Aula 08 - Programação Ladder e suas Funções

Ladder Diagram (LD):  É uma linguagem gráfica, muito amigável, foi baseada na lógica de contatos o que a torna de fácil compreensão no meio elétrico. É a linguagem foco deste trabalho, assim abaixo a linguagem ladder será detalhada. Principais características: Baseada no diagrama elétrico de contatos; Adequada para controle discreto, combinacional e seqüencial; Utilizam blocos de função para controle regulatório e funções especiais.

Contato normalmente aberto (NA) - Este contato procura uma condição de ON em um determinado endereço. Durante a execução do contato normalmente aberto (NO), o processador examina o endereço referenciado no contato por uma condição de ON ( Representado na figura abaixo por I 1.0).

Contato normalmente fechado (NF) - Este contato procura uma condição de OFF em um determinado endereço. Durante a execução do contato normalmente fechado (NC), o processador examina o endereço referenciado no contato por uma condição de OFF (( Representado na figura abaixo por I 1.1 ).

Bobina normalmente aberta - Uma bobina de saída controla uma saída real ou um bit interno do CLP. Durante a sua execução, o processador avalia todas as condições de entrada numa rung ( Representado na figura abaixo por Q 4.1 ).

Bobina normalmente fechada - Esta função funciona de forma oposta à anterior, ou seja, quando não existe continuidade lógica nos contatos, a posição de memória afeta à saída vai ser zero (0) .

Circuitos lógicos - Para implementar circuitos lógicos, dispõem-se ainda das seguintes instruções: AND - realiza um E lógico com o bit especificado; OR - realiza um OU lógico com o bit especificado e NOT - nega o estado do bit ao qual está associado.

Função AND - A função AND, em Ladder lógico, é implementada com dois ou mais contatos de entrada em série. Veja-se o exemplo: pretende-se implementar um circuito lógico que apenas ativa a saída Q 4.0 do CLP, se as entradas I 0.0 e I 0.1 estiverem ativas (On).
Função NOT - A função NOT em Ladder lógico representa-se com um contato normalmente fechado.
Função OR - A função OR, em Ladder lógico, é implementada com dois ou mais contatos de entrada em paralelo (figura 20). Observe-se o seguinte exemplo: Pretende-se implementar um circuito lógico que ative a aída Q 4.01, quando a entrada I 0.2 ou I 0.3 estiverem a Off (desligadas).

Instrução SET - A instrução SET permite que, quando a condição lógica, que antecede a instrução SET, vá a On, o bit associado à função comute para o seu estado lógico On, e assim permaneça mesmo que a condição lógica, que antecede a instrução de SET, comute para Off .

Instrução RESET - Situação semelhante acontece com a instrução RSET, pois, quando a condição lógica que antecede esta instrução vai a On, o bit manipulado é, em simultâneo, levado a Off permanecendo nesse estado. Nota: Caso haja simultaneidade da função de SET e RSET, é a condição de RESET a predominante.

Função KEEP - A instrução KEEP permite definir um bit de memória como biestável, ou seja, o estado do relé é definido por duas condições lógicas: SET ou RESET (figura 23).
© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 31/03/2016

Aula 07 - Programar o CLP Micrologix 1000 com software RSLogix500

Figura 01 - Tela inicial do RSLogix500

A família dos CLPs MicroLogix da Allen-Bradley tem característica modular, e a versão do controlador disponível no laboratório é constituída por: chassi, fonte, módulo processador (CPU), módulo de entradas digitais, módulo de saídas digitais.
O software RSLogix500 é um programa desenvolvido com o objetivo de configurar, programar, monitorar e comandar os CLPs da série MicroLogix e SLC-500 da Allen Bradley. Após acessar o software vamos criar um novo programa.

A comunicação do PC com o CLP MicroLogix (Ou família SLC - 500) se faz fisicamente por meio de um cabo de comunicação que atenda o padrão RS-232, e virtualmente por meio do software RSLinx. 

Figura 02 - Tela do Drive RS-232 DF1

Por meio deste software, pode-se configurar o CLP, transferir programas elaborados no RSLogix para o CLP (Download), transferir programas existentes no CLP para o RSLogix (Upload), e ainda monitorar e comandar o CLP, em tempo real. 
Primeiramente, deve-se criar um driver para comunicação do CLP com o PC. No software RSLinx, clique em Communications / Configure Drivers. Em Available Driver Types, selecione o driver desejado e configure-o. 

Neste caso o driver RS-232 DF1 device deve ser selecionado. Em Comm Port, selecione a porta de comunicação utilizada e em Device, selecione SLC-CH0/Micro/PannelView. As outras informações necessárias para configuração do driver podem ser obtidas por meio do Auto-Configure. A Figura apresenta um exemplo de tela de configuração do Driver serial Linx.

Criar um novo arquivo no RSLogix500

Figura 03 - Escolha do CLP

Para criar um novo arquivo no RSLogix500, siga os seguintes passos: 

1 - No RSLogix, ao selecionar o menu File – New, surgira uma lista com os processadores possíveis;

2 - Selecione a CPU Utilizada. Escolha “BUL. 1762-Micrologix 1000” e clicar em OK; 

3 - Selecione o Drive para comunicçãono menu Comm, clicar em System Comms; isso abre o RSLinx e a janela Communications, semelhante à anterior. Procurar a estação correspondente ao CLP em uso, no canal DF-1. Caso exista um “X” vermelho no ícone do CLP, está ocorrendo uma falha na comunicação. 

4 - No menu à esquerda, selecione IO Configuration, fazendo surgir a tela de configuração de entradas e saídas, onde é feita a configuração dos módulos que compõem as gavetas. Após observar que o módulo do processador (CPU) já está configurado para a gaveta 0, clique então em Read IO Config para que o programa leia os outros cartões acoplados ao CLP. 

Programação Ladder

Figura 04 - Programação Ladder

Os CLPs da família MicroLogix, são programados por meio de uma combinação entre a linguagem ladder com blocos de função. 
As instruções podem ser inseridas no programa por meio de linhas de instruções. Para isto, basta dar um duplo-clique na linha desejada e em seguida digitar a instrução e o endereço correspondente.

Pode-se também programar por objetos gráficos, por meio da técnica de arrasta e solta dos símbolos do menu de instruções. É necessário que se faça o endereçamento da instrução após a colocação da figura na posição desejada. Como é mostrado na Figura 4.

Após a programação de todo ladder estar finalizada, é recomendado fazer uma verificação lógica do programa, por meio do botão . Havendo erros, eles serão enumerados e indicados na tela.
Após finalizar um programa no software RSLogix500, é necessário que o mesmo seja transferido para o CLP; isto é denominado Download. 

Conexão do PC ao CLP

1º passo: Ligar o PC e o CLP e verificar a conexão do cabo serial.

2º passo: Abrir o programa RS Linx Classic localizado em Menu Iniciar/Todos os programas/Rockwell Software/RS Linx.

3º passo: Na tela do RS Linx Classic Lite, clique em Communications/RSWho. Vide Figura A.2.

4º passo: Verifique a existência da conexão AB_D F1-1, DH-485. Se ela existir, pule direto para o 10º passo.
5º passo: Não existindo a conexão acima, é necessário criá-la para que o PC enxergue o CLP. Na tela do RS Linx Classic Lite clique em Communications/Configure Drivers.
6º passo: Na tela Configure Drivers em Available Driver Types, selecione a opção RS-232 DFI devices, clique em Add new e, na tela seguinte, em OK.

7º passo: A tela Configure RS-232 DFI devices deve abrir automaticamente (vide Figura A.3). Em Comm port, selecione a opção COM1 e clique em Auto config.

8º passo: Clique em OK.

9º passo: Clique em Close.

10º passo: Minimize o RS Linx.

Programação do aplicativo Lader

Todo novo programa Lader aplicativo criado precisa seguir esse procedimento para que reconheça o CLP e seus cartões de expansão.

1º passo: Abrir o programa RS Logix 500 english localizado em Menu Iniciar/Todos os programas/Rockwell Software/RS Logix 500 english e Clique em file/new.

2º passo: Abrirá a tela Select processor type. Dê um nome para o seu programa em Processor name (p.ex.: exp1) e selecione o CLP a ser utilizado; no caso, o Bul 1762 Micrologix 1000.
3º passo: Confirme também se o Driver selecionado é o mesmo do item e clique em OK. A tela do seu programa irá abrir.

4º passo: Abra o project/controller/IO Configuration localizado à direita na tela.

5º passo: Na tela IO Configuration, clique em Read IO Config

6º passo: Na tela Read IO Configuration from Online processor, confirme se o Driver é o mesmo e clique em Read IO Config. Esse passo é necessário para garantir que o PC está conectado ao CLP e todas as suas expansões de entrada e saída foram reconhecidas.
7º passo: Fechar a tela IO Configuration.

Você está pronto para começar a programação

9º passo: Crie seu programa clicando nos ícones referente às instruções de programação e arrastando-os para a linha do programa. Ver Figuras A.4 e A.5.

10º passo: Clique em file/save e salve seu programa.

Figura A.6 - Programa Ladder

Carregando o programa do PC no CLP

1º passo: Mude o status localizado no canto superior esquerdo de offline para download. Ver Figura A.7.

2º passo: Confirme todas as janelas que aparecerem.
3º passo: Mude o status localizado no canto superior esquerdo de offline para run. Acione a entrada do CLP correspondente ao programa que você elaborou e veja o que ocorre. Caso a saída que você esperava que fosse acionada for aciona você teve sucesso na execução.

A Rockwell Automatiom disponibiliza o software Micrologix com ele vocês pode fazer diversos tipos de programação. O link onde vocês podem baixar os programas para gerar a progamação Ladder e emular o CLP estará disponível a seguir: RSLOGIX 500 - Rockwell Automatiom  .

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 20/02/2016.

Aula 06.5 - Linguagem de programação para CLP - Ladder Diagram (LD)

Figura 01 - Esquema elétrico da partida direta e reversa

Ladder Diagram (LD) é uma linguagem gráfica, muito amigável, foi baseada na lógica de contatos o que a torna de fácil compreensão no meio elétrico. É a linguagem foco deste trabalho, assim no próximo a linguagem ladder será detalhada.

Principais características:

• Baseada no diagrama elétrico de contatos
• Adequada para controle discreto, combinacional e seqüencial
• Utilizam blocos de função para controle regulatório e funções especiais.

Implementação prática em LD – Partida direta com reversão
Deseja-se implementar em ladder uma partida direta reversa de motores trifásicos, que consiste em mudar o sentido de rotação de um motor trifásico. Sua seqüência operacional é bastante simples:

Figura 2– Estrutura do programa Ladder

Pressionando (S1) energiza-se o contator (K1), fechando o seu selo (13,14) e abrindo o intertravamento (21,22) mesmo pressionando (S2) o contator (K2) não será energizado, devido ao intertravamento, sendo necessário seu desligamento para religar (S2) novamente e a rotação será contrário.
Dentre as linguagens descritas, daremos um enfoque ao diagrama ladder, a razão é simples é a mais utilizada na indústria.


Normalização IEC611131 – Autor: Clodoaldo Silva – Revisão: 11jun2011.

Aula 06.4 - Linguagem de programação para CLP - Structured Text (ST)

Structured Text (ST) também é uma linguagem textual, porém de alto nível, que permite a programação estruturada. A vantagem do texto estruturado esta na utilização de sub-rotinas para executar diferentes partes de uma função de controle.

Figura 01 - Implementação prática em ST

Principais características:

• Linguagem de alto nível
• Semelhante ao Pascal (ISO 7185)
• Ideal para:
• Tomada de decisões
• Declarações (Variáveis, POUs, Configurações, etc.)
• Cálculos
• Implementação de algoritmos
• Definição de ações (SFC)
• Utilização de literais
• Criação de blocos Etc.

 Implementação prática em ST – Liga/ desliga motor
O motor (M) ficará energizado se, e somente se, o botão liga (I1) for acionado e o botão desliga (I0) não for acionado. Quando o motor (M) estiver energizado, o indicador luminoso (L) também estará energizado. (M) e (L) ficarão desenergizadas caso o botão desliga (I0) seja acionado.

Normalização IEC611131 – Autor: Clodoaldo Silva – Revisão: 11jun2011.

Aula 06.3 - Linguagem de programação para CLP - Instruction List (IL)

Instruction List (IL) é É uma linguagem textual, próxima do código de máquina, é ideal para resolver problemas simples onde existem poucas quebras no fluxo de execução.
Na verdade é apenas uma linguagem adicional, menos amigável e flexível e que deve ser usada para produzir código otimizado para trechos de performance crítica em um programa.

Figura 01 - Implementação prática em IL

Principais características:

• Linguagem de Baixo Nível
• Semelhante ao Assembler
• Ideal para pequenas aplicações ou otimização de códigos
• Linguagem básica para exportação de programas (Portabilidade)

Implementação prática em IL – Função ou exclusivo
Deseja-se implementar uma função OU exclusivo, ou seja, fornece 1 (um) à saída quando as variáveis de entrada forem diferentes entre si.

Normalização IEC611131 – Autor: Clodoaldo Silva – Revisão: 11jun2011.

Aula 06.2 - Linguagem de programação para CLP - Sequential Function Chart (SFC)

Sequential Function Chart (SFC) são gráficos de função seqüencial, originou-se na França e teve como base a redes de petri e o Grafcet (Graphe Fonctionnel de Command Etape Trasition), em 1988 foi publicado tornando-se padrão internacional.

Figura 01 - Tanque misturador simples

Muito mais que uma linguagem o SFC descreve o comportamento do programa, seja ele, seqüencial paralelo ou misto, além de organizar a sua estrutura interna, ajudando a decompor um problema de controle em partes gerenciáveis, enquanto mantém uma visão global da solução do problema.
Principais características são descritas abaixo:

• É usada na estruturação do programa, não importando a linguagem utilizada.
• Fácil representação e interpretação
• Facilidade de diagnóstico (localização de falhas)
• Permite gerar divergências e convergências de seqüências.
• Descreve o comportamento do sistema através de passo transições e ações. Sendo:
• Passo: estado do programa onde as ações são executadas.
• Transição: condição pela qual o programa muda de estado, passando de um ou mais passos antecessores para um ou mais passos sucessores.
• Ação: atividade de controle executada num determinado passo.

Figura 02 - Estrutura do SFC para o tanque agitador

Implementação prática em SFC - Tanque agitador

Deseja-se implementar um sistema de controle para um tanque misturador simples, como mostrado na figura 1.
Descrição de funcionamento: Ao pressionar o botão de liga (BL) a válvula de entrada (VE) é acionada e o tanque começa a encher. Quando o sensor de nível alto (SNA) for atingido, a válvula de entrada (VE) é fechada ligando o motor de agito (MA) que permanece ligado por 10 segundos. Em seguida a válvula de saída (VS) é ligada, quando o sensor de nível baixo (SNB) for acionado o ciclo recomeça. Se o botão de desliga (BD) não for pressionado o ciclo recomeça.
A estrutura do SFC para o tanque agitador é mostrada na figura 2.

Normalização IEC611131 – Autor: Clodoaldo Silva – Revisão: 11JUN2011.