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Automao e controleAutomao e controleAula 02 Aula 02 Controle e Programao na Controle e Programao na
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-RIDO
CURSO: CINCIA DA COMPUTAO
Aula 02 Aula 02 Controle e Programao na Controle e Programao na Automao Automao
Prof Danielle Casillo
AUTOMAOAUTOMAO
Tecnologia Integradora:
Eletrnica: Hardware
Mecnica: Atuadores
Inteligncia: Software (Informtica) Inteligncia: Software (Informtica)
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AUTOMAOAUTOMAO Sensores
fornecem informaes sobre o sistema
entradas do controlador
indicam variveis como temperatura, presso, ...
Atuadores
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agem a partir do processamento das informaescoletadas pelos sensores
tipos: magnticos, hidrulicos, pneumticos, eltricos
Controlador
aciona os atuadores levando em conta o estado dasentradas (sensores)
instrues do programa inserido em sua memria
AUTOMAOAUTOMAO
Automatizar um sistema, tornou-se muito maisvivel medida que a Eletrnica avanou.
Com este avano, o controlador, os sensores e os Com este avano, o controlador, os sensores e osatuadores passaram a funcionar em conjunto,transformando processo em um sistemaautomatizado, onde o prprio controlador tomadecises em funo da situao dos sensores eaciona os atuadores.
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AUTOMAOAUTOMAO
Com o avano da eletrnica....
memrias ganharam maior capacidade dearmazenamento
os circuitos lgicos tornaram-se mais rpidos os circuitos lgicos tornaram-se mais rpidos
microcontroladores
a lgica de acionamento pode ser desenvolvidaatravs de software, que determina aocontrolador a sequncia de acionamento a serdesenvolvida. Este tipo de alterao da lgica decontrole caracteriza um sistema flexvel.
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OBJETIVOS DA AUTOMAOOBJETIVOS DA AUTOMAO
Qualidade controle de qualidade eficiente. compensao automtica de deficincias do processo.
Flexibilidade facilidade e rapidez nas alteraes nos parmetros dos
processos.
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processos.
Produtividade uso eficiente da matria prima, energia, equipamentos e
instalaes.
Viabilidade tcnica execuo de operaes impossveis de se realizar por
mtodos convencionais (processamento imediato deinformaes, limitaes o homem, condies desumanas detrabalho).
NOSSO CURSO DE AUTOMAONOSSO CURSO DE AUTOMAO
Estudar sistemas automatizados nos nveis doselementos controlador e superviso.
Devido a esta grande variedade de conhecimentos,como j dito anteriormente, o foco deste curso ser
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como j dito anteriormente, o foco deste curso serna programao dos Controladores LgicoProgramveis (CLPs) que so o crebro de todo oprocesso.
A Automao Industrial compreende um campo deatuao amplo e vasto.
NOSSO CURSO DE AUTOMAONOSSO CURSO DE AUTOMAO
A disciplina de Instrumentao: tem o objetivo deestudar cada elemento sensor ou atuador, seusfuncionamentos.
Para os atuadores, s para os motores de induo,
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Para os atuadores, s para os motores de induo,existe uma grande quantidade de bibliografiadisponvel, e ainda tem-se os Motores de Passo e osServomotores.
A cadeia de automao ainda consiste nacomunicao de dados entre os elementos, o queleva um estudo a parte das Redes Industrias.
IMPACTOS PARA A SOCIEDADEIMPACTOS PARA A SOCIEDADE
Benefcios
Reduo de custos
Aumento da produtividade
Reduz a exposio de trabalho montonos, Reduz a exposio de trabalho montonos,repetitivos e at mesmo perigosos
Mais tempo livre
Aumento de salrios
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IMPACTOS PARA A SOCIEDADEIMPACTOS PARA A SOCIEDADE
Benefcios
Na regularidade da qualidade de um produto
Na economia de energia
Flexibilidade Flexibilidade
Segurana de funcionamento
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IMPACTOS PARA A SOCIEDADEIMPACTOS PARA A SOCIEDADE
Problemas
Experincia de um empregado tem vida curta
Fim de alguns tipos de emprego (ex. telefonista)
Problemas sociais e psicolgicos em decorrncia Problemas sociais e psicolgicos em decorrnciada submisso ao ritmos das mquinas
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IMPACTOS PARA A SOCIEDADEIMPACTOS PARA A SOCIEDADE
AUTOMAO AUTOMAO GERA GERA GERA GERA
DESEMPREGO?DESEMPREGO?
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ControleControleO Controle utiliza teorias para calcularparmetros de um controlador que faa osistema evoluir da forma desejada eadaptativa s mudanas dos principaiselementos sob controle.
CONTROLE NA AUTOMAOCONTROLE NA AUTOMAO
Existem, basicamente, dois segmentos daautomao industrial, segundo a manipulaodas variveis a serem controladas.
Controle de Processo do tipo contnuo (Controle Controle de Processo do tipo contnuo (Controlede Processos, Controle Regulatrio)
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Controle do tipo discreto (Controle Discreto).
CONTROLE NA AUTOMAOCONTROLE NA AUTOMAO
Processos discretos
Indstrias manufatureiras de fabricao por lote
Ex: indstria automobilstica
Processos contnuos
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Processos contnuos
Indstrias de processo de manipulao
Ex: indstria qumica, farmacutica, petroqumica
CONTROLADOR LGICO CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL PROGRAMVEL -- CLPCLP
A forma bsica de programao oriunda dalgica de programao dos diagramas eltricos arels.
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Prprio para ambientes industriais, oscontroladores realizam uma rotina cclica deoperao, o que caracteriza seu princpio defuncionamento, e operam apenas variveisdigitais, efetuando controle discreto.
CONTROLADOR PROGRAMVELCONTROLADOR PROGRAMVEL
Quando os equipamentos manipulam variveisanalgicas.
Efetuam tcnicas de ao de controle dos maisdiversos tipos:
Proporcional Integral Derivativo (PID) Proporcional Integral Derivativo (PID)
Adaptativo (no linear)
Lgica Fuzzy (lgica nebulosa)
Controle Preditivo
entre outros ....
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CONTROLE DISTRIBUDOCONTROLE DISTRIBUDO
Avano das tcnicas de transmisso;
Salas de controle distribudas geograficamente foraminterligadas e conectadas a uma nica central desuperviso;
Controle Hierrquico - > Distribudo; Controle Hierrquico - > Distribudo;
Surge ento o Sistema Digital de Controle Distribudo SDCD;
Padronizao dos equipamentos (sensores, controle eatuao nos mais diferentes nveis).
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HIERARQUIA DA AUTOMAOHIERARQUIA DA AUTOMAO
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ARQUITETURA DE REDE SIMPLIFICADAARQUITETURA DE REDE SIMPLIFICADA
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LINGUAGENS DE PROGRAMAOLINGUAGENS DE PROGRAMAO
o um meio de transmisso de informaes entredois ou mais elementos com capacidade de secomunicarem.
o Instruo: comando que permite a um sistema como Instruo: comando que permite a um sistema comcapacidade computacional realizar determinadaoperao.
o Linguagem de programao: conjunto padronizadode instrues que o sistema operacional capaz dereconhecer.
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LINGUAGENS DE PROGRAMAOLINGUAGENS DE PROGRAMAO
o Programar: fornecer uma srie de instrues aum sistema com capacidade computacional, demaneira que ele seja capaz de comportar-sedeterministicamente.deterministicamente.
o Programador: responsvel por prever assituaes possveis do sistema, planejar umaestratgia de controle e codificar as instruesem uma linguagem de programao padronizada.
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LINGUAGENS DE PROGRAMAOLINGUAGENS DE PROGRAMAO
o Um controlador lgico programvel, tem seufuncionamento baseado num sistema de microcomputadoronde se tem uma estrutura de software que realizacontinuamente ciclos de varredura.
o importante observar que quando cada etapa do ciclo executada, as outras etapas ficam inativas. O tempo totalpara realizar o ciclo denominado CLOCK. Isso justifica aexigncia de processadores com velocidades cada vez maisaltas.
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LINGUAGENS DE PROGRAMAOLINGUAGENS DE PROGRAMAO
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NORMA IEC 1131NORMA IEC 1131
o A IEC 1131 o nico padro global para programaode controle industrial.
o Houve a necessidade de estabelecer um padroaberto para CLPs visando a uniformizao deaberto para CLPs visando a uniformizao deprocedimentos por diversos fabricantes.
o Foi criado um grupo de trabalho no IEC (InternationalElectrotechnical Commission) para estabelecer asnormas a todo o ciclo de desenvolvimento dos CLPs -Controladores Lgicos Programveis.
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NORMA IEC 1131NORMA IEC 1131
o No incio da dcada de 1990, o IEC publicouvrias partes da norma IEC 1131 que cobre o ciclode vida completo dos CLPs.
o Alguns anos depois essa norma foi revisada erecebeu o nmero IEC 61131-3 cuja terceira partetrata das linguagens de programao.
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LINGUAGENS DE PROGRAMAOLINGUAGENS DE PROGRAMAO
o Visando atender aos diversos segmentos da indstria,incluindo seus usurios, e uniformizar vrias metodologiasde programao dos controladores industriais, a norma IEC61131-3 definiu semanticamente cinco linguagens deprogramao:
- Diagrama de Blocos de Funes (FBD Function Block- Diagrama de Blocos de Funes (FBD Function BlockDiagram)
- Linguagem Ladder (LD Ladder Diagram)
- Sequenciamento Grfico de Funes (SFC System FunctionChart) ou Grafcet
- Lista de Instrues (IL Instruction List)
- Texto Estruturado (ST Structured Text)
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DIAGRAMA DE BLOCOS DE FUNESDIAGRAMA DE BLOCOS DE FUNES
o uma das linguagens grficas de programao, muitopopular na Europa, cujos elementos so expressos porblocos interligados, semelhantes aos utilizados emeletrnica digital.
o Essa linguagem permite um desenvolvimento hierrquico emodular do software, uma vez que podem ser construdosblocos de funes mais complexos a partir de outrosmenores e mais simples.
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LINGUAGEM LADDER LINGUAGEM LADDER
o uma linguagem grfica baseada na lgica de rels econtatos eltricos para a realizao de circuitos decomandos de acionamentos.
o Por ser a primeira linguagem utilizada peloso Por ser a primeira linguagem utilizada pelosfabricantes, a mais difundida e encontrada emquase todos os CLPs da atual gerao.
o Bobinas e contatos so os smbolos utilizados nessalinguagem. -| |- -|/|- -( )-
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SEQUENCIAMENTO GRFICO DE SEQUENCIAMENTO GRFICO DE FUNES (SFC) OU GRAFCETFUNES (SFC) OU GRAFCET
o uma linguagem grfica que permite a descrio deaes sequenciais, paralelas e alternativas existentesnuma aplicao de controle.
o Fornece os meios para estruturar uma unidade deo Fornece os meios para estruturar uma unidade deorganizao de um programa num conjunto deetapas separadas por transies.
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LISTA DE INSTRUESLISTA DE INSTRUES
o Inspirada na linguagem assembly e puramente sequencial, caracterizada por instrues que possuem um operadore, dependendo do tipo de operao, podem incluir um oumais operandos, separados por vrgulas.
o indicada para pequenos CLPs ou para controle deprocessos simples.
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TEXTO ESTRUTURADOTEXTO ESTRUTURADO
o uma linguagem textual de alto nvel, inspirada nalinguagem Pascal, contm os elementos essenciais de umalinguagem de programao moderna.
o a mais recomendada para aplicaes complexas queo a mais recomendada para aplicaes complexas queenvolvam a descrio de comportamento sequencial.
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APLICAO DE LINGUAGENS DE APLICAO DE LINGUAGENS DE PROGRAMAO AOS PROGRAMAO AOS CLPsCLPs
o A seleo da linguagem a ser utilizada dependede diversos fatores:
- Disponibilidade da linguagem no CLP;
- Grau de conhecimento do programador;- Grau de conhecimento do programador;
- Soluo a ser implementada;
- Nvel de descrio do sistema;
- Estrutura do sistema de controle.
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EXEMPLO DE PROGRAMAOEXEMPLO DE PROGRAMAO
o Implementao da equao lgica L = A . B emquatro linguagens diferentes
Lista de instrues
LDN A
Texto estruturado
L := Not (A) AND B;
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LDN AAND BST L
L := Not (A) AND B;
Diagrama de blocos funcionais
AL
B
Linguagem Ladder
A B L&