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Tcnico de Electrnica, Automao e Comando
Automao e Comando- Introduo ao GRAFCET -
Professor Ricardo Lus Costa1 2010/2011 [email protected]
GRAFCET Grfico Funcional de Comando Etapa - Transio; Mtodo grfico que permite descrever, em forma de diagrama, as fases de funcionamento de um
automatismo; Descreve de uma forma clara, simples e de fcil compreenso o comportamento de um automatismo sequencial.2 [email protected]
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Elementos Grficos do GRAFCET Etapas Mostra as diferentes fases de funcionamento do automatismo; Transies Condies que fazem o processo evoluir de uma etapa para outra; Estrutura de Ligaes Define as ligaes entre as etapas e as transies. O sentido de evoluo de cima para baixo e indicado por uma seta; Aces Funcionalidades implementadas pelas etapas.3 [email protected]
Regras de Evoluo do GRAFCET Regra 1 Duas etapas tm de estar sempre separadas por uma transio; Regra 2 Duas transies tm de estar sempre separadas por uma etapa; Regra 3 A transposio de uma transio s se d quando ela for vlida, ou seja, se todas as etapas anteriores a ela ligadas forem activas e a receptividade, isto , a funo lgica a ela associada, for verdadeira;4 [email protected]
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Regras de Evoluo do GRAFCET Regra 4 A transposio de uma transio provoca a desactivao de todas as etapas precedentes e a activao de todas as etapas imediatamente seguintes; Regra 5 Uma transio pode dividir-se em duas ou mais etapas. Se tal acontecer ento so criadas sequncias simultneas, que so independentes umas das outras; Regra 6 Uma etapa pode dividir-se em duas ou mais transies. Se tal acontecer, ento so criadas sequncias alternativas.5 [email protected]
Desenho de um GRAFCET Todos os processos possuem, pelo menos, uma etapa inicial de repouso. Nesta etapa o autmato que controla o processo est ligado, mas o processo fsico est parado, ainda no tendo existindo ordem, interna ou externa, para iniciar; Quando existe uma ordem que obrigue o processo a iniciar o funcionamento, seja pelo operador, seja por instruo automtica, deve-se impor ao GRAFCET uma transio, onde se reflicta esta ordem, mudando-se de etapa;6 [email protected]
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Desenho de um GRAFCET Consoante as necessidades do processo, na etapa para a qual se transitou pode existir, ou no, uma, ou mais aces, a terem de ser realizadas. Considera-se que as aces so os accionamentos de sadas, temporizadores, contadores, memrias, relgios, operaes matemticas ou lgicas; O GRAFCET ir permanecer nesta segunda etapa at existirem condies que o obriguem a transitar novamente para outra(s) etapa(s);[email protected]
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Desenho de um GRAFCET Quando se terminar o ciclo de funcionamento do processo, ou existir uma ordem de paragem, deve-se ter o cuidado de repor o GRAFCET na posio inicial de repouso, de modo que este fique a aguardar nova ordem de marcha.
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Exemplo de um GRAFCETArranque Estrela Tringulo de um motor trifsico
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Etapas um GRAFCET Correspondem aos estados do sistema e representam-se por:No Activas E6=0 Activas E6=1
Aces Associadas Iniciais
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Transies um GRAFCET Correspondem possibilidade de passagem do estado activo de uma etapa para a seguinte e representam-se por:
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Estruturas de Ligao de um GRAFCETTipos de estruturas de ligao entre etapas: Sequncia nica; Sequncias Alternativas; Sequncias Simultneas; Salto de Etapas; Repetio de Etapas; Outras estruturas de Ligao.
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Estruturas de Ligao de um GRAFCETSequncia nica:
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Estruturas de Ligao de um GRAFCETSequncias Alternativas:Divergncia OU Convergncia OU
As receptividades das transies de sequncias alternativas devem ser mutuamente exclusivas, de modo a activar apenas um dos ramos da sequncia.14 [email protected]
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Estruturas de Ligao de um GRAFCETSequncias Simultneas:Divergncia E Convergncia E
frequente que o tempo de execuo de cada uma das sequncias simultneas seja diferente e como a Convergncia E s pode ser ultrapassada quando todas as etapas terminais estiverem activas necessrio introduzir etapas suplementares de espera.15 [email protected]
Estruturas de Ligao de um GRAFCETSalto e Repetio de Etapas:Salto de Etapas Repetio de Etapas
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Estruturas de Ligao de um GRAFCETOutras Estruturas - Diagramas Ligados:
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Estruturas de Ligao de um GRAFCETOutras Estruturas - Subrotinas:
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Estruturas de Ligao de um GRAFCETOutras Estruturas - Macroetapas:
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Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces No Memorizadas
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Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces Memorizadas
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Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces Memorizadas S/R
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Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces Dependentes do Tempo (1)
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Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces Dependentes do Tempo (2)
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Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces Condicionadas
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Nveis de GRAFCETEspecificaes Funcionais (Nvel 1) Especificaes Tecnolgicas (Nvel 2) Especificaes Operacionais (Nvel 3)
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Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Caso Genrico:
Com a Etapa anterior e respectiva Transio verdadeira (En-1.tn-1=1) activa-se a Etapa seguinte (En=1) e desactiva-se a Etapa anterior (En-1=0). Utiliza-se a instruo SET para activar Etapas e a instruo RESET para desactivar Etapas.27 [email protected]
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Sequncia nica:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Sequncias Alternativas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Sequncias Simultneas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Salto de Etapas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Repetio de Etapas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Etapa Inicial (S7-200):A etapa inicial (Ei) activada pelo bit do 1 ciclo de Scan, que nos autmatos s7-200 o SM0.1, ou pelo retorno da ltima Etapa do GRAFCET (Ei-1).
Metodologia 1 Etapa Inicial (Alternativa):Quando os autmatos no possuem bit de 1 ciclo, a Etapa inicial (Ei) pode ser activada quando todas as outras Etapas estiverem [email protected]
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Programao de um GRAFCETMetodologia 2 (Rels de Controlo Sequencial) Caso Genrico:
So utilizadas 3 instrues distintas de Rels de Controlo Sequencial, onde cada rel corresponde a uma etapa, nomeadamente: SCR Abre a etapa; SCRT Transita de etapa. Esta instruo desactiva a etapa actual e activa a prxima; SCRE Fecha a etapa.
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Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Sequncia nica:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Sequncias Alternativas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Sequncias Simultneas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Salto de Etapas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Repetio de Etapas:
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Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Etapa Inicial (S7-200):
A Etapa Inicial (E0) activada pelo bit do 1 ciclo de Scan, que nos autmatos S7- 200 o SM0.1, ou pelo retorno da ltima Etapa do GRAFCET (Ef).
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Programao de um GRAFCETExerccio 1:Dado o GRAFCET, Implemente a sua programao no autmato S7-200, por ambos os mtodos vistos
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.Existem diferentes formas de se implementar a paragem de emergncia num GRAFCET, mediante as necessidades do processo. Pode-se implementar a paragem de emergncia num GRAFCET isolado ou, implementar a dita paragem no mesmo GRAFCET do processo. Estuda-se de seguida um exemplo de um processo, onde variam as necessidades da paragem de emergncia, consoante o produto ao qual aplicado e, onde se apresentam diversas solues com diferentes graus de complexidade.
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.Considere um processo no qual existem 2 postos de trabalho (P1 e P2), distantes um do outro e, um veculo que transporta material desde P1 (onde carregado), at P2 (onde descarregado) e que depois retorna a P1. Quando a paragem de emergncia (PE) activada cessam todos os movimentos e activada a sinalizao luminosa. Quando a PE desactivada, podem ocorrer 4 situaes distintas.43 [email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta parafusos, que no se deterioram ao longo do tempo, logo depois de PE, o processo continua no ponto onde estava. 1 Soluo Em todas as etapas, sempre que aparece a PE, transita-se para outra etapa, equivalente, onde no se realiza a aco normal e sinaliza-se a PE.
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta
parafusos, que no se deterioram ao longo do tempo, logo depois de PE, o processo continua no ponto onde estava. 2 Soluo Em vez de se repetir todas as etapas, cria-se uma nova, onde se sinaliza e no se realiza nenhuma aco normal.
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta parafusos, que no se deterioram ao longo do tempo, logo depois de PE, o processo continua no ponto onde estava. 3 Soluo A forma mais simples de um GRAFCET retomar o que estava a fazer antes da PE no o deixar evoluir, colocando /PE na transio. Para alm disso, como necessrio cessar a aco enquanto existir PE)[email protected]
houver
PE,
condicionam-se
as
sadas
e
acrescenta-se a sinalizao (tambm esta condicionada a
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta parafusos, que no se deterioram ao longo do tempo, logo depois de PE, o processo continua no ponto onde estava. 4 Soluo Cria-se um GRAFCET para a PE, que funciona em simultneo com o GRAFCET principal. No GRAFCET principal continua-se a no deixar mudar de etapa caso exista PE.
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.2 Situao Carro transporta gelado, que se deterioram ao longo do tempo, logo quando a PE deixar de existir, o processo retorna a P1, para ser descarregado manualmente. 1 Soluo Sempre que existir PE criam-se ramos alternativos que obrigam a transitar para a etapa 5, onde se sinaliza a PE. Quando esta deixar de existir retorna-se ao Posto 1.
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.2 Situao Carro transporta gelado, que se deterioram ao longo do tempo, logo quando a PE deixar de existir, o processo retorna a P1, para ser descarregado manualmente. 2 Soluo Como existe uma etapa onde se obriga o veculo a recuar at ao Posto 1 (E4) pode levar-se o GRAFCET para esta etapa quando a PE deixar de existir.
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.2 Situao Carro transporta gelado, que se deterioram ao longo do tempo, logo quando a PE deixar de existir, o processo retorna a P1, para ser descarregado manualmente. 3 Soluo Cria-se um GRAFCET para a PE, que funciona em simultneo com o principal. Como o GRAFCET da PE se encarrega de fazer recuar o veculo at P1, o GRAFCET principal tem de ser colocado no repouso e no pode sair de l enquanto existir PE. Para tal basta adicionar a condio ou PE em todas as transies, o que obriga o GRAFCET a transitar at chegar etapa 0 e a condio e /PE transio t0.50 [email protected]
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Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de Emergncia num GRAFCET.3 Situao Carro transporta manteiga, que se deteriora ao longo do tempo, mas no imediatamente, logo, quando PE deixar de existir, verifica-se qual o tempo decorrido. Se for superior a 1 minuto, o carro retorna a P1 para ser descarregado manualmente, mas se for inferior continua com a aco que estava a fazer. Soluo Cria-se um GRAFCET para a PE onde se sinaliza e verifica o tempo decorrido. O GRAFCET principal permanece na mesma etapa enquanto no passar um minuto ou transita para a etapa 4 onde ir recuar, quando deixar de existir PE.51 [email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 3 Portes Automticos
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Programao de um GRAFCETExerccio 3 Portes Automticos A ordem de abertura dos portes dada por um emissor de comando distncia. Quando o sinal recebido pelo receptor actua o contacto S0 e abre o porto, actuando directamente sobre M1 e M2 (KM1.1 e KM2.1). O sinalizador H1 acende de forma intermitente sempre que os portes abrem e fecham. O final da abertura dos portes dado pela actuao dos fins de curso S1.1 e S2.1. O final do fecho dos portes dado por dois interruptores de excesso de binrio, cada um associado a um motor (S1.2 e S2.2). Os portes permanecem abertos durante 2 minutos ao fim do qual voltam a fechar. Se durante o fecho dos portes a barreira de infravermelhos for interrompida ele voltar a abrir. O fecho dos portes corresponde a actuar KM1.2 e KM2.253 [email protected]
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