grafcet1
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Objetivo do curso
Apresentar uma metodologia para programação de CLPs,
utilizando GRAFCET e Ladder
Apresentar uma metodologia para programação de CLPs,
utilizando GRAFCET e Ladder
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Conteúdo
• Introdução
• Grafcet
• Ladder
• Programação de CLPs
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Introdução ao Grafcet
GrafcetGraph : Modelo GráficoAFCET : Association Française pour la Cybernétique Économique et Technique
Graph : Modelo GráficoAFCET : Association Française pour la Cybernétique Économique et Technique
SFC SFC : Sequential Function Chart (Diagrama Funcional Seqüencial)SFC : Sequential Function Chart (Diagrama Funcional Seqüencial)
Denominações:
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• Criada na Europa em 1979 pela Association Françaisepour la Cybernétique Économique et Technique eUniversidades.
• Características Básicas– Método gráfico– Sintaxe simples– Comandos concisos e abrangentes– Fácil absorção e utilização– Potencialidade da lógica booleana– Seqüenciamento– Funções aritméticas e temporizadas– Linguagem padronizada pelas NFC-03-190 e
IEC-848
Introdução ao Grafcet (SFC)
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Introdução ao Grafcet (SFC)
O princípio básico da linguagem GRAFCET estáfundamentado sobre dois aspectos básicos:
22 ETAPAS (passos): estão associadas às AÇÕES
TRANSIÇÕES: estão associadas às Condições
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Introdução ao Grafcet
Exemplo
de
Aplicação:
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Introdução ao Grafcet - Exemplo
Dinâmica do Sistema:
• O sistema ilustrado se apresenta na posição inicial e
através do botão início é ordenado o início do ciclo com
com a rotação do prato;
• A cada rotação completa 90°, a punção desce;
• Uma vez descida a punção, a próxima etapa é o retorno
dela à posição inicial;
• Estando de volta à posição inicial, uma nova ordem é
esperada para reiniciar um novo ciclo.
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Exemplo: GRAFCET DE 1º NÍVEL
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Introdução ao Grafcet - Exemplo
Saídas do Sistema:• RO : Rotaciona o prato• DE: Desce a punção• SO : Sobe a punção
Permitirãoexecutar as
ações
Permitirãoexecutar as
ações
Entradas do Sistema:• ic : Início do ciclo• pa : Punção no alto• pb : Punção em baixo• ro : Posição inicial• r1 : Rotação terminada
Permitirãovalidar as transições
Permitirãovalidar as transições
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Exemplo: GRAFCET DE 2º NÍVEL
Vantagens:• Clara;• Objetiva;• Compacta;
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Exemplo: DiagramaLadder
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Obtendo o Diagrama Ladder a partir do Grafcet
COMO?
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Obtendo o Diagrama Ladder a partir do Grafcet
EQUAÇÃO GERAL DE UMA MEMÓRIA
m: É responsável por ativar a memóriaa : É responsável por desativar a memóriax : É o termo de retenção da memória
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Obtendo o Diagrama Ladder a partir do Grafcet
Ativar
Desativar
Retenção
Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4x4.pa
x2
x1
x1.ro.pa.icx3
x2
x2.r1x4
x3
x3.pbx1
x4
Etapa 1: X1= x4.pa + x2.x1
Etapa 2: X2= x1.ro.pa.ic + x3.x2
Etapa 3: X3= x2.ri + x4.x3
Etapa 4: X4= x3.pb + x1.x4
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A iniciação no Diagrama Ladder
Na energização do CLP, todas as memórias podem se encontrar em zero, o que torna a inicialização
do programa impossível
Na energização do CLP, todas as memórias podem se encontrar em zero, o que torna a inicialização
do programa impossível
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1. Exercício: Uma vez pressionado o botão“m”, o motor deve girar para a
direita, uma volta completa, e em seguida girar uma volta completapara a esquerda, encerrando a
ação.
Faça o Grafcet para esta situação.
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Soluções do Exercício 1:
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2. Exercício:A situação representada nafigura trata-se de umintertravamento com botõesliga e desliga.
Rescreva-o de forma aapresentar uma solução paraa situação em que os doisbotões são pressionadossimultaneamente.
Dica: Dê prioridade para um botão
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Soluções do Exercício 2:
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Grafcet (SFC)
Os elementos do Diagrama Funcional Seqüencial são:
Etapas - são associadas às ações a serem realizadas;
Transições - são associadas às condições para passagem
de uma etapa a outra;
Ligações Orientadas - conectam as etapas às transições, e
estas às etapas;
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Etapas
Cada etapa corresponde a uma condição invariável
e bem definida do sistema descrito:
Cada etapa corresponde a uma condição invariável
e bem definida do sistema descrito:
As ETAPAS são referencia-das por meio de caracteresalfanuméricos de formaarbitrária.
Atenção: Não pode haver duplicidade na referência
3
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Etapa Inicial
A ETAPA INICIAL é ativada incondicionalmente
no início do controle de um sistema e indica a sua
situação inicial
A ETAPA INICIAL é ativada incondicionalmente
no início do controle de um sistema e indica a sua
situação inicial
Simbologia 1
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Indicação do Estado de uma Etapa
Para indicação das etapas ativas em
determinado momento, utiliza-se
um ponto (•)
Para indicação das etapas ativas em
determinado momento, utiliza-se
um ponto (•)
Simbologia
12•
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Definição de um Estado Associado à Etapa
221 Motor Parado
Botoeira Acionada
Verificaçãodo acionamento
do Sensor 7
Sensor 7 Acionado
Existem situações em que não há uma ação associada a uma determinada etapa, porém pode se ter a
indicação de um estado
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Ações Associadas às Etapas
Enquanto uma etapa estiver ativa, as ações a elaassociadas podem ser:
• iniciadas • continuadas • finalizadas
2 Acionamento do Motor 1
A ação é definida por declaração textual
5 Ação X Ação Y Ação Z5 Ação X
Ação Y
Ação Z
A simbologia não especifica uma seqüência entre as ações associadas à etapa
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Definição da Ação Associada à Etapa
É importante definir se a ação será mantida
(continuada) ou finalizada após a desativação da etapa
2 Acionamento do Motor 1
A ação é iniciada e finalizadacom a etapa 2
10 Acionamento do Motor 1- Permanece Acionado -
17Desligamento do Motor 1
- Permanece Desligado -
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Ações Detalhadas
É comum ter a necessidade de condicionar ou limitar a
execução de uma ação, ou seja, as ações associadas a
uma etapa precisam ser detalhadas.
2
a b c
Simbologia:
qualificador declaração textual referência3 campos:
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Ações Detalhadas
b ca
Campo “a”: Contém o qualificador que define como a ação associada será executada
Contém o qualificador que define como a ação associada será executada
Campo “b”: Contém a declaração textual ou simbólica da ação
Contém a declaração textual ou simbólica da ação
Campo “c”: Contém a referência do sinal de retorno que será verificado pela transição seguinte
Contém a referência do sinal de retorno que será verificado pela transição seguinte
2
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Ações Detalhadas
b ca
Campo “a”: Contém o qualificador que define como a ação associada será executada
Contém o qualificador que define como a ação associada será executada
2
Existem cinco qualificadores:
S : storedD : delayedL : time limitedP : Pulse sharpedC : conditional
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Ações Detalhadas - Qualificadores
S (stored): a ação é mantida (continua) após o encerramento da etapa
Acionamento Motor 1S10
a
Desligamento Motor 1S15
b
S QR
Acionamento Motor 1
X10
X15
Exemplo:
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Ações Detalhadas - Qualificadores
D (delayed): a ação é iniciada após decorrido o tempo (atraso) especificado, e mantida enquanto a etapa estiver ativa
Acionamento Motor 1D=2sD19
a
Acionamento Motor 1X19
Exemplo:
2s 0s
Situação 1 Situação 2
Motor 1
X19
a
t=2s
X19
a
Motor 1t=2s
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Ações Detalhadas - Qualificadores
L (time limited): a ação é iniciada e mantida enquanto a etapa estiver ativa e até ser atingido o tempo especificado.
Acionamento Motor 1L=2sL16
a
Exemplo:
Situação 1 Situação 2
Motor 1
X16
a
t=2s
X16
a
Motor 1t=2s
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Ações Detalhadas - Qualificadores
C (conditional): a ação é iniciada e mantida enquanto a etapaestiver ativa, desde que a condição lógica especificada
seja verdadeira.
Acionamento válvula 1Se Motor 1 acionadoC16
a
Exemplo:
Motor 1
Acionamento válvula 1C16
a
&Acionamento
Válvula 1Motor 1
X16
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Ações Detalhadas - Qualificadores
SD (stored and delayed): a ação associada à etapa é armazenadae iniciada após o tempo especificado .
Acionamento Motor 1D=2sSD10
a
Desligamento Motor 1S15
b
Exemplo:
S
R
X10
X15
Acionamento Motor 1
2s 0s
Motor 1
X10
X15
t=2sMotor 1
X10
X15
t=2s
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Ações Detalhadas - QualificadoresDS (delayed and stored): a ação associada à etapa é
iniciada após o tempo especificado (D) e continuada (S)até ser finalizada por uma etapa seguinte.
Motor 1
X10
X15
t=2sMotor 1
X10
X15
t=2s
Acionamento Motor 1D=2sDS10
a
Desligamento Motor 1S15
b
Exemplo:
S
R
X10
X15
Acionamento Motor 1
2s 0s
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Ações Detalhadas - QualificadoresCSL (conditional stored and time limited): a ação é iniciada desde
que a condição lógica seja satisfeita (C) e mantida (S) até seratingido o tempo especificado (L)
Exemplo:
Acionamento válvula 1L = 5sCSL15
a
Motor1
Desligamento válvula 1S19
b
t = 5s
X15
Motor1
Válv. 1
X19
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Transições
Às transições são associadas às condições que determinam a transposição de uma etapa à outra.
Condição para Habilitar:
Uma transição está habilitada, possível de
ser transporta, somente se todas as etapas ime-diatamente precedentes
estejam ativas.
Uma transição está habilitada, possível de
ser transporta, somente se todas as etapas ime-diatamente precedentes
estejam ativas.
Condição para Transposição:
Para que uma transiçãoseja transposta é neces-
sário que esteja habilitadae a condição associada
seja verdadeira.
Para que uma transiçãoseja transposta é neces-
sário que esteja habilitadae a condição associada
seja verdadeira.
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Transições
Exemplos:
21
22
Transição não Habilitada(Etapa 21 não ativa)
V ou F
21•
22
21
22•
Falsa Verdadeira
Transição habilitadamas não transposta
Transição habilitadae transposta
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Condições Associadas as Transições
As condições associadas às transições são proposições lógicasque podem ser verdadeiras ou falsas em um dado instante.
Podem ser representadas:
21
22
Declaração Textual
Botoeira 1 = OnBotoeira 2 = Off B1.B2
21
22
Expressão Booleana
21
22
Simbologia Gráfica
B1 B2
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Condições Associadas as Transições
As condições associadas às transições podem apresentar detalhesque relacionem ao tempo ou ao estado lógico de uma variável
21
22
5s/X21
Acionamento Válvula1
Acionamento Motor 1
5s
X21
Motor1
5s/X21
X22
A transição deve ocorrer 5 segundos (tempo: “5s”) após a etapa 21 ter sido ativada (condição: “X21”)
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Condições Associadas as Transições
As condições associadas às transições podem apresentar detalhesque relacionem ao tempo ou ao estado lógico de uma variável
Estados Lógicos podem ser representados por:
a : Estado lógico 0 da variável “a”
a : Estado lógico 1 da variável “a”
a : Transição de 0 ->1 da variável “a”
a : Transição de 1 ->0 da variável “a”
=1 : Transição incondicional, sempre verdadeira
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Ligações
Convencionalmente, o sentido de evolução é sempre de cima para baixo
Convencionalmente, o sentido de evolução é sempre de cima para baixo
21
22 Acionamento Válvula1
Acionamento Motor 1
Duas Regras Importantes:
• Duas etapas nunca podem ser
conectadas diretamente;
• Duas transições nunca podem
ser conectadas diretamente.
a
b
![Page 43: Grafcet1](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081516/5571fa46497959916991ba10/html5/thumbnails/43.jpg)
Regras de Evolução
A situação inicial do sistema descrito é dada pelas etapas iniciais, que são ativadas incondicionalmente.
A situação inicial do sistema descrito é dada pelas etapas iniciais, que são ativadas incondicionalmente.
Regra 1
A transposição de uma etapa só ocorre se:• Ela estiver habilitada;• A condição associada for verdadeira.
A transposição de uma etapa só ocorre se:• Ela estiver habilitada;• A condição associada for verdadeira.
Regra 2
A transposição de uma transição provoca: • ativação da(s) etapa(s) imediatamente seguintes;• desativação da(s) etapa(s) imediatamente precedentes.
A transposição de uma transição provoca: • ativação da(s) etapa(s) imediatamente seguintes;• desativação da(s) etapa(s) imediatamente precedentes.
Regra 3
![Page 44: Grafcet1](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081516/5571fa46497959916991ba10/html5/thumbnails/44.jpg)
Regras de Evolução
A representação de transições que serãotranspostas simultaneamente deve ser feita por
meio de linhas duplas
A representação de transições que serãotranspostas simultaneamente deve ser feita por
meio de linhas duplas
Regra 4
20 25
21 26
a
20
21
a. X25
25
26
a. X20
Transições simultâneas
![Page 45: Grafcet1](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081516/5571fa46497959916991ba10/html5/thumbnails/45.jpg)
Regras de Evolução
Se, no instante de ativação de uma etapa, acondição desta à etapa seguinte for verdadeira,
ela não ocorrerá.
Se, no instante de ativação de uma etapa, acondição desta à etapa seguinte for verdadeira,
ela não ocorrerá.
Regra 5
15•
16
17
a
a
15
16•
17
a
a
Exemplo:
X15
X16
X17
a
![Page 46: Grafcet1](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081516/5571fa46497959916991ba10/html5/thumbnails/46.jpg)
Tipos de Seqüência
Existem vários tipos de seqüências:
• Seqüência Simples
• Seqüência seletiva
• Seqüência simultânea
• Estrutura com reutilização
• Estrutura de detalhamento
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Tipos de Seqüência / Estrutura
Seqüência Simples
15
16
17
a
b
15
16
17
a
c
18
d
20
21
a.b
k
a.b
25
l
p
Início Divergente
Final Convergente
Seqüência Seletiva
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Tipos de Seqüência / Estrutura
16
17
b
18
20
21
c
25
Início Divergente
Seqüência Simultânea15
a
cFinal Convergente
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Tipos de Seqüência / Estrutura
Estrutura com reutilização
20
21
24
X15 + X45
w
25
t
=1
15
45
X25
Seqüência 20-25
Seqüência 20-25
X25
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Tipos de Seqüência / Estrutura
Estrutura de detalhamento
5.1
5.2
5.3
k
l
5.4
m
5
t
s
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Exemplos de Aplicação
do GRAFCET em resoluções de
problemas
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Exemplo de Aplicação
Sistema de Partida Estrela/TriânguloUm motor trifásico deve ser acionado por meio de partida estrela/triân-gulo. Para isto são utilizados três contatores (acionamento geral e cha-veamento estrela e triângulo) e uma botoeira. O sistema automatizadodeve apresentar o seguinte comportamento:
• ao ser acionada a boteira pela primeira vez, os contatores de aciona-mento geral e chaveamento estrela são acionados;• 2s após, apenas o contator de chaveamento estrela é desligado;• ao ser confirmado o desligamento do contator de chaveamento estre-la, o contator de chaveamento triângulo é acionado;• os contatores de acionamento geral e chaveamento triângulo permane-cem acionados;• a qualquer instante, um novo acionamento da botoeira ocasiona o desli-gamento dos contatores acionados, retornando à condição inicial.
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Solução: Sistema de Partida Estrela/Triângulo0
1
2
3
4
S Acionamento geral = 1
Chaveamento Estrela = 1
“Verificação doChaveamento estrela”
2s / X1
Chaveamento estrela = 0
Chaveamento Triângulo = 1
S Acionamento geral = 0
Botoeira Acionada
=1
BotoeiraAcionada
Botoeira Acionada
Botoeira Acionada
“Verificação Botoeira