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Automação e ControleAutomação e Controle
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI--ÁRIDOÁRIDO
CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Automação e ControleAutomação e ControleAula 03 Aula 03 -- GrafcetGrafcet
Profª Danielle Casillo
PROGRAMAÇÃO DE CLPSPROGRAMAÇÃO DE CLPSSEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE SEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE SEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE SEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE
FUNÇÕES (SFC) OU GRAFCETFUNÇÕES (SFC) OU GRAFCET
Aula 04 - Grafcet 2
GRAFCETGRAFCET
o O Grafcet surgiu no ano de 1977 em um grupo detrabalho da AFCET (Associação Francesa para aCibernética Econômica e Técnica).
o A criação do Grafcet foi necessária, devido ao A criação do Grafcet foi necessária, devido adificuldades para a criação de processos com váriasetapas simultâneas utilizando linguagens normais deprogramação.
o Trata-se de uma técnica criada para a modelagem desistemas sequenciais.
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GRAFCETGRAFCET
o Os elementos do Diagrama Funcional Sequencial(SFC) ou Grafcet são:
- Etapas – às quais são associadas as Ações.- Etapas – às quais são associadas as Ações.
- Transições – às quais são associadas as Condições.
- Ligações Orientadas – que conectam as etapas àstransições, e estas às etapas.
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o Etapa: representa um estado parcial do sistema,no qual uma ação é realizada. A etapa pode ser“ativa” ou “inativa”.
o Ação associada à etapa: somente é realizada se aetapa estiver ativa, e permanece inalterada se aetapa estiver inativa.
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GRAFCETGRAFCET
o Transição: “conecta” a etapa precedente à etapaseguinte, representa uma decisão para mudançade estado do sistema. Para que uma transiçãoseja efetuada, são necessárias duas condições:seja efetuada, são necessárias duas condições:
- que a etapa precedente à transição esteja ativa;
- que a condição (booleana) associada à transiçãoseja verdadeira.
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o ETAPAS
- Cada etapa corresponde a uma condição invariávele bem definida do sistema descrito.
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2
- Não é permitido que etapas distintas tenham amesma referência.
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o ETAPA INICIAL- É aquela ativada incondicionalmente no início do
controle de um sistema e indica a sua situaçãoatual.
0
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0
o INDICAÇÃO DO ESTADO DE UMA ETAPA- Uma etapa pode estar ativa ou não. Uma etapa
ativa é indicada por um ponto.
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o AÇÕES ASSOCIADAS ÀS ETAPAS- São executadas quando a etapa associada estiver
ativa.
2 Acionamento Motor 1
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2 Acionamento Motor 1
- Para representar mais de uma ação associada àmesma etapa, utiliza-se uma das etapas abaixo:
2 Ação X Ação Y Ação Z2 Ação X
Ação Y
Ação Z
GRAFCETGRAFCETo DEFINIÇÃO DA AÇÃO ASSOCIADA À ETAPA
- É preciso definir se a ação será mantida ou finalizadaapós a desativação da etapa.
12 Aciona Motor 1
12Aciona Motor 1
- Permanece acionado -
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12 Aciona Motor 1
a) Ação iniciada e finalizada22
Desliga Motor 1- Permanece desligado -
b) Ação iniciada e continuada
a) A ação (Aciona Motor 1) é iniciada ao ser ativada a etapa 12 e mantidaenquanto essa etapa estiver ativa, sendo finalizada pela sua desativação.
b) A ação (Aciona Motor 1) é iniciada ao ser ativada a etapa 12 e continuadamesmo após a sua desativação, sendo finalizada ao ser ativada a etapa 22.
EXEMPLO DE GRAFCETEXEMPLO DE GRAFCET
CONDIÇÃO ASSOCIADA À TRANSIÇÃO
1
Desligar Motor
Ligar Motor
Botoeira = “ON”
Botoeira = “OFF”
ETAPA
TRANSIÇÃO
AÇÃO ASSOCIADA À ETAPA
0
o Em 1988 a IEC (International Eletrotechnical Commission) adotou oGRAFCET como norma internacional sob o a sigla SFC (Sequencial FunctionChart).
o Os elementos de um SFC são: etapas, transições e ligações orientadas.Aula 04 - Grafcet 11
CONDIÇÃO ASSOCIADA À TRANSIÇÃO
2 Desligar Motor
Botoeira = “OFF”
Botoeira = “ON”
GRAFCETGRAFCET
o AÇÕES DETALHADAS (QUALIFICADAS)
– Quando quisermos condicionar e/ou limitar uma ação.
a b
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a b
- O campo ‘a’ deve conter o qualificador que define como aação associada à etapa será executada. O campo ‘b’ deveconter a declaração textual ou simbólica da ação.
- São cinco os qualificadores definidos:
- S (stored), D (delayed), L (time limited), P (pulse shaped) e C(conditional).
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o S (stored – armazenada/mantida)
– A ação é mantida após a desativação da etapa até serfinalizada por outra etapa.
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o D (delayed - atrasada)
– A ação é iniciada após decorrido o tempo (atraso)especificado, e mantida enquanto a etapa estiver ativa. Se aetapa permanecer ativa por um período menor que oespecificado, a ação não é iniciada.especificado, a ação não é iniciada.
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o L (time limited – tempo limitado)
– A ação é iniciada e mantida enquanto a etapa estiver ativa eaté ser atingido o tempo especificado.
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o P (pulse shaped - pulsada)
– Quando o tempo de execução da ação for muito pequeno,utiliza-se o qualificador P em vez de L.
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o C (conditional - condicional)
– A ação é iniciada e mantida enquanto a etapa estiver ativa,desde que a condição lógica especificada seja satisfeita(verdadeira), a qual pode ser indicada interna ouexternamente ao símbolo.
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GRAFCETGRAFCET
o Além de um único qualificador, uma ação pode serdetalhada por meio de uma combinação de qualificadores.
– SD – ação é armazenada e iniciada após tempo, mesmo quea etapa não esteja mais ativa.a etapa não esteja mais ativa.
– DS – ação é iniciada após tempo e continuada até serfinalizada por uma etapa seguinte.
– CSL – ação é iniciada desde que a condição lógica sejasatisfeita e mantida por tempo especificado.
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GRAFCETGRAFCET
o DEFINIÇÃO DE UM ESTADO ASSOCIADO À ETAPA
– Quando a etapa não tem ação associada, ou seja, nenhumaação é iniciada ou finalizada pela ativação da etapa emquestão, mas tem um estado associado.
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0 “Motor parado”
Botoeira acionada
22 “Verificação acionamentosensor 7”
Sensor 7 acionado
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o CONDIÇÕES ASSOCIADAS ÀS TRANSIÇÕES
– São proposições lógicas, as quais podem ser verdadeiras oufalsas em determinado instante. Exprimem condições quedevem ser satisfeitas para que a transição seja transposta.
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GRAFCETGRAFCET
o CONDIÇÕES DETALHADAS
– Para representar uma condição relacionada ao tempo, pormeio de declaração textual, por exemplo, utiliza-se a notação“tempo/condição”.
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GRAFCETGRAFCET
o Para representar uma condição relacionada ao estadológico (0 ou 1) ou à transição (0 → 1 ou 1→ 0) de umavariável binária, recomenda-se a utilização das seguintesnotações:
– a - estado lógico 0 da variável ‘a’
– a - estado lógico 1 da variável ‘a’
– ↑a - transição 0→1 da variável ‘a’
– ↓a - transição 1→0 da variável ‘a’
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GRAFCETGRAFCET
o TRANSIÇÃO INCONDICIONAL
– À transição que deva ser transposta incondicionalmente,desde que habilitada, utiliza-se a notação “=1”.
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GRAFCETGRAFCET
o LIGAÇÕES ORIENTADAS
- As etapas são conectadas às transições, e estas ás etapas, pormeio das ligações orientadas.
- O sentido da evolução ésempre de cima para
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sempre de cima parabaixo.
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– O cruzamento das ligações deve serevitado.
– Para interromper uma ligação paracontinuá-la em outra página...
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15
a
Etapa 16Página 03
GRAFCETGRAFCET
o IMPORTANTE!!!
– Duas etapas nunca podem ser conectadas diretamente;
portanto, devem ser separadas por uma única transição.
– Duas transições nunca podem ser conectadas diretamente;
portanto, devem ser separadas por uma única etapa.
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GRAFCET GRAFCET –– Regras de evoluçãoRegras de evolução
o Regra 1: Situação inicial
– É dada pelas etapas iniciais, que são ativadas
incondicionalmente no início da sua operação, deve existir
pelo menos uma etapa inicial.
o Regra 2: Transposição de uma transição
– Uma transição somente é transposta se:
• ela estiver habilitada e
• a condição associada for verdadeira.
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GRAFCET GRAFCET –– Regras de evoluçãoRegras de evolução
o Regra 3: Evolução das etapas ativas
– A transposição de uma transição ocasiona a ativação da(s)
etapa(s) imediatamente seguinte(s) e a desativação da(s)
etapa(s) imediatamente precedente(s), simultaneamente.
o Regra 4: Transposição simultânea de transiçõeso Regra 4: Transposição simultânea de transições
28
- A representação deverá
ser feita através de
linhas duplas ou se as
transições estiverem
separadas, deve
constar o asteriscoAula 03 - Grafcet
GRAFCET GRAFCET –– Regras de evoluçãoRegras de evolução
o Regra 5: Condições verdadeiras e imediatamenteseguintes
15 15X15
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16
17
#a
#a
*
*
16
17
#a
#a
*
*
X15
X16
X17
a
GRAFCET GRAFCET –– Regras de evoluçãoRegras de evolução
o Regra 6: Ativação e desativação simultâneas de uma etapa
– A ativação é prioritária.
o Regra 7: Tempo nulo
– Os tempos para transposição de uma transição, ou ativaçãode uma etapa, podem ser extremamente curtos, geralmentedependentes da tecnologia utilizada para implementação dosistema automatizado, porém nunca podem serconsiderados nulos, ou iguais a zero.
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Sistema de partida estrelaSistema de partida estrela--triângulotriângulo
o Finalidade: Reduzir a corrente de sua partida, ou seja, acorrente de pico no momento da partida.
o A tensão triangulo deve ser a mesma da rede (será nestatensão que o motor irá trabalhar). A tensão em estrelatensão que o motor irá trabalhar). A tensão em estrela(tensão de partida do motor) também será a mesma datriangulo, a diferença esta no tipo de ligação dos terminaisdo motor (na ligação estrela o motor oferece maisresistência a passagem de corrente, diminuindo assim acorrente de pico).
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Sistema de partida estrelaSistema de partida estrela--triângulotriângulo
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o O motor parte em configuração estrela, aonde cada enrolamento receberáa uma tensão mais baixa (fase-neutra). Após o motor vencer a sua inércia,a chave é atuada, convertendo a configuração para triângulo, aumentandoa tensão nos enrolamentos (fase-fase). Logo, para um sistema trifásico220/ 380 V, cada enrolamento do motor inicia com 220 V e termina apartida em 380 V, no qual será sua tensão nominal.
Sistema de partida estrelaSistema de partida estrela--triângulotriângulo
o Um motor trifásico deve ser acionado por meio de partidaestrela-triângulo. Para isto são utilizados três contatores(acionamento geral, chaveamento estrela e chaveamentotriângulo) e uma botoeira. O sistema automatizado deveapresentar o seguinte comportamento:apresentar o seguinte comportamento:
– Ao ser acionada a botoeira pela primeira vez, os contatoresde acionamento geral e chaveamento estrela são acionados(ligados);
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Sistema de partida estrelaSistema de partida estrela--triângulotriângulo
– Dois segundos após, apenas o contator de chaveamentoestrela é desligado;
– Ao ser confirmado o desligamento do contator dechaveamento estrela, o contator de chaveamento triângulo éacionado;acionado;
– Os contatores de acionamento geral e chaveamentotriângulo permanecem acionados;
– A qualquer instante, um novo acionamento da botoeiraocasiona o desligamento dos contatores acionados,retornando à condição inicial.
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Sistema de partida estrelaSistema de partida estrela--triângulotriângulo
0
1 Acionamento Geral = 1
Chaveamento Estrela = 1
S
“Verificação Botoeira”
Botoeira Acionada
2s/X1 ↑ Botoeira Acionada
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2
3
4
“Verificação chaveamento estrela”
Chaveamento Estrela = 0
Chaveamento Triângulo = 1
↑ Botoeira Acionada
↑ Botoeira Acionada
Acionamento Geral = 0S
=1Aula 03 - Grafcet
Portão AutomáticoPortão Automático
o O acionamento de um portão deve ser realizadoo O acionamento de um portão deve ser realizadoautomaticamente.
o Por intermédio de uma única botoeira podem-se realizar aabertura e o fechamento total do portão, além deinterromper tais movimentos a qualquer instante. Acopladomecanicamente ao portão, um motor elétrico realiza osmovimentos pela inversão do sentido de rotação.
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Portão AutomáticoPortão Automático
o O sistema automatizado deve proporcionar o seguinteo O sistema automatizado deve proporcionar o seguintecomportamento:
– No primeiro acionamento da botoeira, inicia-se a abertura doportão;
– A parada da abertura se dá por meio de novo acionamentoda botoeira (com o portão em movimento) ou pela aberturatotal do portão (acionamento do fim de curso 1);
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Portão AutomáticoPortão Automático
– Estando o portão totalmente aberto (fim de curso 1acionado), ou tendo sido interrompida a abertura, nopróximo acionamento da botoeira inicia-se o fechamento doportão;
– A parada do fechamento se dá por meio de novoacionamento da botoeira (com o portão em movimento) oupelo fechamento total do portão (acionamento do fim decurso 2);
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Portão AutomáticoPortão Automático
– Estando o portão totalmente fechado (fim de curso 2acionado), ou tendo sido interrompido o fechamento, nopróximo acionamento da botoeira inicia-se a abertura doportão;
– Esta sequência deve ser repetir indefinidamente.
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