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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
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AUTOMAOAUTOMAO
Tecnologia Integradora:
Eletrnica: Hardware
Mecnica: Atuadores
Inteligncia: Software (Informtica) Inteligncia: Software
(Informtica)
Aula 01 - Introduo Automao 2
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AUTOMAOAUTOMAO Sensores
fornecem informaes sobre o sistema
entradas do controlador
indicam variveis como temperatura, presso, ...
Atuadores
Aula 01 - Introduo Automao 3
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
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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.
Aula 01 - Introduo Automao 4
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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.
Aula 01 - Introduo Automao 5
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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.
Aula 01 - Introduo Automao 6
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).
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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
Aula 01 - Introduo Automao 7
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.
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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,
Aula 01 - Introduo Automao 8
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.
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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
Aula 01 - Introduo Automao 10
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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
Aula 01 - Introduo Automao 11
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IMPACTOS PARA A SOCIEDADEIMPACTOS PARA A SOCIEDADE
AUTOMAO AUTOMAO GERA GERA GERA GERA
DESEMPREGO?DESEMPREGO?
Aula 01 - Introduo Automao 12
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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.
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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)
Aula 01 - Introduo Automao 14
Controle do tipo discreto (Controle Discreto).
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CONTROLE NA AUTOMAOCONTROLE NA AUTOMAO
Processos discretos
Indstrias manufatureiras de fabricao por lote
Ex: indstria automobilstica
Processos contnuos
Aula 01 - Introduo Automao 15
Processos contnuos
Indstrias de processo de manipulao
Ex: indstria qumica, farmacutica, petroqumica
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CONTROLADOR LGICO CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL PROGRAMVEL --
CLPCLP
A forma bsica de programao oriunda dalgica de programao dos
diagramas eltricos arels.
Aula 01 - Introduo Automao 16
Prprio para ambientes industriais, oscontroladores realizam uma
rotina cclica deoperao, o que caracteriza seu princpio
defuncionamento, e operam apenas variveisdigitais, efetuando
controle discreto.
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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 ....
Aula 01 - Introduo Automao 17
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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).
Aula 01 - Introduo Automao 18
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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.
Aula 02 - Programao na Automao 21
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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.
Aula 02 - Programao na Automao 22
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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.
Aula 02 - Programao na Automao 23
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LINGUAGENS DE PROGRAMAOLINGUAGENS DE PROGRAMAO
Aula 02 - Programao na Automao 24
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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.
Aula 02 - Programao na Automao 25
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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.
Aula 02 - Programao na Automao 28
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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. -|
|- -|/|- -( )-
Aula 02 - Programao na Automao 29
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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.
Aula 02 - Programao na Automao 31
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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.
Aula 02 - Programao na Automao 32
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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;
Aula 02 - Programao na Automao 34
LDN AAND BST L
L := Not (A) AND B;
Diagrama de blocos funcionais
AL
B
Linguagem Ladder
A B L&