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microcontrolador pic projetando um micro controlador programavel
Tipologia: Esquemas
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Projeto de Conclusão de Curso apresentado ao programa do curso de Bacharelado em Ciência da Computação do Centro Universitário do Sul de Minas, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Ciência da Computação
“Há pessoas que nos falam e nem as escutamos, há pessoas que nos ferem e nem cicatrizes deixam, mas há pessoas que simplesmente aparecem em nossas vidas e nos marcam para sempre”. Dedico este trabalho à pessoa que apareceu na minha vida, e assim, tão e somente, deixou as únicas marcas que desejo guardar para sempre em meu coração. WFSD Dedico este trabalho de conclusão da graduação a Deus, pela saúde, fé e perseverança que tem me dado; aos meus pais, a quem honro pelo esforço com o qual mantiveram três filhos, permitindo- lhes condições de galgar êxito na sociedade letrada; a minhas irmãs as quais sempre me apoiaram em minhas decisões; a minha namorada que acompanhou e incentivou esta caminhada; aos meus amigos pelo incentivo a busca de novos conhecimentos; a todos os professores e professoras que muito contribuíram para a minha formação, dos quais tenho boas recordações. DMP
Agradecemos a todas as pessoas que nos ajudaram durante o processo de desenvolvimento deste trabalho. Aos professores, colegas, orientador todos enfim, que possibilitaram esta realização. Agradecemos também a comunidade do software livre, que com sua costumeira solidariedade ajudou a solucionar muitas duvidas que impediam o andamento do projeto. Agrademos em especial ao orientador deste projeto, professor mestre Juliano Coêlho Miranda, que possibilitou e incentivou desde o principio, criando situações de desafio e colaborando para as soluções; ao professor especialista Agnus Horta que nos ensinou a programar desde simples algoritmos até complicados grafos, e com isto nos ajudou a modelar o software desenvolvido; ao coordenador do curso professor especialista Fabrício Pelloso Piurcosky por nos proporcionar oportunidades de participar de vários eventos que contribuíram para o engrandecimento de nossa visão como cientistas da computação. Agradecemos também a todos aqueles que contribuíram de alguma forma, mas que por falta de espaço, não puderam ser diretamente citados. A todos, nosso sincero obrigado.
PAGANO, Danilo Morais; DINIZ, Wendell Fioravante da Silva. Hardware e Software para a implementação de um Controlador Lógico Programável didático****. 2009. Monografia (Bacharelado em Ciência da Computação) Centro Universitário do Sul de Minas
O presente trabalho apresenta a aplicação dos conhecimentos obtidos durante o curso, voltados para um projeto tão fascinante que é o desenvolvimento de um CLP, desde o hardware até ao software. Tal projeto demonstra-se bem complexo, instigando o espírito científico quanto ao uso da programação aplicada a dispositivos eletrônicos. Neste trabalho serão apresentadas as linguagens de programação de um CLP, o processo de criação de um equipamento a baixo custo para a implementação do hardware baseado num sistema microcontrolado e o desenvolvimento de um software capaz de criar, editar e simular um programa em linguagem Ladder, assim como gravá-lo na memória do hardware proposto e este executar o programa. Este trabalho também visa possibilitar que universidades e instituições de ensino profissional construam seu próprio sistema de CLP didático com a finalidade de integrar as aulas teóricas com as práticas.
Palavras chave: CLP, hardware, software, linguagem de programação de CLP, microcontrolador.
This paper presents the application of knowledge obtained during the course, focused on a project so fascinating as the development of a PLC, from hardware to software. This project demonstrates is quite complex, prompting the scientific spirit as the use of programming applied to electronic devices. This work will be presented with the programming language of a PLC, the process of creating low-cost equipment for the implementation of hardware based on a system with microcontroller and development of software to create, edit and simulate a program in Ladder language, so to record it in memory of the proposed hardware and run this program. This work also aims to enable universities and vocational education institutions to build their own system of teaching PLC in order to integrate the theoretical with the practical.
Keywords: PLC, hardware, software, programming language PLC, microcontroller.
SFC – Sequential Function Chart ST – Structured Text USART – Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter
Desde o início da Revolução Industrial, que tem seu marco fixado no ano de 1750, os processos industriais vêm tornando-se cada vez menos dependentes de operadores humanos para seu funcionamento. Pode-se dizer então, que a disciplina de automação industrial surgiu, neste período, com os primeiros teares mecanizados automatizados, que, com a programação dos desenhos em cartões perfurados, permitiram que se fizesse de forma mais eficiente a produção em série de um número bem maior de peças, dispensando a intervenção contínua do mestre tecelão para configurar as agulhas que criariam os padrões nos tecidos. Desde esta época, a humanidade passou por vários estágios e novas tecnologias surgiram, através de muita pesquisa e, sobretudo, trabalho; estas tecnologias permitiram um avanço da automação tal, que, nos dias de hoje, é possível para os seres humanos até mesmo a exploração de outros planetas do sistema solar através de aparatos autônomos. Neste contexto, é interessante notar que uma das tecnologias que permitem a efetiva aplicação da automação que está mais próxima do cidadão comum, são os circuitos chamados CLP's ou Controladores Lógicos Programáveis. Estes aparelhos permitem o controle automatizado de circuitos externos através de uma programação realizada através de linguagens específicas, permitindo a montagem de circuitos complexos. Estes aparelhos são bastante usados hoje, sobretudo nas indústrias, pois permitem o acionamento de máquinas em condições específicas, que também podem ser monitoradas conhecendo-se previamente os estados que podem assumir. Assim, dominar o funcionamento e os métodos de programação destes aparelhos é de suma importância para o bom funcionamento de processos industriais e outros que demandem de tal automação. Portanto, com este trabalho, visa-se construir uma ferramenta didática, de baixo custo, que permita a instituições com poucos recursos estarem capacitadas para o ensino das técnicas que permitirão dominar o funcionamento dos CLP's, contribuindo para melhorar a qualificação da força de trabalho formada em tais instituições.
1.1.1 Objetivo Geral
A construção de um sistema de hardware a baixo custo utilizando software livre que possibilite às escolas técnicas e universidades aperfeiçoarem o ensino da teoria dos CLP’s através de aulas práticas.
1.1.2 Objetivos Específicos
Diminuir os custos na aquisição da estrutura necessária para o estudo dos CLP’s através da possibilidade das escolas técnicas e universidades construírem seus próprios aparelhos. Desenvolver hardware e software que possibilite o uso de lógica digital combinatória e seqüencial, temporizadores e contadores, na simulação de sistemas automatizados. Desenvolver software que possibilite a programação de CLP’s através da linguagem LADDER. Disponibilizar toda a pesquisa gratuitamente para que tenha uma adesão de várias escolas tanto técnicas quanto em nível de graduação. Utilizar computadores de baixo poder de processamento para a criação e simulação dos diagramas LADDER. Desenvolver um sistema de comunicação serial entre o CLP e o software criado de forma que o programa criado pelo usuário possa ser executado por este CLP separadamente do computador. Desenvolver um painel didático para interligação entre o CLP e os diversos dispositivos físicos.
Segundo Machado (1994), “Conhecer é apreender o significado e apreender o significado de um objeto ou de um acontecimento é vê-lo em suas relações com outros objetos ou acontecimentos. Assim, os significados constituem feixes de relações, que se articulam em
Segundo Bryan, et al.(1997), um CLP, Controlador Lógico Programável, pode ser definido como um “aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de instruções para implementações específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos”. Ou seja, trata-se de um equipamento microprocessado, capaz de acionar circuitos elétricos através de uma programação específica criada com base nos estados de entrada e saída do equipamento. De acordo com Filho (1999), o CLP nasceu dentro da General Motors, em 1968, devido à grande dificuldade de mudar a lógica de controle dos painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em altos custos de tempo e dinheiro. Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia as necessidades de muitos usuários de circuitos e relés, não só da indústria automobilística como de toda a indústria manufatureira. Nascia assim um equipamento bastante versátil e de fácil utilização, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicações, o que justifica hoje um mercado mundial estimado em quatro bilhões de dólares anuais. Anteriormente a isso, o hardware do controle sequencial era dominado principalmente pelos relés. No que concerne aos dispositivos de controle de sequência que utilizam os relés, apresentavam as desvantagens a seguir discriminadas: (Souza, 1999)
mau contato; desgastes dos contatos; necessidade de instalação de inúmeros relés, execução de fiação entre os inúmeros terminais de contatos e de bobinas; complexidade na introdução de alteração na sequência; necessidade de manutenções periódicas.
Apesar de apresentarem todas as desvantagens citadas, os relés se tornaram elementos principais do hardware de controle de sequência em razão de não haver, na época, elementos que pudessem substituí-los eficazmente (Souza, 1999). No final da década de 60, iniciou-se o desenvolvimento de microcomputadores, utilizando-se o circuito integrado (CI), e a universalidade da capacidade de processamento dos mesmos tornou-se o centro das atenções, aguardando-se com enorme expectativa o surgimento do hardware para controle dotado de grande versatilidade de processamento. Por outro lado, inicia-se a era da produção em grande escala, e os assuntos, como automação, incremento da produtividade, uniformidade na qualidade e outros, transformam-se em temas principais nas estações de trabalho, e a solução desses problemas era exigida também pelo lado da tecnologia de controle de sequência. Na época, a General Motors (GM – empresa automobilística americana) anunciou 10 itens relativos às condições que um novo dispositivo eletrônico de controle de sequência deveria atender para que pudesse substituir os tradicionais relés (Souza, 1999). Os itens são os seguintes:
a) Facilidade de programação, de alteração do programa, inclusive nas estações de trabalho; b) Facilidade na manutenção, desejável que fosse totalmente do tipo de encaixar (plug-in unit); c) A confiabilidade na estação de trabalho deverá ser superior em relação ao painel de controle do tipo com relés; d) Deverá ser mais compacto que o painel de controle do tipo com relés; e) Possibilitar o envio direto de dados à unidade central de processamento de dados; f) Deverá ser economicamente competitivo com o painel de controle do tipo com relés; g) Possibilitar entradas com níveis de tensão alternada da ordem de 115V; h) As saídas deverão ser em 115VCA com capacidade superior a 2A de intensidade de corrente; deverá ainda possibilitar a operação das válvulas solenóides, comando para partida de motores e outros; i) Com um mínimo de alteração, possibilitar a ampliação do sistema básico; j) Deverá estar dotado de memória programável que possa ser ampliada até 4k word no mínimo.
