao valor decimal 80.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 61
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O valor 5A
É um valor binário 0101 1010.
É um valor binário 0101 0010.
É igual ao valor decimal 90.
É igual ao valor decimal 80.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 62
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O tempo de ciclo do autómato corresponde:
Ao tempo de execução do programa.
Ao tempo de ciclo da máquina automatizada.
Ao tempo de leitura das entradas, execução do programa, escrita das saídas.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 63
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
O tempo de ciclo do autómato corresponde:
Ao tempo de execução do programa.
Ao tempo de ciclo da máquina automatizada.
Ao tempo de leitura das entradas, execução do programa, escrita das saídas.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 64
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Fases de desenvolvimento de uma aplicação
Princípios de funcionamento – Etapas do processo;Arquitectura material do autómato;Arquitectura software do autómato;Fases de desenvolvimento de uma aplicação.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 65
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Estrutura de uma aplicação autómato
Declaração dosmódulos e parâmetros
Programação emdiferentes linguagens
Blocos de funções
Estrutura, aplicação,valores iniciais dasvariáveis
Visualização on-line da aplicação
Realização do dossiêde arquivo, salvaguarda
Criação dos ecrãs devigilância do processo.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 66
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Descrição da estação autómato
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 67
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Hardware esoftware!!
Configuração material e software
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 68
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Declaração e estrutura de dados
Endereço Símbolo Comentário%I1.0 NIV_Haut Detecção nível alto
Declaração
Bits%Ix.y :Entrada TON (x: posição da carta no rack, y: posição da entrada TON).%Qx.y : Saída TON.%Mx : Bit interno (x: endereço do bit).%Mx:n Tabela de n bits internos.%MWx:Xy Bit da word interna (y: posição do bit, x: endereço da word).
Words%MWx : Word interna (x: endereço do bit).%MWx:n Tabela de n words.%MDx : Word de 32 bits.%MDx:n Tabela de n words.%MFx (ou %FDx) : Word flutuante.%MFx:n Tabela de n words.%MBx(n) : Cadeia de n caracteres (x: endereço da cadeia de caracteres).%KWx, %KDx, %KFx : Constantes.
Sintaxe IEC
Inicializaçãoprocesso
%MW0 até %MW50
Zona decomunicação%MW200 até
%MW700
Estrutura
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 69
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Corte da rede
Estrutura do programa
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 70
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
As linguagens de programação
IEC 61131-3
Ladder FBD
Literal
IL
Grafcet
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 71
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Linguagem Ladder ou linguagem de contactos: LD
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 72
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Linguagem Literal (Texto estruturado): ST
Mise à jour du voyant cycle en cours *)
IF %M0 THENSET %M18;ELSE RESET %M18;END_IF;(* RAZ application *)IF RE %M21 OR %S13 THENSET %S0;END_IF;
(* initialisation des variable sur reprise à froid *)IF %S0 THEN %MF502:=30.0;%MD0:=%MD2:=%MD4:=7;%MW202:=
Inicialização e retorno à etapa inicial%L2:IF (NOT Bp_présence_véhicule AND NOT Cycle_lancé)THEN
Memo_départ_cycle:=TRUE;Memo_etape6:=FALSE;Cycle_lancé:=FALSE;
END_IF;
(* Leitura da hora *)RRTC(Horodateur:4);
(* Número de peças tratadas *)TOTAL:=ATELIER1 + ATELIER2;
ComentáriosEtiqueta
Instruções
Comentários
Comentários
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 73
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Linguagem Grafcet: SFC
Acções
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 74
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Linguagem Blocos Funcionais: FBD
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 75
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Linguagem Lista de Instruções: IL
Instruções de programaComentários
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 76
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
As tabelas de animação / abertura múltipla de janelas
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 77
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Escolher a opção correcta relativamente à estrutura do automatismo
1 . Definição dos dados;2 . Configuração do autómato;3 . Estrutura do programa;4 . Programação;5 . Tabelas de animação.
1 . Configuração do autómato;2 . Estrutura do programa;3 . Programação;4 . Estrutura dos dados;5 . Tabelas de animação.
1 . Configuração do autómato;2 . Estrutura dos dados;3 . Estrutura do programa;4 . Programação; 5 . Tabelas de animação;
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 78
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Escolher a opção correcta relativamente à estrutura do automatismo
1 . Definição dos dados;2 . Configuração do autómato;3 . Estrutura do programa;4 . Programação;5 . Tabelas de animação.
1 . Configuração do autómato;2 . Estrutura do programa;3 . Programação;4 . Estrutura dos dados;5 . Tabelas de animação.
1 . Configuração do autómato;2 . Estrutura dos dados;3 . Estrutura do programa;4 . Programação; 5 . Tabelas de animação;
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 79
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
As tabelas de animação
Permitem estruturar o programa.
Permitem estruturar os dados.
Permitem visualizar e modificar os dados em tempo real.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 80
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
As tabelas de animação
Permitem estruturar o programa.
Permitem estruturar os dados.
Permitem visualizar e modificar os dados em tempo real.
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 81
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
IF (NOT Bp_présence_véhicule AND NOT Cycle_lancé) THENMemo_départ_cycle:=TRUE;END_IF;
Está escrito em linguagem IL (Lista de Instruções).
Está escrito em linguagem Ladder (LD).
Está escrito em linguagem Grafcet.
Linguagens
Está escrito em linguagem estruturada (ST).
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 82
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
IF (NOT Bp_présence_véhicule AND NOT Cycle_lancé) THENMemo_départ_cycle:=TRUE;END_IF;
Está escrito em linguagem IL (Lista de Instruções).
Está escrito em linguagem Ladder (LD).
Está escrito em linguagem Grafcet.
Linguagens
Está escrito em linguagem estruturada (ST).
Automação
12-04-2023 Por : Luís Timóteo 83
Fonte: Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008
Bibliografias:
http://www.schneiderelectric.pt/documents/product-services/training/iaut_cfp2008.pdf