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Engenharia de Controle e Automa¸c˜ao
GNE259 - Inform´atica Industrial
1 a^ Lista de Exerc´ıcios
Informa¸c˜oes:
- Aluno:
- Docente: Dimitri Campos Viana;
- Data de entrega: antes da 1a^ prova;
Quest˜ao 1. Cite 5 vantagens dos CLPs em rela¸c˜ao aos Pain´eis de Rel´es.
Quest˜ao 2. Cite e explique a finalidade de 5 tipos de componentes de hardware de CLPs.
Quest˜ao 3. Explique sucintamente cada etapa do ciclo de funcionamento de um CLP.
Quest˜ao 4. As caracter´ısticas de hardware dos CLPs est˜ao bastante relacionadas aos seus fabricantes. Ou seja, cada fabricante fornece um ou mais modelos de CLPs com caracter´ısticas de hardware particulares. Sendo assim, ´e normal que para cada “fam´ılia” de CLPs exista uma ferramenta de programa¸c˜ao. Por´em, existem pontos em comum. Por exemplo, o sistema operacional Windows ´e utilizado como plataforma para a maioria dessas ferramentas de programa¸c˜ao. Dessa forma, o desenvolvimento de programas para CLPs pode ser realizado por meio dos recursos intuitivos desse sistema operacional. Al´em de facilitar essa tarefa, as diversas ferramentas de programa¸c˜ao dispon´ıveis no mercado possuem outras funcionalidades em comum, cite 3 delas.
Quest˜ao 5. Na maioria dos casos, os componentes de hardware de um CLP precisam ser declarados de forma apropriada para que a CPU e o programador possam fazer uso dos mesmos. Por exemplo, os cart˜oes de entradas digitais precisam ser declarados e associados a posi¸c˜oes espec´ıficas da mem´oria dos CLPs, estabelecendo rela¸c˜oes do tipo: a primeira entrada do cart˜ao 1 corresponde a posi¸c˜ao de mem´oria I 0 .0, a oitava entrada do cart˜ao 5 corresponde a posi¸c˜ao de mem´oria I4.7 e assim por diante. Sendo assim, para alguns modelos de CLP, a inclus˜ao de novos componentes de hardware pode causar alguns transtornos caso o CLP esteja em opera¸c˜ao (controlando um processo). Explique por que isso pode ocorrer.
Quest˜ao 6. De acordo com os circuitos “A” e “B”, apresentados na figura, responda:
a) Qual ´e a finalidade de cada uma das botoeiras (B0, B1 e B2)?
b) Se os motores M1 e M2 estiverem desligados, o que acontecer´a se a botoeira B1 for pressionada e liberada em seguida?
c) Se o motor M1 estiver ligado, o que acontecer´a se a botoeira B2 for pressionada e liberada em seguida?
d) Se algum dos motores estiver funcionando, o que acontecer´a se todos as botoeiras forem pressionadas ao mesmo tempo?
e) Considerando que o circuito “B” n˜ao pode ser alterado, ´e poss´ıvel que os motores M e M2 funcionem ao mesmo tempo? Justifique sua resposta.
f) Considerando que o circuito “B” foi substitu´ıdo pelo circuito “C”, apresente um programa em Ladder de forma que o funcionamento do sistema permane¸ca o mesmo.
Quest˜ao 7. Analisando a l´ogica apresentada na figura a seguir, responda: se as entradas digitais “Liga” e “Desliga” estiverem em n´ıvel l´ogico 1 ao mesmo tempo, em algum momento durante a execu¸c˜ao do programa o terminal el´etrico da sa´ıda digital associada ao s´ımbolo “Motor 1” ser´a energizado? Justifique sua resposta.
Quest˜ao 10. Considere o projeto de interliga¸c˜ao el´etrica e o trecho do Diagrama Ladder apresentados a seguir.
Supondo que a vari´avel AlrEmerg (M100.0) venha a ser utilizada em v´arios outros pontos do programa, para bloquear o funcionamento dos equipamentos da planta caso o bot˜ao de emergˆencia seja pressionado, pode-se apontar o seguinte problema: se o fio que conecta o bot˜ao de emergˆencia `a entrada I0.0 se romper, nada acontecer´a no momento do rompimento. Quando algu´em precisar usar o bot˜ao de emergˆencia, ele n˜ao funcionar´a, podendo gerar graves acidentes. Com o objetivo de sanar esse problema, proponha:
a) Uma altera¸c˜ao no projeto de interliga¸c˜ao el´etrica (refa¸ca o diagrama el´etrico).
b) A adequa¸c˜ao necess´aria na linha de programa¸c˜ao mostrada acima, de forma que o sistema de emergˆencia passe a funcionar com a interliga¸c˜ao el´etrica proposta por vocˆe no item anterior (refa¸ca o diagrama ladder).
Quest˜ao 11. ENADE 2008 – No processo de tratamento de efluentes de uma unidade industrial, parte do programa aplicativo, representando a l´ogica de controle, est´a mostrado na figura abaixo. Os dispositivos de entrada (E0 at´e E4) s˜ao, fisicamente, chaves que est˜ao conectadas a um m´odulo de entrada do Controlador L´ogico–Program´avel (CLP). As chaves (E1, E2 e E3) s˜ao normalmente abertas e as chaves (E0 e E4), normalmente fechadas. Ao m´odulo de sa´ıda do CLP est´a conectada a bobina do contato auxiliar que liga a bomba el´etrica dosadora.
Quais chaves devem ser acionadas para que a bomba dosadora seja ligada?
a) E1 e E 2 b) E2 e E 3 c) E3 e E 4 d) E0, E1 e E 2 e) E1, E2 e E 3
Quest˜ao 12. Apresente um trecho de programa em Diagrama Ladder que realize as seguintes tarefas:
- Selecionar trˆes modos de opera¸c˜ao a partir de um ´unico push–button. Toda vez que for pressionado, o push–button dever´a causar uma ´unica transi¸c˜ao, da seguinte forma: Autom´atico → Manual → Manuten¸c˜ao → Autom´atico → · · ·
- Indicar o modo de opera¸c˜ao selecionado por meio de um ´unico led, da seguinte forma:
- Autom´atico ↔ led aceso;
- Manual ↔ led apagado;
- Manuten¸c˜ao ↔ led piscando.
As vari´aveis mostradas na tabela a seguir devem, obrigatoriamente, fazer parte do seu programa. Outras vari´aveis tamb´em devem ser utilizadas, por´em, para que elas sejam consideradas v´alidas durante a corre¸c˜ao, vocˆe deve “declar´a-las” na tabela a seguir.
S´ımbolo Endere¸co Tipo Coment´ario BotSel I0.0 Bool Bot˜ao para selecionar o modo de opera¸c˜ao LedInd Q0.0 Bool Led para indicar o modo de opera¸c˜ao selecionado AutSel M0.0 Bool Modo autom´atico selecionado MaaSel M0.1 Bool Modo manual selecionado MtcSel M0.2 Bool Modo manuten¸c˜ao selecionado Pul0d5 M0.3 Bool Pulso de 0.5 segundos a cada 0.5 segundos
Considere tamb´em que os pulsos em M0.3 j´a est˜ao sendo gerados em outro trecho do programa, ou seja, vocˆe pode usar esta vari´avel sem se preocupar em apresentar as instru¸c˜oes que escrevem neste endere¸co.
Quest˜ao 13. Um removedor circular realiza ciclos de 360o^ para transportar pe¸cas de um determinado processo. Em modo manuten¸c˜ao, o acionamento do motor desse equipamento (M) depende exclusivamente de uma botoeira n˜ao-retentiva (L) e de um sensor de posi¸c˜ao b´asica (S). Fa¸ca um trecho de programa em Ladder para que o equipamento se comporte da seguinte maneira:
- Inicialmente o equipamento encontra-se na posi¸c˜ao b´asica (sensor S atuado);
- O motor (M) deve ser acionado apenas enquanto a botoeira (L) estiver pressionada;
- Por´em, ao completar o ciclo (sensor S atuado novamente), o motor deve ser desligado e s´o poder´a voltar a funcionar caso a botoeira seja liberada e pressionada novamente.
Quest˜ao 15. Um CLP deve realizar dois escalonamentos, conforme descrito a seguir.
- Escalonar o valor em IW 64 (0 a 27648) para a vari´avel real M D0 (-20.0 a 80.0);
- Escalonar a vari´avel real M D4 (0 a 70.0) para a sa´ıda anal´ogica QW 64 (0 a 27648).
Apresente um programa para realizar essas tarefas utilizando uma mesma fun¸c˜ao de escalonamento (encapsulamento de c´odigo). Primeiro, declare as vari´aveis conforme solicitado a seguir. Posteriormente, mostre os Diagramas Ladder a serem usados dentro da fun¸c˜ao e do bloco MAIN.
a) Vari´aveis globais:
S´ımbolo Endere¸co Tipo Coment´ario
b) Cabe¸calho da fun¸c˜ao:
S´ımbolo In, Out ou Temp Tipo Coment´ario
c) C´odigo interno da fun¸c˜ao.
d) C´odigo do bloco MAIN.
Quest˜ao 16. Se um display de 7 segmentos for conectado `as sa´ıdas digitais de um CLP, conforme mostrado na figura a seguir, seu funcionamento poder ser resumido por meio da tabela ao lado da figura, em que x ´e um n´umero que representa qualquer byte da ´area de mem´oria Q.
Dessa forma, pode ser interessante criar uma fun¸c˜ao, com os parˆametros de entrada e sa´ıda mostrados a seguir, para tratar um ou mais displays conectados ao CLP.
Sabendo que esta fun¸c˜ao deve apenas codificar valores de 0 a 9, sinalizando valores fora de faixa por meio do f lag “Erro”, apresente um c´odigo em Diagrama Ladder que poderia ser utilizado dentro do bloco “DSP7SEG”.
Dica: no seu Diagrama Ladder, use apenas as vari´aveis declaradas na tabela anterior: “Decimal”, “Codigo” e “Erro”. Se vocˆe sentir a necessidade de incluir outras vari´aveis, sinta-se livre, mas provavelmente estar´a indo por um caminho errado.
