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Controladores Lógicos Programáveis – CLP
(parte-3)
Mapeamento de memória
Na CPU (Unidade Central de Processamento) de um CLP, todas a informações do processo são armazenadas na memória. Essas informações são gravadas, alteradas e acessadas à todo momento. A Memória é dividida por regiões (setores), algumas dessas regiões são destinadas ao uso restrito do “software” de gerenciamento do CLP e uma grande parte da memória encontramos as funções especiais e regiões para usuários.
A memória é toda mapeada com endereços, como se fosse um mapa de uma cidade com o uso do CEP (Código de Endereçamento Postal). Cada pedacinho da memória possui um código de endereçamento que é usado para acessar o valor armazenado. A região onde temos as funções especiais e de utilização de usuário, é dividida em dois tipos com tamanhos diferentes.
Exemplo:
Imagine um condomínio de frente pra praia onde temos apartamentos com um dormitório (quitinetes) e apartamentos com três dormitórios. Pois então, cada apartamento tem o seu número (endereçamento), mas com capacidade de ocupação diferente.
Memórias no CLP
Endereços que armazenam valores do tamanho de 1 bit. Código de endereçamento em Hexadecimal
Endereços que armazenam valores do tamanho de 16 bits.
Vamos aos tipos:
- Estado Interno (EI)
Estados internos, são endereços de memória que armazenam valores do tamanho de 1 bit. Nesses endereços conseguimos armazenar o valor “0” ou “1” (ligado ou desligado, ON ou OFF). Toda entrada e saída digital de um CLP possui valor do tamanho de 1 bit e utiliza esse tipo de endereçamento.
ENDEREÇO (exemplos) TAMANHO VALOR I0.1, Q1.2, M2.3, 0100, 0180 1 bit 0 - 1
Exemplo:
Um botão na entrada do CLP só pode nos fornecer dois estados (ligado ou desligado). Essa informação é instantaneamente armazenada em um endereço de memória, endereço esse utilizado em nossa programação. Ex. (I0.0, I1.2, etc)
Um contator ligado à saída de um CLP, só pode receber sinal em dois estados (ligado ou desligado). Essa informação também está associada a um endereço de memória. Ex. (Q0.2, Q2.4, etc)
OBS. É importante lembrar que o código de endereçamento muda de um fabricante de CLP para outro.
- Registro
Toda informação armazenada na memória do CLP é digital, independente do tamanho, ou seja, tudo em forma de uns (1) e zeros (0).
Cada 8 bits = 1Byte = 2 dígitos
O Registro é composto por 4 dígitos, ou seja, 2 Bytes ou 16 bits
Cada Byte possui um endereçamento, conseqüentemente cada Registro ocupa 2 endereços.
Exemplo:
Endereço de registro 0700 do CLP Atos-Schneider
0700 é o Byte mais significativo do registro 0701 é o Byte menos significativo do registro
4 Dígitos
1 Registro = 1 Word
1 BYTE
Resumindo, em um registro podemos armazenar valores de 0000 à 9999 em decimal ou de 0000 à FFFF em hexadecimal.
VALOR
ENDEREÇO TAMANHO
DECIMAL HEXADECIMAL
0700 2 BYTE (16 BITS) 0000 À 9999 0000 À FFFF
ENTRADA E SAÍDA ANALÓGICA
TRABALHANDO COM REGISTROS
Como comentado, nos registros podemos armazenar valores de até 16 bits de resolução, ocupando assim os 4 dígitos mostrados acima.
Usando o que acabamos de aprender, vamos entender como funciona o sinal analógico e sua resolução.
Sinal analógico, como também já comentado, são variações de níveis de um valor mínimo ao valor máximo.
Exemplo:
- 0 à 10V (Volts)
- -10 à +10V
- 0 à 20mA (mili Amperes)
- 4 à 20mA
Vamos usar o sinal de 0 à 10V para definir resolução em bits.
Resolução de 1bit – Significa que podemos dividir o sinal analógico em dois (2) estados “0” e “1”.
exemplo:
0V = 0
10V = 1
Nem podemos dizer que é um sinal analógico (ainda é digital)
ENTRADA ANALÓGICA
Ao aplicar um sinal analógico de 0 à 10V em uma entrada de um CLP, o sinal passa por um conversor A/D (Analógico/Digital), associando o resultado à um registro (endereçamento), onde teremos acesso e associando-o em nossa programação em Ladder.
SAÍDA ANALÓGICA
Como existe um registro associado a uma determinada saída analógica, basta armazenar um determinado valor nesse registro (endereçamento) que ele será convertido a um sinal analógico na saída, ou seja, o valor decimal (ou hexa) armazenado no registro (que sabemos que é um sinal digital de 16bits) passará por um conversor D/A (Digital/Analógico) e mandará para a saída o valor analógico correspondente.
Os sinais analógicos podem ser associados de várias maneiras e armazenados em seus registros.
Com mostramos acima, segue outros exemplos:
0V = 0000 (0V)
10V = 9999 (9,999V)
0V = 0000 (0V)
10V = 1000 (10,00V)
4mA = 0000 (04,00mA) 20mA= 9999 (20,00mA)
4mA = 0400 (04,00mA) 20mA= 2000 (20,00mA)
Normalmente associamos (programamos o CLP) para que no registro correspondente armazene valores com relação direta com o tipo de sinal analógico, para facilitar o entendimento do programa na monitoração.
Exemplo: O registro pode armazenar valores de 0000 à 9999, mas se o sinal analógico é de 4 à 20mA, podemos ajustar o valor mínimo do registro para 0400 e o máximo 2000. Com isso em toda programação
trabalharemos com valores em “mA”. Se no registro tiver armazenado um valor 1500 saberemos que corresponde à 15,00mA. Ou se preferir deixar o valor mínimo do registro em 0000 e o máximo em 1000 e trabalhar com percentual. Ex. Quando no registro tiver 0550 saberá que o sinal estará em 55,0%. Ou ainda associar o registro à grandeza externa e trabalhar com valores reais de processo.
Exemplo: O sinal analógico é de 4 à 20mA, mas ele vem de um transdutor de pressão conectado ao processo. Esse transdutor mede a pressão de uma câmara ou de uma tubulação e vai de 0 à 10 bar, ou seja, quando tivermos na entrada do CLP 4mA termos 0 bar e quanto tivermos 20mA, teremos 10 bar de pressão. Associamos então o registro correspondente diretamente à pressão do processo (máquina).
Sinal analógico Pressão Registro (valor) Mínimo 4mA 0 bar 0000 (0bar) Máximo 20mA 10 bar 1000 (10,00bar)
Muito bem, vejamos agora como alterar a lógica do nosso programa em Ladder a partir de alterações dos sinais analógicos.
Toda e qualquer alteração do conteúdo (valor) armazenado em um registro pode ser detectado pela lógica do Ladder. Os registros são utilizados em várias operações em um processo. Ex. Entradas e saídas analógicas, temporizadores, contadores, operações aritméticas, etc.
Para ser detectado devemos associar o valor desejado (conteúdo do registro) a um estado interno auxiliar (“memória auxiliar”). Quando esse auxiliar for ligado é porque o registro atingiu o valor desejado.
“MEMÓRIA AUXILIAR” – É um endereçamento de memória que armazena um valor de 1bit “1” ou “0” (estado interno visto no início dessa matéria). Ex. M0.0, M1.3, 0200, 030A, etc.). É uma “bobina” no Ladder que não tem acesso externo (saída física) como o Q0.0, Q3.1, 0180, 0193, etc.
A associação com as “memórias auxiliares” é feita através de COMPARADORES.
Passo 1 – Ajustar o registro de entrada para valor mínimo 0020 (20°C) e máximo 1500 (1500°)
Passo 2 – Montar um comparador para comparar o conteúdo de dois registros. Um o registro da entrada analógica (0020 à 1500) e outro um registro que possua um conteúdo de valor 1000 (1000°C).
Passo 3 – Associar o resultado da comparação a uma “memória auxiliar” quando os dois conteúdos forem iguais.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: Nesse caso a “memória auxiliar” só será acionada se os valores forem iguais. Devemos considerar que a temperatura pode passar de 1000°C, sendo assim se for 1001°C não será mais igual e a “memória auxiliar” será desligada. O ideal seria programar o comparador para acionar a “memória auxiliar” quando o valor for igual ou maior ao ajustado (1000)
Como ficaria um Ladder usando comandos do CLP MPC4004 da Atos- Schneider:
0F5 – É um estado interno especial que liga na energização do CLP e fica ligado durante uma varredura. Usado normalmente carregar valores e fazer ajustes de inicialização do processo.
0F7 – É um estado interno especial que permanece ligado sempre. Usado para executar blocos ou funções em todas varreduras.
0F8 – É um estado interno especial que liga sempre que o resultado de uma comparação na(s) linha(s) anterior(es) o valor 1 for maior que o valor 2 (conteúdo do registro 05F0 for maior que o conteúdo de 0700).
0F9 – É um estado interno especial que liga sempre que o resultado de uma comparação na(s) linha(s) anterior(es) o valor 1 for igual ao valor 2 (conteúdo do registro 05F0 for igual o conteúdo de 0700).
100 – Estado interno associado à entrada do botão que desliga o alarme (entrada digital)
200 – Estado interno associado ao resultado do bloco de comparação. Ele liga quando o resultado da comparação for maior ou igual (conteúdo do registro 05F0 for igual ou maior que o conteúdo de 0700).
201 – Estado interno auxiliar que memoriza o acionamento do botão “100”, quando o resultado da comparação der condições (“200” ligado).
180 – Estado interno associado a saída física (saída digital). Ligado a essa saída temos conectado um alarme sonoro.
MOVK – Bloco que executa o armazenamento de um valor fixo (1000) dentro de um registro (0700). O “0700” é um endereço de memória que iremos gravar um número decimal “1000”. Esse bloco será executado quando a entrada “H” (habilita) for acionada, e nesse caso na primeira varredura.
CMP – Quando a entrada “H”, desse bloco for acionada, ele executa a comparação do conteúdo de dois registros. Compara o valor que estiver dentro do registro “05F0” com o valor que estiver dentro do registro “0700”. E esse já sabemos que tem o valor “1000”.
05F0 – Registro especial relacionado a uma entrada analógica, ajustada na configuração de hardware para operar de 0020 à 1500.
Dicas
- Ajustar o registro da entrada analógica para indicar de 0000 à 1000 correspondendo diretamente com a posição do molde em milímetros.
- Como^ não^ faremos^ o^ programa^ completo^ do^ funcionamento^ de uma injetora, vamos definir um programa para abertura e fechamento manual do molde.
- Definir entradas e saídas do CLP para utilizarmos no Ladder.
- Fazer inter-travamento de abertura e fechamento com os botões.
- O botão de abertura liga diretamente a válvula de abertura e desliga se atingir a posição 800mm.
- O botão de fechamento liga a válvula de fechamento rápido e lento que depende do auxiliar “200” e desliga tudo se atingir a posição 0mm (fechado)
Endereçamento:
0100 – botão fecha manual (entrada digital) 0101 – botão abre manual (entrada digital) 0180 – válvula de fechamento rápido (saída digital) 0181 – válvula de fechamento lento (saída digital) 0182 – válvula de abertura rápida (saída digital) 0200 – “memória auxiliar” de mudança de velocidade 0201 – “memória auxiliar” de desligamento de fechamento 0202 - “memória auxiliar” de desligamento da abertura 05F0 – registro de entrada analógica 0800 – registro para comparação e mudança de velocidade 0802 – registro para comparação e desligamento de fechamento 0804 – registro para comparação e desligamento da abertura
2 – Seqüencial
Partindo de um sinal analógico de 0 à 10V vindo de um potenciômetro na entrada do CLP, desenvolva um programa que execute o acionamento das saídas conforme tabela abaixo:
Sinal/saída 180 181 182 183 184 0,5V ON OFF ON 1V ON OFF 1,5V OFF ON OFF 2V OFF ON 2,5V 0N OFF ON 3V ON OFF 3,5V OFF ON OFF 4V OFF ON 4,5V ON OFF ON 5V ON OFF 5,5V OFF ON OFF 6V OFF ON 6,5V ON OFF ON 7V ON OFF 7,5V OFF ON OFF 8V OFF ON
Dicas
- Ajuste o registro da entrada analógica para indicar de 0000 à
- Para cada valor da entrada analógica devemos montar um comparador que aciona, na linha seguinte, sua respectiva “memória auxiliar”.
- Selecione uma seqüência de registros livres para armazenar os valores da tabela. Use os recursos disponíveis para armazenar.
- Depois dos comparadores use a combinação das “memórias auxiliares” para acionamento das saídas.
