Apostila CLP STEP7

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Curso de Controladores Lgicos Programveis

Faculdade de Engenharia

Laboratrio de Engenharia Eltrica

Programa Prodenge / Sub-Programa Reenge Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Curso de Controladores Lgicos Programveis

AGRADECIMENTOSEsta apostila um produto do esforo do Laboratrio de Engenharia Eltrica e da Faculdade de Engenharia da UERJ e mostra a tenacidade de alguns profissionais dedicados a causa da educao tecnolgica e a crena de que possvel desenvolver um ambiente que estimule a criatividade e iniciativa dos alunos. Muitas pessoas contriburam para o seu desenvolvimento. No Laboratrio, gostaramos de agradecer aos bolsistas de iniciao cientfica, Joana Figueiredo Konte, Jorge Lus Pinheiro Teixeira, Pat Evie Alves; estagirios, Luciana Faletti, Hlio Justino Mattos Filho, Marcelo da Silveira Sobrinho, Robson Ramirez, Csar Cunha de Souza, Karla Karraz Walder , Flvia Delduque Lima ; funcionrios Andr Vallim, Jair Medeiros Jnior, Marcos Augusto Mafra, Paulo Bulkool, Jos Emlio Gomes, Antnio Marcos Medeiros, Alberto Avelar Santiago, Joo Elias Souza, Luiz Roberto Fagundes, Sueli Ferreira, Carla Aparecida C. de Almeida. Gostaramos de agradecer a direo da Faculdade de Engenharia e em especial ao diretor desta, Nival Nunes de Almeida, pelo incentivo dado a todas as atividades do LEE. Esta apostila parte do material didtico dos cursos de Controladores Lgicos Programveis - CLPs que sero ministrados no mbito do Laboratrio de Engenharia Eltrica. Agradecemos ao CNPq, que o rgo financiador do programa PRODENGE sub-programa REENGE, do qual faz parte este curso, pelo apoio financeiro recebido. Este trabalho constitui uma ampliao das notas sobre programao do CLP S7-200 na verso DOS do Step7, elaborada pelos funcionrios Jair Medeiros Jnior e Marcos Augusto Mafra, que foram utilizadas em treinamento interno.

Bernardo Severo da Silva Filho Chefe do Lab. de Engenharia Eltrica Orientador

Curso de Controladores Lgicos Programveis

SUMRIO1. Introduo Mercado Atual Rpido e Flexvel Automao Histrico Vantagens 2. Princpio de Funcionamento 3. Introduo a Programao Lgica matemtica e binria 4. Acessrios e Novas Tecnologias 5. Siemens SIMATIC-S7-200 O que necessrio para instalar o software? Como a comunicao do software? Caractersticas do software O que so entradas e sadas? O que so entradas e sadas analgicas e digitais? O que so contatos de memria? O que so entradas e sadas imaginrias? Tela de Abertura 6. STEP-7 MicroWIN 2.0 Tela de abertura Uma viso geral dos menus Os Menus Project e Edit O Menu View O Menu CPU O Menu Debug O Menu Setup O Menu Help O que a rede de lgica escalar? Exemplo Blocos de Sadas Especficas Sada SET e RESET CTU Contador Crescente CTUD Contador Crescente e Decrescente TON Temporizador sem paradas TONR Temporizador com paradas END 1 1 1 3 3 4 5 5 8 11 11 11 11 12 13 13 13

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Curso de Controladores Lgicos ProgramveisGuia de Programao Como implementar o seu programa? CLEAR CLP Memory COMPILE UPLOAD from CLP DOWNLOAD to CLP RUN e STOP Monitorando o sistema ( Ladder Status) Como alterar o programa? 7. Exerccios 24 24 25 25 25 25 25 26 27 29

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Curso de Controladores Lgicos Programveis

INTRODUOOs Controladores Lgicos Programveis ou CLPs, so equipamentos eletrnicos utilizados em sistemas de automao flexvel. So ferramentas de trabalho muito teis e versteis para aplicaes em sistemas de acionamentos e controle, e por isso so utilizados em grande escala no mercado industrial. Permitem desenvolver e alterar facilmente a lgica para acionamento das sadas em funo das entradas. Desta forma, podemos associar diversos sinais de entrada para controlar diversos atuadores ligados nos pontos de sada. 1. Mercado Atual Rpido e Flexvel A roda viva da atualizao, da qual fazemos parte, movimenta e impulsiona o mercado mundial atualmente. Os profissionais buscam conhecimentos para se tornarem mais versteis, adequando-se s necessidades das empresas, que por sua vez, buscam maior variedade e rapidez de produo para atender ao cliente, que se torna cada vez mais exigente. As empresas esto se reorganizando para atender as necessidades atuais de aumento de produtividade, flexibilidade e reduo de custos. Destas necessidades surgiram as necessidades de os equipamentos se adequarem rapidamente s alteraes de configuraes necessrias para produzirem diversos modelos de produtos, com pequenas alteraes entre si. 2. Automao Em princpio, qualquer grandeza fsica pode ser controlada, isto , pode Ter seu valor intencionalmente alterado. Obviamente, h limitaes prticas; uma das inevitveis a restrio da energia de que dispomos para afetar os fenmenos: por exemplo, a maioria das variveis climatolgicas poder ser medida mas no controlada, por causa da ordem de grandeza da energia envolvida. O controle manual implica em se ter um operador presente ao processo criador de uma varivel fsica e que, de acordo com alguma regra de seu conhecimento, opera um aparelho qualquer (vlvula, alavanca, chave, ...), que por sua vez produz alteraes naquela varivel. No incio da industrializao, os processos industriais utilizavam o mximo da fora da mo-de-obra. A produo era composta por etapas ou estgios, nos quais as pessoas desenvolviam sempre as mesmas funes, especializando-se em certa tarefa ou etapa da produo. Assim temos o princpio da produo seriada. O mesmo ocorria com as mquinas de produo, que eram especficas para uma aplicao, o que impedia seu uso em outras etapas da produo, mesmo que tivesse caractersticas muito parecidas. Com o passar do tempo e a valorizao do trabalhador, foi preciso fazer algumas alteraes nas mquinas e equipamentos, de forma a resguardar a mo-de-obra de algumas funes inadequadas estrutura fsica do homem. A mquina passou a fazer o trabalho mais pesado e o homem, a supervision-la.

Introduo

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Curso de Controladores Lgicos ProgramveisCom a finalidade de garantir o controle do sistema de produo, foram colocados sensores nas mquinas para monitorar e indicar as condies do processo. O controle s garantido com o acionamento de atuadores a partir do processamento das informaes coletadas pelos sensores. O controle diz-se automtico quando uma parte, ou a totalidade, das funes do operador realizada por um equipamento, freqente mas no necessariamente eletrnico. Controle automtico por realimentao o equipamento automtico que age sobre o elemento de controle, baseando-se em informaes de medida da varivel controlada. Como exemplo: o controle de temperatura de um refrigerador. O controle automtico por programa envolve a existncia de um programa de aes, que se cumpre com base no decurso do tempo ou a partir de modificaes eventuais em variveis externas ao sistema. No primeiro caso temos um programa temporal e no segundo um programa lgico. Automatizar um sistema, tornou-se muito mais vivel medida que a Eletrnica avanou e passou a dispor de circuitos capazes de realizar funes lgicas e aritmticas com os sinais de entrada e gerar respectivos sinais de sada. Com este avano, o controlador, os sensores e os atuadores passaram a funcionar em conjunto, transformando processo em um sistema automatizado, onde o prprio controlador toma decises em funo da situao dos sensores e aciona os atuadores. Os primeiros sistemas de automao operavam por meio de sistemas eletromecnicos, com rels e contatores. Neste caso, os sinais acoplados mquina ou equipamento a ser automatizado acionam circuitos lgicos a rels que disparam as cargas e atuadores. As mquinas de tear so bons exemplos da transio de um sistema de automao rgida para automao flexvel. As primeiras mquinas de tear eram acionadas manualmente. Depois passaram a ser acionadas por comandos automticos, entretanto, estes comandos s produziam um modelo de tecido, de padronagem, de desenho ou estampa. A introduo de um sistema automtico flexvel no mecanismo de uma mquina de tear, tornou possvel produzir diversos padres de tecido em um mesmo equipamento. Com o avano da eletrnica, as unidades de memria ganharam maior capacidade e com isso armazenam todas as informaes necessrias para controlar diversas etapas do processo. Os circuitos lgicos tornaramse mais rpidos, compactos e capazes de receber mais informaes de entrada, atuando sobre um nmero maior de dispositivos de sada. Chegamos assim, aos microcontroladores responsveis por receber informaes das entradas, associ-las s informaes contidas na memria e a partir destas desenvolver um a lgica para acionar as sadas. Toda esta evoluo nos levou a sistemas compactos, com alta capacidade de controle, que permitem acionar diversas sadas em funo de vrios sinais de entradas combinados logicamente. Um outra etapa importante desta evoluo que toda a lgica de acionamento pode ser desenvolvida atravs de software, que determina ao controlador a seqncia de acionamento a ser desenvolvida. Este tipo de alterao da lgica de controle caracteriza um sistema flexvel. Os CLPs so equipamentos eletrnicos de controle que atuam a partir desta filosofia.

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Introduo

Curso de Controladores Lgicos Programveis

3. Histrico O Controlador Lgico Programvel CLP nasceu dentro da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de mudar a lgica de controle dos painis de comando a cada mudana na linha de montagem. Tais mudanas implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Sob a liderana do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificao que refletia as necessidades de muitos usurios de circuitos e rels, no s da indstria automobilstica como de toda a indstria manufatureira. Nascia assim um equipamento bastante verstil e de fcil utilizao, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicaes, o que justifica hoje um mercado mundial estimado em 4 bilhes de dlares anuais. 4. Vantagens menor espao menor consumo de energia eltrica reutilizve