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1
AI/PráticasDEM/IST P9/1
PRÁTICA 9-11
Objectivo: GRAFCET: problemas de modelação. Prática do conceito de Master/Slave
Problema 9.1:
Problema 1: Um dispositivo automático destinado à triagem de caixas de dois tamanhos diferentes, é composto por um tapete que transporta as caixas, três cilindros e dois tapetes de evacuação, conforme está ilustrado na figura. Se a caixa for grande deve ir para o tapete 3 e sefor pequena para o 2.
Admita ainda:
Uma peça grande actua os sensores a e b e uma pequena só o b.
O cilindro 1 dispõe de um sensor de meio curso, sendo a peça a arrastar suficientemente pesada para que o cilindro pare imediatamente desde que lhe falta a alimentação.
a) Estabeleça o GRAFCET funcional para o sistema descrito apoiando-se na figura abaixo.
Cilindro 1
Cilindro 2
Cilindro 3
Tapete 1
Tapete 2
Tapete 3
AI/PráticasDEM/IST P9/2
PRÁTICA 9-11
Problema 9.1:
b) Suponha agora que o início do processo é controlado por um botão de start que ao ser desactuado vai fazer terminar o processo no momento em que nova caixa iria ser colocada, ou seja no final do processo de colocação de uma. Durante este período de trabalho deve manter-se acesa uma luz verde.
Admita ainda a existência de um botão de emergência que ao ser actuado deve parar de imediato o sistema mal o cilindro que estiver em movimento parar. O sistema deve recomeçar no ponto aonde estava quando o botão de emergência for desactuado. Enquanto a emergência estiver activa deve acender de forma intermitente uma luz amarela.
Modele este sistema de comando com um GRAFCET Master.
c) Simule alínea a) deste problema usando o laboratório remoto. Estudecomo faria face às restrições deste laboratório
Nota: Este problema para simular oferece como problema principal ter
um cilindro com um sensor de curso intermédio. A solução proposta
para estes casos corresponde em envolver dois cilindros como se o
corpo de um estivesse acoplado à haste do outro, estabelecendo-se as
seguintes duas correspondência possíveis:
A-B- (X-)1010100
B+ (X+ parte II)1010010
A+ (X+ parte I)0101001
Comandob1b0a1a0x1xix0
2
AI/PráticasDEM/IST P9/3
PRÁTICA 9-11
Quando se pretende que algo aconteça durante o recuo da segunda
parte do curso, então deve-se separar estas de acordo com a tabela:
A-(X- parte I)0110010
B- (X- parte II)1010100
B+ (X+ parte II)1010010
A+ (X+ parte I)0101001
Comandob1b0a1a0x1xix0
No caso particular deste problema já estavam previstos 3 cilindros. Com
a proposta de simulação feita atrás fica a faltar 1 cilindro. O que se
sugere nestes casos é que o cilindro em falta seja simulado por um dos
leds disponíveis e que os fins de curso sejam simulados por
temporizadores (tempo de um curso). Um valor razoável é 2s.
Naturalmente que qualquer outro sensor lógico, que não sejam os fins de
curso, têm de ser simulados por flags.
d) Simule alínea b) deste problema usando o laboratório remoto.
AI/PráticasDEM/IST P9/4
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.1a:
1
5
6
7
Caixa grande
Caixa diante do cil. 3
Avança cil. 1
Caixa sobre o tapete
Avança cil. 3Recua cil. 1
Recua cil. 3Recua cil. 1
2
3
4
Caixa pequena
Caixa diante do cil. 2
Avança cil. 1
Caixa sobre o tapete
Avança cil. 2Recua cil. 1
Recua cil. 2Recua cil. 1
Cilindro 2 recuado Cilindro 3 recuado
8 Recua cil. 1
Cilindro 1 recuado
a)
3
AI/PráticasDEM/IST P9/5
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.1b:
AI/PráticasDEM/IST P9/6
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.1c:
Tabela de simulação usadana solução.
Flag 101sensor b
Flag 100sensor a
L2Cilindro 3
Cil_CCilindro 2
Cil_A, Cil BCilindro 1
4
AI/PráticasDEM/IST P9/7
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.1d:
Para uma adaptação ao modo de trabalho do SAIA (e à forma como foielaborado o programa) modificou-se o GRAFCET master da seguinteforma:
Neste exemplo escreveu-se o código correspondente em Lista de Instruções:
AI/PráticasDEM/IST P9/8
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.1d: ; ordensSTH F 0RES L5
STH F 1SET L5CSB H 10
STH F 2CPB H 20ECOB
; **************************
PB 20 ; lâmpada a piscar
STH F 10ANL T 0RES F 10SET F 11LD T 0
10
STH F 11ANL T 0 RES F 11SET F 10LD T 0
10
; outputsSTH F 10OUT L6EPB
XOB 16SET F 0SET F 10EXOB
COB 00
STH F 0ANH startRES F 0SET F 1
STH F 1ANL startANH inic_ciclo ; ciclo a
iniciarRES F 1SET F 0
STH F 1ANH emergRES F 1SET F 2
STH F 2ANL emergRES F 2SET F 3
STH F 3RES L6 ; cuidado! tem
de estar aqui a ordemRES F 3SET F 1
5
AI/PráticasDEM/IST P9/9
PRÁTICA 9-11
Para correr este programa usou-se a tabela de correspondênciasdada a seguir.
Flag 101sensor b
Flag 100sensor a
L2Cilindro 3
Cil_CCilindro 2
Cil_A, Cil BCilindro 1
Flag 103Emerg
Flag 102Start
Notar ainda que:
set inic_ciclo
SET Cil_ARES inic_ciclo
AI/PráticasDEM/IST P9/10
PRÁTICA 9-11
Problema 9.2:
Pretende-se modelar uma fechadura eléctrica, que só abre com a introdução de um número de 4 algarismos seguido da actuação de um botão de start. Um engano provoca o accionamento de um alarme sonoro, bloqueando o dispositivo de comando, que sópode ser reactivado de uma forma manual. Suponha ainda que, quando o código entrado é o correcto, a porta do cofre abre e é o próprio utente que a fecha quando pretende sair.
a) Modele em GRAFCET funcional o funcionamento cíclico descrito no enunciado.
b) Simule este problema usando o laboratório remoto. Para o efeito considere que a porta é simulada por um cilindro e o alarme por uma lâmpada. O botão de start será uma flag. O código entrado será colocado num registo. O código do cofre será introduzido no código. A desactivação do alarme é simulado por outra flag.
6
AI/PráticasDEM/IST P9/11
PRÁTICA 9-11
Problema 9.2:
c) Considere agora dois novos interruptores. Um, que se vaidesignar por LigaCofre que permite ligar e desligar o sistema de alarme sem impossibilitar que seja terminado o processo de abertura/fecho, e um outro de emergência - emerg, que permitabloquear a entrada, mesmo que esteja a ser introduzido um código correcto. Enquanto este botão estiver actuado, deve piscaruma luz amarela e ser feita uma chamada para a polícia(simulada com o acender de outra lâmpada) ) Após a sua desactuação o sistema fica disponível para novas aberturas atéque o botão de LigaCofre seja desligado.
d) Simule agora este problema usando o LabRemoto com o PG5.
Pontos em que deve tomar atenção:
Quando se está a chamar um bloco sequencial e se deixa a meio, ou se continua noutro ponto ou então deve ter-se o cuidado de fazer previamento um restart (rsb) para a etapa pretendida, preparando o hardware para isso (ver Help do PG5).
É apresentada a solução do master em LI.
Exercício: desenhe o GRAFCET correspondente exactamente a esse Master.
AI/PráticasDEM/IST P9/12
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.2
a)
Nota: devido à simplicidade do problema foi possível usar o GRAFTECpara desenhar o GRAFCET funcional
7
AI/PráticasDEM/IST P9/13
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.2
b)
Código completo fornecido para download
LD R 1991
1975
CMP R 1991
R 1990
acc Z
acc Z
acc C
AI/PráticasDEM/IST P9/14
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.2
c)
d)Flags para a interface com o LabRemoto:
LigaCofre: F 198Emerg: F 199start: F 200Fecho: F 201ResAlarme: F 202
O escravo é muito semelhante ao apresentado atrás. Apenas se retira a inicialização do código do cofre e se introduz uma flag no início do ciclo.
8
AI/PráticasDEM/IST P9/15
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.2
d)
Flags para a interface com o LabRemoto:
LigaCofre: F 198Emerg: F 199start: F 200Fecho: F 201ResAlarme: F 202
AI/PráticasDEM/IST P9/16
PRÁTICA 9-11
Solução Problema 9.2
d) XOB 16SET F 0LD R 1991
1975EXOB
COB 00
STH F 0ANH LigaCofreRES F 0SET F 1
STH F 1ANL LigaCofreANH InitSlaveRES F 1SET F 0
STH F 1ANH EmergRES F 1SET F 2
STH F 2ANL EmergRES F 2SET F 1
; comandosSTH F 0RES L6
STH F 1OUT L4CSB H Escravo
STH F 2DYN F 500RSB H Escravo
1RES Cil_A
STH F 2CPB H LuzIntermitente
ECOB
9
AI/PráticasDEM/IST P9/17
PRÁTICA 9-11
Problema 9.3:
a) Um carro desloca-se sobre um carril e permite, ao posicionar-se sobre uma tina, limpar as peças contidas num cesto. mergulhando-as num banho de desengorduramento, durante 30s. A carga e descarga do cesto faz-se manualmente na posição alta do cesto (sensor h actuado) com este colocado à esquerda (c1). A descarga faz-se à direita (posição c2). Para o efeito o operador humano dispõe de uma botoneira, em que um dos botões de mola serve para assinalar o cesto com carga e o outro o cesto descarregado.
O botão de carga acciona o processo de lavagem e o de descarga o do regresso à posição de carga.
Posto de carga Posto de
descarga
Posto de limpeza
S10-11/4AI/PráticasDEM/IST P9/18
PRÁTICA 9-11
Problema 9.3:
b) Escreva o código correspondente com vista à sua simulação no LabRemoto não usando nesta alínea nenhum master (a fazer em casa a partir da solução dada.)
c) Imagine que se pretende monitorizar a produtividade do processo contando as vezes em que o intervalo de tempo entre a disponibilização do cesto e a ordem de lavagem é superior a um dado (seja 30s para fins de simulação). Esse número de vezes deve poder ser lido no master através da leitura dum registo.(logono PC remoto). Notar que se tiver seja, 1 minuto inactivo contarápor 2 vezes.
Imagine finalmente que há botão start que permite desligar todo o sistema no momento em que o cesto chega à posição de repouso. Enquanto estiver ligado uma luz verde deve estar acesa.
d) escreva o código correspondente com vista à sua simulação no Lab remoto.
S10-11/4
10
AI/PráticasDEM/IST P9/19
PRÁTICA 9-11
Solução problema 9.3
a)
S10-11/5AI/PráticasDEM/IST P9/20
PRÁTICA 9-11
Solução problema 9.3
c)
S10-11/5
11
AI/PráticasDEM/IST P9/21
PRÁTICA 9-11
Solução problema 9.3
d)
S10-11/5
OB 16SET F 0EXOB
COB 00
STH F 0ANH startRES F 0SET F 1SET F 2
STH F 1ANL startANH InitCicloRES F 1SET F 0
STH F 2ANL startANH InitCicloRES F 2
STH F 2ANH startANH InitCicloRES F 2SET F 3LD T 0
300
STH F 3ANH T 0ANL InitCicloRES F 3SET F 2
STH F 3ANL T 0ANH InitCicloRES F 3SET F 4
STH F 4 ; como não há condição de saídaINC contador ; têm de ficar aqui as ordensCPB H CopiaRegistoRES F 4SET F 2
; ordensSTH F 0LD contador
0 CPB H CopiaRegisto
STH F 1CSB H cicloOUT L2
ECOB
PB 20COPY contador
R 1990EPB
AI/PráticasDEM/IST P9/22
PRÁTICA 9-11
Problema 9.4: Um sistema de furagem (ver Figura) permite o processamento de peças de duas alturas diferentes. Para o efeito utiliza o sensor b e o sensor m. Se uma peça é alta o sensor b é actuado primeiro que o m e se é baixa acontece o contrário. Também o processamento é diferente nos dois casos e está representado na figura. A furadora tem como posição inicial a mais alta. Durante todo o movimento descendente e ascendente a broca deve estar em funcionamento (rotação). O sistema pode funcionar de um modo ininterrupto desde que haja substituição (de uma forma automática ou não) das peças no fim de cada processamento.a) Estabeleça o GRAFCET para o comando deste sistema. Não considere nesta alínea situações de emergência e inicialização.
b) Simule este problema através do lab remoto usando um único bloco GRAFTEC. Sugestão: como já foi feito em problemas anteriores use dois cilindros para simular o curso mais longo.
h
m
p
fd
b
h h
ffm
Peça baixa Peça alta
S10-11/6
12
AI/PráticasDEM/IST P9/23
PRÁTICA 9-11
S10-11/6
c) Admita agora que o sistema de arranque/paragem do processo é constituído pelo interruptor de pressão d. Para o sistema descrito arrancar é preciso actuar d. Com o ciclo em movimento provoca-se a sua paragem desde que o sistema atinja a posição mais alta (de repouso) com o d desactuado.
Existe também dois alarmes sonoros que são accionado ao fim de 30s do sistema estar parado por falta de peças para processamento ou por a peça processada não ter sido retirada. Suponha finalmente que sempre que se pare o sistema o número de peças pequenas e grandes processadas seja guardado num registo para efeitos do controlo da produção.
Estabeleça o GRAFCET mestre que implemente as condições desta alínea, os GRAFCET escravos correspondentes aos alarmes e acrescentando ainda o que for necessário ao GRAFCET que definiu para a alínea anterior.
d) Simule no lab remoto estas especificações. Utilize lâmpadas para simular os alarmes.
AI/PráticasDEM/IST P9/24
PRÁTICA 9-11
2
5
6
m (peça baixa)
f actuado
Desce broca3
4
5
b (peça alta)
m actuado
Desce broca
h actuado
Sobe broca
Desce broca
f actuado
Solução problema 9.4a)
Há peça
Broca a rodar1
Desce broca
6 Sobe broca
peça retirada
Sobe broca
peça retirada
GRAFCET “ciclo”
S10-11/7
13
AI/PráticasDEM/IST P9/25
PRÁTICA 9-11Solução problema 9.4
S10-11/7
Nota: como se poderá ver no código o sensor de peça baixa é o a1., evitando assim uma flag adicional. Para os restantes: h ≡ a0; f ≡ b1.
b)
AI/PráticasDEM/IST P9/26
PRÁTICA 9-11Solução problema 9.4
S10-11/7
situação de peçapresente (e que vai ser baixa)
Há peça
Tira peça
Peça alta
14
AI/PráticasDEM/IST P9/27
PRÁTICA 9-11
GRAFCET Master
S10-11/8
c)
GRAFCETs slaves: ver na alínea d).
AI/PráticasDEM/IST P9/28
PRÁTICA 9-11
S10-11/8
d)
XOB 16LD contador_pp
0LD contador_pg
0CPB 12 ; cópia para os registosSET F 0EXOB
COB 00
STH F 0ANH ddRES F 0SET F 1
STH F 1ANL ddANH InitCicloRES F 1SET F 0
; ordensSTH F 0RES L2CPB H 12 ; cópia dos registos
STH F 1SET L2CSB H cicloCSB H alarme1CSB H alarme2
ECOB
PB 12COPY contador_pp
registo_ppCOPY contador_pg
registo_pgEPB
15
AI/PráticasDEM/IST P9/29
PRÁTICA 9-11
S10-11/8
d)
semelhante aoanterior com alterações para o tornar mais claro
grafo "ciclo"
AI/PráticasDEM/IST P9/30
PRÁTICA 9-11
S10-11/8
d)
grafo "alarme1" grafo "alarme2"
16
AI/PráticasDEM/IST P9/31
PRÁTICA 9-11
Problema 9.5: Seja o sistema de comando de uma barreira automática de acesso a um parqueamento pago que funciona de uma forma automática. A barreira é composta de duas partes E e D como se vê na figura. A parte esquerda pode abrir-se isoladamente e deixar entrar veículos de duas rodas. Ambas as partes podem abrir-se em conjunto e deixar passar veículos de quatro rodas. À esquerda das barreiras existe uma caixa de portagem que pode receber moedas de 1 e 2 euros. No solo existem duas placas A e B destinadas a detectar a presença de veículos.
Para que se abra apenas a parte esquerda é necessário que um veículo se coloque inteiramente sobre "a" e coloque pelo menos uma moeda de €1 em "u". Quando um veículo de 4 rodas pretende entrar ele irá estar sobre "a" e "b" e colocar pelo menos uma moeda de €2 em v ou duas de €1 em "u". A barreira fecha-se quando o veículo abandona "a" e "b" . De notar que o caracteriza um veículo de quatro rodas é o facto de "a" e "b"serem pisados dentro de um intervalo de tempo inferior a 20s.
Quando um veículo de 2 rodas se posiciona em B um alarme deve tocar só parando quando o veículo recuar.
E
b
D
a
u
v
S10-11/9
a) Estabeleça o GRAFCETfuncional escravo.
b) Escreva os cenários correspondentes a diferentes ciclos de funcionamento e a tabela de correspondências que deve utilizar a fim de fazer a implementação do problema no lab. remoto.
AI/PráticasDEM/IST P9/32
PRÁTICA 9-11
S10-11/10
c) Suponha agora que se pretende um sistema de controlo do número de veículos de quatro rodas presentes no parque num dado momento, e que não deve exceder um valor dado. Quando esse número é atingido o sistema de abertura das cancelas devem ser desactivados surgindo a indicação de “Parque Cheio” num painel luminoso. Nesta versão simplificada do problema os de 2 rodas contam para efeitos de entras e saídas como automóveis, podendo ambos designarem-se por veículos . O sistema retoma o funcionamento normal desde que haja pelo menos a saída de um automóvel. (por outro portão).Estabeleça o GRAFCET funcional mestre supondo que vai fazer a gestão das cancelas em função do número de carros presentes.
d) Escreva este módulo em lista de instruções (tente também em blocos funcionais) e adapte o anterior de forma a poder correr o problema no lab. remoto. Neste programa deve usar um registo para introduzir o número inicial de lugares disponíveis e para poder visualizar sempre que se deseja este número no parque.
17
AI/PráticasDEM/IST P9/33
PRÁTICA 9-11
S10-11/11
Solução do problema (realizado no editor do GRAFTEC por ser possível)a)
AI/PráticasDEM/IST P9/34
PRÁTICA 9-11
S10-11/11
Solução do problemaa)
macro 14 (nova página no editor GRAFTEC)
18
AI/PráticasDEM/IST P9/35
PRÁTICA 9-11
fecha cancela0000sai carro
abre cancela1011mete moeda€2
0011actua b
0001actua a
AcçãoF104
F103F102
F101
Entrada
Cenário 1: carro e pagamento com €2 ("a" actuado antes de "b")
fecha cancela0000sai carro
abre cancela0111mete moeda €1
0011moeda metida
0111mete moeda €1
0011actua b
0001actua a
AcçãoF104
F103
F102
F101
Entrada
Cenário 2: carro e pagamento com 2 moedas de €1
b)
AI/PráticasDEM/IST P9/36
PRÁTICA 9-11
fecha cancela0000mota entra
abre cancela0101mete moeda€1
0001actua a
AcçãoF104
F103F102
F101
Entrada
Cenário 3: mota em "a"
fecha cancelas0000sai carro
abre cancelas1011mete moeda €2
0011actua a
0010actua b
AcçãoF104
F103
F102
F101
Entrada
Cenário 4: carro e pagamento com 1 moedas de 2 euros ("a" actuado antes de "b")
19
AI/PráticasDEM/IST P9/37
PRÁTICA 9-11
0010actua b
0011actua a
0111mete moeda€1
0011moeda metida
abre cancelas0111mete moeda€1
fecha cancelas0000sai carro
AcçãoF104
F103
F102
F101
Entrada
cala alarme0000desactua b
acciona alarmepassado 10s
0010actua b
AcçãoF104
F103
F102
F101
Entrada
Cenário 6: mota em "b" : accionamento de alarme
Cenário 5: carro e pagamento com 2 moedas de 1 euro("b" actuado antes de "a")
AI/PráticasDEM/IST P9/38
PRÁTICA 9-11
c)
20
AI/PráticasDEM/IST P9/39
PRÁTICA 9-11
d)
STH F 1
ANH EntradaVeiculoParque
RES F 1
SET F 3
DEC ContadorLugares
CPB H 35
STH F 3
ANL ContadorLugares
RES F 3
SET F 4
STH F 3
ANH ContadorLugares
RES F 3
SET F 1
STH F 4
ANH SaiCarroParque
DYN F 500
RES F 4
SET F 5
STH F 5
RES F 5
SET F 1
INC ContadorLugares
CPB H 35
XOB 16
SET F 0
EXOB
COB 0
0
STH F 0
ANH start
RES F 0
SET F 1
STH F 1
ANH Initciclo
ANL start
RES F 1
SET F 0
sth SaiCarroParque
DYN F 500
anH F 1
RES F 1
SET F 2
STH F 2
DYN F 501
INC ContadorLugares
CPB H 35
RES F 2
SET F 1
AI/PráticasDEM/IST P9/40
PRÁTICA 9-11
d)
; comandos
STH F 0
CPB H 33 ; inicializa contador
STH F 1
CSB H 20
SET L1 ; parque livre
STH F 4
RES L1
OUT L6
ECOB
PB 33
COPY R 1990
ContadorLugares
EPB
PB 35
COPY ContadorLugares
R 1990
EPB