Como converter Diagramas Elétricos em Lógica de Automação, Esquemas de Automação

Baixe Como converter Diagramas Elétricos em Lógica de Automação e outras Esquemas em PDF para Automação, somente na Docsity!

SUMÁRIO

Perfil do Curso : Este curso é voltado para profissionais da elétrica que desejam aprender os conceitos e as vantagens de atualizarem comandos para dentro de um CLP através de sinais discretos para Máquinas Locais e Remotas utilizadas nas Indústrias. Neste curso você vai aprender: O que é CLP e quais suas vantagens; como surgiu o CLP; Como o CLP funciona; O que é partida direta ; direta com reversão; Estrela-Triângulo; partida compensadora ( No CLP); O que é o ciclo de varredura do CLP; O que é a programação Ladder; A diferença entre sinal digital e analógico; como é representado o sinal digital. O que significa IHM, CPU, DI, DO, AI e AO; como expandir o CLP em módulos; A confiabilidade do CLP em ambientes industriais; A compatibilidade do CLP com outros sistemas computacionais; como funciona a leitura das entradas e os comandos nas saídas no ciclo de varredura;

1. Introdução Com a modernização dos sistemas elétricos através do uso de CLP, saber programá-los tornou-se algo fundamental, principalmente para os Eletricistas industriais. As primeiras lógicas que utilizavam o conceito do Ladder, tinham como principal objetivo demonstrar de forma visual (como nos comandos elétricos) como funcionavam os acionamentos na programação. O presente guia tem como objetivo fornecer alguns conceitos e dicas para conversão de comandos em lógicas de CLP, servindo também como introdução à programação Ladder e demais programações em sistemas mais robustos. 2. CLP, Breve Histórico e Definições Em meados dos anos 60, o controle lógico dos processos industriais era realizado por meio dos famosos relés, que, de forma indireta, junto com outros mecanismos, possibilitavam o acionamento de todos os processos necessários. No entanto, não sendo digitalizados, eles requeriam certo espaço e a parte lógica desses processos demandava uma estrutura dedicada que acabava trazendo diversas desvantagens como problemas nos contatos (devido a acionamentos repetitivos), dificuldades na alteração e manutenção de lógica ( setups de fabricação) e manutenção demorada. Para resolver esses problemas, a General Motors desenvolveu o primeiro Controlador Lógico Programável (CLP), chamado Modicon. As necessidades que esse novo dispositivo buscava atender eram: - Facilidade para programar e realizar alterações - Dimensões menores que os painéis e relés ocupavam - Ser modular e poder ser expandido em módulos conforme a necessidade. - Confiabilidade em ambientes Industriais. - Compatibilidade com outros sistemas computacionais (computadores etc.)

A história, naturalmente, se estende bastante (hoje, por exemplo, já estamos na 5ª geração de CLPs), no entanto, ela não é o foco do presente curso. Definição CLP, como já vimos, significa “Controlador Lógico Programável” e é chamado também pela sigla inglesa PLC ( Programmable Logic Controller ). Seu funcionamento, de forma resumida, e explicado na na Figura 1: Figura 1 - Ciclo de Varredura de um CLP O fluxo demonstrado na figura acima é chamado de Ciclo de Varredura. Ele é comum a todos os aparelhos CLP e se inicia após o CLP ser colocado no status RUN e verificar todos os periféricos conectados. O ciclo é constituído de 3 etapas: 1) Leitura das Entradas (Inputs): consiste na análise de todos os sinais e periféricos (Digitais e Analógicos) que serão utilizados dentro da lógica e que estão dentro do campo. Ex: Sensores, botões, chaves de segurança, transdutores, transmissores de pressão, temperatura etc. Quanto aos nódulos de entrada, são divididos em duas categorias. Os de entrada digital, geralmente chamados de DI ( Digital Input ), e os de entrada analógica de AI ( Analog

Processamento

lógico (CPU)

Acionamento/Escrita

Saídas (Outputs)

Leitura de

Entradas

(Inputs)

3) Acionamento/ Escrita das Saídas (Outputs): Após o processamento dos sinais, os comandos necessários são enviados aos módulos de saída com seus respectivos tipos:

• Saídas Digitais ou DOs ( Digital Outputs ) para acionamento de Válvulas On/Off contatores e relés,
• Saídas Analógicas ou AOs ( Analog Outputs ) para controles proporcionais de abertura de válvulas ou velocidade de motores via Inversores. De maneira resumida, essa é a base de conhecimento necessária para implementarmos nossos comandos e iniciarmos as análises de circuitos. ANOTAÇÕES

---

---

---

---

---

---

---

---

---

3. Partida direta no CLP

Abaixo temos um comando completo com sinalização de uma partida Direta, neste exemplo, para proteção contra sobrecarga, utilizaremos um relé térmico. K1 é contator de acionamento do motor, H1 é a lâmpada de sinalização de “motor ligado” e H2 é a sinalização de sobrecarga:

Figura 4 - Diagrama de Potência e comando Partida Direta Sinalizada

A primeira coisa a se analisar em um comando antes da conversão é a quantidade de sinais que serão necessários para o CLP interpretar e tratar. Seguindo a base natural da interpretação de comandos, onde os elementos no final de cada linha são os acionamentos, já se tem a quantidade de saídas digitais, neste caso específico, serão 3 Saídas Digitais, ou, como iremos tratar a partir de agora, 3 DOs. Com relação às entradas, todos os elementos que possuem contatos, sejam NA (Normalmente Abertos) ou NF (Normalmente Fechados) sempre serão considerados como entradas digitais (DIs) por serem os sinais que enviam os comandos para serem tratados, ou, de melhor forma, enviam sinais de algum elemento físico. OBS: Nesse nosso exemplo estamos realizando a conversão utilizando todos os elementos físicos, ou seja, comandos de liga e desliga via botões. Nesse caso, então, teremos 5 entradas digitais dos respectivos elementos: RT, EM, B0, B1 e K1. Dessa forma o comando elétrico fica da seguinte forma:

Existem alguns casos em que a própria saída Q0.0 é utilizada para confirmação de acionamento. Porém, como vimos na videoaula, devido à necessidade da real confirmação, é importante utilizar o contato auxiliar do Contator K1. Nesse exemplo podemos ver que cada sinal pode ser utilizado na lógica inúmeras vezes, representado por um único contato, como é o caso do relé térmico RT e da confirmação do K1 que, no comando inicial, precisava dos dois contatos para ser possível sinalizar o desarme e o acionamento ligado. ANOTAÇÕES

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

4. Partida Direta com Reversão

Abaixo temos um comando completo com sinalização de uma partida Direta com reversão. Neste exemplo, para proteção contra sobrecarga, passaremos a utilizar o Disjuntor motor. K1 e K2 são os contatores de acionamento do motor, H1 é a lâmpada de sinalização de “motor ligado para direita”, H2 é a sinalização de “motor ligado para esquerda ” e H 3 é a sinalização de sobrecarga.

Figura 7 - Diagrama de Potência e comando Partida Direta com reversão

No comando acima vemos as sinalizações independentes e o intertravamento comum da partida. Analisando os elementos terminais agora possuímos 5 DOs: K1 , K2, H1, H e H3. Com relação a entradas teremos 7 DIs: DM, EM, B0, B1, B2, K1 e K2. Dessa forma o comando fica desta forma:

Mais uma vez replicamos o mesmo sinal diversas vezes de formas invertidas como podemos observar as entradas I0.5 e I0.6. ANOTAÇÕES

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

5. Partida Estrela Triângulo

Agora veremos como fica a conversão de um comando estrela triângulo com sinalização completa. Abaixo podemos ver o comando convencional:

Figura 10 - Diagrama de Potência e comando Partida estrela-triângulo

Realizando a Análise nesse comando, podemos fazer o levantamento de nossas IO’s, sempre que existe temporizadores nos comandos, ignoramos eles devido ao CLP já possuir em sua memória seus próprios temporizadores. Sendo assim, nossos elementos terminais são 6 DOs: K1, K2, K3, H1, H2 e H3. Com relação às DIs, teremos 7: DM, EM, B0, B1, K1, K2 e K3. OBS: a lâmpada H1 sinaliza que o motor está partindo e H2 e que ele já está em funcionamento.

Nessa lógica é utilizado a saída do temporizador para a sequência dos acionamentos na partida. ANOTAÇÕES

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

6. Partida Compensadora

A Partida compensadora tem uma lógica de tempo parecido com a Estrela Triângulo, porém a comutação dos contatores segue uma ordem específica. Seu comando segue abaixo:

Figura 13 - Diagrama de Potência e comando Partida Compensadora

Em comparação com a estrela-triângulo, este comando acaba sendo mais específico e necessita de diversos contatos para intertravá-lo da maneira correta. Analisando os elementos terminais, como não consideramos o relé de tempo, teremos novamente 6 DOs: K1, K2, K3, H1, H2 e H3. Com relação a sinais de entrada, teremos novamente 7 DIs: DM, EM, B0, B1, K1, K2, K3. A ligação elétrica com CLP permanece da mesma forma que na Partida estrela-triângulo, apenas alteramos o retorno dos contatores e as saídas na ordem de acionamento

ANOTAÇÕES

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

7. Alternância de motores via Boia

Nesse exemplo agora vamos usar o conceito de um comando para entendermos melhor os conceitos de memória no CLP. O comando executado na aula segue abaixo:

Figura 16 - Diagrama de Potência e comando alternância de bombas via Bóia

Analisando nossas entradas teremos 7 DIs: DM1, DM2, S0, BS, BI, K1 e K2. Para DOs como vimos na aula utilizaremos também a sinalização para caixa superior cheia e caixa inferior vazia. A ligação no CLP fica da seguinte maneira:

Figura 17 - Ligação de IOs em um CLP para alternância de Motores..........................................