l26 Utilizando as Entradas Analógicas

26 UTILIZANDO AS ENTRADAS ANALGICAS

Nesta lio vamos dar incio utilizao das entradas e sadas analgicas. Essas entradas e sadas so sinais que na natureza so analgicos, porm, dentro do CLP eles tem que ser tratados com digitais, por que o CLP no trabalha com sinais analgicos. J vimos na lio anterior que o conversor AD (Analgico Digital) do Millenium 3 de 10 bits, isso significa que o sinal real sempre dividido em 1024 faixas. como se ele fosse fatiado em 1024 partes. Outro dado importante que o sinal real da entrada analgica do CLP Millenium 3 sempre: 0-10Vcc. Qualquer sinal que chegue a entrada analgica do CLP Millenium 3 deve ser formatado para 0-10Vcc. A SIBRATEC dispe de vrios conversores de sinal que fazem essa adaptao: conversor 4-20mA 0-10Vcc, conversor 0-500 C 0-

10Vcc, etc.

Veja esses exemplos:

Suponha que voc quer medir uma temperatura que varia de 0C at 800C.Cada faixa do sinal digitalizado ter

800/1024 = 0,78C

Ser impossvel voc tentar obter uma resoluo maior do 0,78C porque no h como dividir o sinal em mais partes utilizando o conversor AD do Millenium 3.

Agora vamos supor uma voltagem que varia de 10V at 220V:Neste caso cada faixa ter

(220-10)/1024 = 0,21V

O importante nunca esquecer que esse nmero 1024 equivale ao nmero mximo de faixas de valor que qualquer sinal analgico pode ser dividido utilizando o conversor analgico digital do Millenium 3.

PASSO 1: INICIE UMA NOVA APLICAO NO SOFTWARE DO M3 COM ENTRADA ANALGICA

Abra o software at o ponto onde comeam a ser posicionadas as entradas e sadas. Na aba IN/OUT localize a funo AL que representa a entrada analgica no Millenium 3. Veja a figura abaixo:

Site: www.sibratec.ind.br Email: [email protected] Pgina: 1/12

Agora arraste a entrada at a tela de programao e tente posicion-la na entrada I1. Veja o que acontece!!!

Uma mensagem de erro aparece informando incompatibilidade de entrada!!! Isso acontece porque nem todas as entradas do Millenium 3 podem ser tratadas como entrada analgica. A entrada analgica tem que ter um circuito interno diferente da entrada digital, por isso somente algumas entradas podem ser utilizadas como analgicas. Veja o quadro abaixo com uma importante informao:

No esquea nunca: somente os CLPs Millenium 3 alimentados em 12Vcc ou 24Vcc possuem entradas analgicas. CLPs Millenium 3 alimentados em 100~240Vca no possuem entradas analgicas, por isso voc j sabe: se precisar de entradas analgicas, voc ter que optar pelos modelos de CLP com alimentao 12Vcc ou 24Vcc.

Tente posicionar a entrada analgica novamente, porm agora arraste at a entrada IB


Todos os controladores Millenium 3 com alimentao em 12Vcc ou 24Vcc possuem entradas analgicas, no entanto estas devem ser posicionadas nos pinos corretos.

Em nosso kit utilizamos o controlador modelo CD12. Este possui 4 entradas analgicas que devem ser conectadas aos pinos IB, IC, ID, IE. As entradas I1, I2, I3 e I4 no funcionam como analgicas. por isso que quando tentamos posicionar uma entrada analgica no pino I1 veio a informao de Erro.

Controladores com alimentao de 100-240Vca no possuem entradas analgicas

Veja que agora deu tudo certo. A entrada foi aceita em IB!!!.

Vamos agora colocar o software em modo de simulao para certificar o que foi visto, entrada analgica de 0-10Vcc com preciso de 10bits, ou seja, deve variar de 0-1023

Percebemos que neste momento a entrada analgica est com valor 0 de sada.

O software possui uma ferramenta para simulao das entradas que se chama Slider (deslizante) que pode ser encontrado conforme imagem abaixo.


Clique nela e perceba que na tela temos uma rgua deslizante que vai de 0V at 10V

Agora posicione o mouse sobre o slider e movimente-a. Veja que voc pode ir de 0 at 10V, que valor mximo permitido pela entrada fsica. Na tela de trabalho o software trabalha com as faixas digitalizadas. Neste caso o valor mximo 1023, que valor mximo permitido para o conversor AD de 10 bits.


Vamos agora voltar ao modo de edio, para isso clique na letra E (de edit), ao lado da S (de simulation) ou ento siga o caminho Mode Edit via menu.

D um duplo clique na entrada analgica. Veja que entramos na tela de propriedades. E

m Parameters temos duas opes de escolha:

0-10V: Neste caso o controlador faz leitura de sinal de 0-10Vcc sem fazer qualquer compensao Potentiometer: Quando utilizado um potencimetro entre 0 e tenso da fonte, deve ser escolhido esta

opo pois o controlador ajusta a variao interna de leitura conforme o mnimo e o mximo do potencimetro (Notar que um potnciometro nem sempre tem o 0 como mnimo e nem a tenso da fonte como mximo. por isso que essa opo deve ser escolhida sempreque tivermos um potencimetro na entrada analgica como o caso da entrada analgica IC do kit CD12)


Nota: muitos CLPs existentes no mercado possuem mentrada analgica fixa 0-10Vcc. Caso o valor de 10Vcc for ultrapassado a entrada pode queimar. No nosso caso isso no acontece porque a entrada analgica dos CLPs Millenium 3 possui um sistema de proteo contra sobretenso. No CD12 do kit, caso ocorra uma sobretenso, esta simplesmente ignorada. De qualquer maneira recomendamos ler todas as especificaestcnicas do CLP para tirar dvidas e evitar danificar o produto.

Ainda em propriedades da entrada analgica selecione Comments.Agora em comments temos a opo de escolha grfica para o bloco de funo.Nesta mesma janela podemos escolher:

Standard image: Permite escolha entre uma das imagens prprias do software

Custom image: Aqui podemos escolher uma imagem para a funo da entrada analgica. Clique noAPP browser e localize.


PASSO 2: ENTENDENDO ENTRADA ANALGICA COM FILTRO

Olhando atentamente a aba IN/OUT, vemos que temos dois tipos de entradas analgicas: a terceira e a quarta da esquerda para a direita. A terceira aquela que vimos at agora. A quarta possui um pequeno funil desenhado sobre ela. Esse funil o smbolo de filtro. Vamos agora entender o que e para que serve esse filtro.

Ainda na aba IN/OUT temos a entrada analgica com filtro:

Esta entrada possui como diferena em relao entrada convencional possibilidade de determinar uma


frequncia da variao do sinal (frequncia de corte) para que o controlador entenda como sinal vlido.

Quando a variao for to quanto ou maior que a frequncia de corte ajustada ento esta variao desprezada pelo controlador

Pode ser ajustada de 0,06HZ at 88,25HZ

Este tipo de entrada pode ser til em situaes onde, existe problema de rudos nos cabos de sensores e que provocam surtos de medida.


APNDICE DA LIO 26: O QUE FILTRAR UMA ENTRADA OU SADA ANALGICA?

Os filtros so dispositivos destinados a eliminar rudos e perturbaes que podem ocorrer sobre os sinais que precisam ser controladores.

No dia a dia o aluno pode observar os efeitos dos rudos em alguns aparelhos de uso bem comum nas residncias. Veja esses exemplos:

Imagem da televiso analgica: o rudo aparece em forma de chuvisco. Quanto mais chuvisco a imagem possui mais rudo ela tem;

Recepo de rdio AM: o rudo de fundo que se ouve, causado por mquinas, trovoadas, etc, na verdade rudo sobreposto onda original da estao que se est sintonizando. Se no houvesse rudo o som seria muito mais claro e mais bem definido.

Vamos fazer dois grficos de uma mesma onda de corrente contnua. A da esquerda uma onda sem rudo, vinda de uma bateria ou pilha, por exemplo. A da direita uma onda que possui o mesmo valor mdio de tenso, porm ela possui rudo sobreposto. Veja que a onda aparece como se fosse uma linha reta com imperfeies.

Essas imperfeies que aparecem sobre as ondas so conhecidas como rudo. Elas causam uma srie de perturbaes. No caso de digitalizao de sinais, elas mascaram o verdadeiro valor da onda (neste caso, o verdadeiro valor da tenso) e o conversor AD faz digitalizaes incorretas. Para evitar isso necessrio aplicar um filtro. A onda da direita, aps passar por um filtro passa baixa fica igual a ondada esquerda.

Agora algum poderia perguntar: ento por quer no se aplica o filtro em todas as entradas analgicas e se resolve o problema de vez? Resposta: porque a filtragem de uma onda pode afetar o valor real que essa onda possui. Neste caso o filtro


introduz um erro de valor real. No final o que deve ser considerado que, a filtragem pode eliminar rudos mas tambm pode afetar o valor real da grandeza. por isso que, no caso do filtro das entradas analgicas dos CLPs millenium 3 voc pode selecionar a frequncia de corte entre 0,06HZ at 88,25HZ.

Veja isso:

Quanto menor a frequncia de corte maior a possibilidade do filtro afetar o valor real da grandeza;Quanto maior a frequncia de corte maior a possibilidade de do filtro deixar passar rudos que afetam o valor real da grandeza.

Portanto: a experincia que deve determinar qual o nvel de filtragem que pode ser utilizado em uma determinada entrada. O conhecimento de como a grandeza que est sendo digitalizada varia que determina o quanto de filtragem pode ser aplicado sem correr o risco de afetar os valores reais.

Veja em seguida as curvas de resposta do sensor de umidade temperatura ambiente da SIBRATEC e note que os comentrios que sero feitos so vlidos para qualquer sensor com sada analgica:


Essas mostradas a so as curvas tericas obtidas quando o ambiente onde o sensor est instalado no tem perturbaes externas, ou se tem, no tem nvel suficiente para afetar os valores mostrados na sada do sensor.

Na prtica a curva de umidade poderia, por exemplo, ser assim:


Esse mostrado acima um tpico sinal contaminado por algum rudo sobreposta linha de valor original. Para situaes assim a filtragem muito til porque ela retira o rudo sobreposto e mostra novamente a onda original como est no catlogo.

Para finalizar a lio: existem no mercado muitos sensores com sada analgica 0-20mA ou 4-20mA, ao invs de 0-10Vcc. Neste caso necessrio aplicar um conversor como o mostrado abaixo entre a sada do sensor e a entrada do CLP CD12.


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