Automação e Controle

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI SEMI-ÁRIDO ÁRIDO 

CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 

Automação e Controle 

Dispositivo de Selagem de Doce de Leite HI 

Profª Danielle Casillo

Estudo de Caso: Dispositivo de Selagem de Doce de Leite HI 

� Dispositivo de Selagem de Doce de Leite (DSDL 1) 

� Objetivos: 

� Inserir tampa no produto; 

� Preparar Empacotamento. 

Tampa 

Produto 

Pacote 

Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900

DSDL 1: Principais Componentes 

1 

2 

1) Esteira transportadora; 

2) Sinalização do processo; 

3) Posto de fixação de tampa; 

4) Sistema de empacotamento. 

3 4 


DSDL 1: Fluxograma do Processo 

Início 

Peça 

Posicionada? 

Fixa Tampa 

Não 

Movimenta 

Esteira 

Não 

Pronto para 

Embalar? 

Sim Sim 

Embalagem 


DSDL 1: Dispositivos de Controle (Atuadores) 

� Atuadores: Dispositivos que exercem ação sobre o processo 

� Podem ser: elétricos, mecânicos, pneumáticos, hidráulicos etc. 

� Quais atuadores existem no DSDL 1? 

� Motor da esteira de transporte; 

� Cilindro para fixação da tampa; 

� Máquina de empacotamento 

� Lâmpadas de Sinalização 

� Como seria a operação manual do Dispositivo de Selagem de Doce 

de Leite ? 


DSDL 1: Operação Manual 

3) Quando o número de 

produtos for suficiente, 

acionar empacotamento 

2) Quando o produto estiver 

posicionado, acionar 

cilindro de fixação de tampa 

1) Ligar a esteira até que o 

produto chegue ao local de 

fixação de tampa 


DSDL 1: Como integrar Informações do Processo e atuadores 

Pedal de 

movimentação 

da esteira 

Botão de fixação 

da tampa 

Botão de ativação 

do 

empacotamento 

Não 

Liga Máquina 

Movimenta 

Esteira 

Peça Sim Existe Sim 

Posicionada? 

Tampa? 

Não Não 

Pronto para 

Embalar? 

Sim 

Embalagem 

Fonte: Slide do treinamento da HI Tecnologia (com alterações) para o CLP ZAP 900 

Rejeita Peça 

Fixa Tampa 

Motor da 

esteira 

Cilindro de 

fixação de 

tampa 

Sinalização de 

esteira parada 

ou em 

movimento 

Dispositivo de 

empacotamento

CLP: Como as saídas digitais controlam os atuadores 

CLP 

Circuito comando 24 

VDC 

Relê acoplador 

Lâmpada 

sinalizadora 

Válvula 

eletro-pneumática 

Relê acoplador 

Motor 

220VAC 

Contator 

220VAC 

Circuito de potência trifásico 

Cilindro 

pneumático 

Circuito pneumático 

Dispositivo de 

empacotamento 

Circuito de potência monofásico 


CLP: Diferença entre entrada e saída. Digital ou analógica? 

y 

� Informações do processo � entradas no CLP; 

� Saídas do CLP � atuadores do processo; 

� Entradas e saídas digitais (dois valores: ligado ou desligado); 

�� Entradas 

resolução). 

e saídas analógicas (número finito de valores: 

Sinal Analógico 

tempo 

y 

Sinal Digital 

tempo 


DSDL: Etapas para implantação da automação 

� Conhecimento do processo; 

�� 

� Levantamento de requisitos de I/O; 

�� Especificação do equipamento; 

� Projeto elétrico / pneumático; 

� Desenvolvimento do programa; 

� Testes do desenvolvimento. 

? 

? 

�� 

? 

�� 

Número de entradas 

digitais e analógicas? 

Número de saídas 

digitais e analógicas? 


DSDL: Projeto elétrico sem CLP 


DSDL: Projeto elétrico com CLP 


Kit de treinamento 

Entradas Digitais 

Saídas Digitais 

CLP eZAP900 


SPDSW: Ambiente de programação do CLP 

� Objetivo: 

� Ferramenta de programação, configuração e supervisão 

� SPDSW: 

� Gratuito; 

� Disponibilidade de atualizações; 

� Linguagem de programação; 

� Plataforma única de desenvolvimento; 

Liga Máquina 

Movimenta 

Esteira 

Peça Sim Existe Sim 

Posicionada? 

Tampa? 

Não Não 

Não Pronto para 

Embalar? 


Sim 

Embalagem 

Rejeita Peça 

Fixa Tampa

SPDSW: Tela Principal 

Painel do 

controlador 

Barra de status 

Área de comandos 


Painel do 

projeto

SPDSW: Conexão com o CLP 

A 

(Status da conexão) 

B 

(Porta de comunicação do PC) 


SPDSW: Eliminação do programa do CLP 


SPDSW: Criando um projeto novo 


Este campo identifica 

o projeto no CLP 

Janela do 

projeto 

corrente

SPDSW: Criando um projeto novo 

Janela do projeto 

corrente 

Menu Principal 


Botão direito do 

mouse na janela do 

projeto corrente

SPDSW: Definindo o controlador a ser utilizado no projeto 

ou 

B 


A 

C

SPDSW: Editor Ladder e documentação do programa 

Barra de 

Funções do 

Programa 


Comandos 

do Editor 

Editor do 

Diagrama 

Ladder

SPDSW: Identificando as entradas e saídas (I/O´s) no CLP 

Lista de Identificadores (F7) 

A 


DSDL 1: Identificando os I/O´s no processo 

O0000 

I0002 

I0001 

O0001 

O0002 

I0000 


O0003 

O0004

SPDSW: Etapas da implementação do programa ladder 

� Etapa 1: Ativação do motor da esteira e sinalização do 

processo; 

� Etapa 2: Acionamento do cilindro de fixação e da máquina de 

empacotamento; 


Etapa 1: Acionamento da Esteira e Sinalização do Processo 

� Funcionalidades a serem Implementadas: 

� Ligar motor da esteira (O0000) se a chave de liga esteira (I0000) estiver 

pressionada; 

� Ligar sinalização de processo em operação (O0002 – Lâmpada verde) se a 

esteira estiver ligada; 

�� Ligar sinalização de processo parado (O0001 – Lâmpada vermelha) se esteira 

estiver desligada (ou em falha); 

� Conceitos abordados: 

� Documentação do programa ladder e de operandos; 

� Endereçamento de entrada / saída digital; 

� Principais comandos do editor (copia, recorta e cola, inserção e remoção de 

linhas, movimentação de blocos); 

� Elementos básicos: Contato NA / NF e bobina; 

� Bloco de fim de programa. 


Etapa 1: Conceitos necessários 

� Ligar motor da esteira �se a chave de liga esteira 

estiver ligada; 

� Ligar sinalização de processo em � se a esteira estiver ligada; 

funcionamento 

Contato NA 

� Ligar sinalização de processo parado � se esteira estiver desligada; 

Relé 


Contato NF

Etapa 1: Acionamento da esteira e sinalização do processo 


Elementos Utilizados: 

Funções Básicas 

Contato NA 

Contato NF 

Relé 

Conexão Vertical 

Conexão Horizontal 

Funções de Fluxo 

Fim de Programa

SPDSW: Utilizando o HELP do SPDSW 

Acesso ao Help dos elementos do editor 

1) Posicione o cursor sobre o elemento do Editor 

2) Pressione as teclas “CTRL+H” 

Acesso ao Help de um comando qualquer 

1) Selecione com o mouse o comando no menu 

2) Sem clicar no comando selecionado, 

pressione F1 

Acesso ao Help do menu principal 


SPDSW: Salvando o programa e transferindo-o para o controlador 

Carregar um programa no controlador Salvar o programa corrente 


SPDSW: Ativando o programa carregado e depurando 

Se I0 está desligada, O1 é 

acionada. 

Se I0 está ligada, O0 e O2 são 

acionadas. 

Ativando depurador da tela 

principal 

Ativando depurador do 

Editor Ladder 


Etapa 2: Acionamento do Cilindro de Fixação e Dispositivo de Empacotamento 

� Funcionalidades a serem implementadas: 

� Ligar cilindro de fixação (O0003) se o botão liga cilindro (I0001) estiver 

pressionado; 

� Ligar dispositivo de empacotamento (O0004) se o botão ativa 

empacotamento (I0002) estiver pressionado; 

�� Não permitir que a esteira seja acionada quando o cilindro de fixação da 

tampa for acionado. Manter a sinalização de processo em operação (O0002) 

acionada durante a etapa de fixação da tampa. 

� Conceitos abordados: 

� Lógica “E” através de contatos NA e NF; 

� Intertravamento. 

No programa Ladder atual, inclua novas linhas e / ou altere as atuais para implementar 

as funcionalidades desta etapa! 


Etapa 2: Conceitos Necessários 


DSDL 1: Substituindo a percepção humana 

� Que elementos substituem a percepção humana? 

� Como identificar falhas e eventos de forma automática? 

Embalagem está na posição correta para fixação da tampa? 

Visão responde 

Sensor responde 


DSDL 1: Substituindo a percepção humana por sensores 

� Botão Liga / Desliga processo; 

� Sensor de presença para identificar produto na posição de 

selagem; 

� Sensor de presença para contabilizar o número de produtos 

dentro da máquina de empacotamento; 

� Sensor de proximidade para verificação da existência de 

tampa; 

� Sinal da máquina de empacotamento indicando 

disponibilidade para um novo processo de empacotamento. 


DSDL 1: Identificando os sensores no processo 

I0000 

I0003 

I0001 


I0004 

I0002

DSDL 1: Fluxograma do Processo 

Existe 

Tampa no 

Alimentador? 

Não 

Início 

Recarrega 

Alimentador 

Sim 

Peça 

Posicionada? 

Fixa Tampa 

Movimenta 

Esteira 

Não 

Não 

Pronto para 

Embalar? 

Sim Sim 

Embalagem 


SPDSW: Etapas da implementação para operação automática 

� Etapa 3: Tratamento da falta de tampa no reservatório; 

� Etapa 4: Temporização da fixação de tampa; 

� Etapa 5: Sinalização de falta de tampa; 

� Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto; 

� Etapa 7: Empacotamento automático de produtos. 


Etapa 3: Verificação de presença de tampa no reservatório 


� Se não houver tampa no alimentador (I0003), parar a esteira (O0000); 

� Nesta condição, a sinalização de processo parado O0001 deve ser 

acionada e a sinalização de processo em operação O0002 deve ser 

desligada. 

�A esteira (O0000) deverá permanecer desligada até que a chave 

liga/Desliga processo I0000 seja desligada e ligada novamente; 

� Conceitos novos abordados: 

� Contatos auxiliares; 

� Elementos de memória Flip Flop (SET e RESET). 



A esteira deverá permanecer desligada até que I0000 seja desligada e ligada novamente. 

Contato Auxiliar (R) 



� SET 

� Ativa estado a cada transição de subida 

� RESET 

� Reseta estado a cada transição de subida 

Entrada 

SET 

RESET 

Oxxx 

Oxxx 


ON 

OFF

Etapa 3: Verificação de presença de tampa 




Flip Flop tipo Set 

Flip Flop tipo Reset

Etapa 4: Fixação da tampa 

� Funcionalidades a serem Implementadas: 

� Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação de 

tampa (O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo para 

posição de repouso mesmo que a entrada I0001 continue acionada. 


� Memórias inteiras e definição de constantes; 

� Base de tempo do CLP da HI Tecnologia e utilização do Timer; 

� Sequenciamento. 



... avançar o cilindro de fixação de tampa por 5 segundos e, ao final deste 

tempo, recuá-lo para posição de repouso, mesmo que a entrada I0001 

continue acionada. 

Memória Inteira (M) 

Constante Inteira (K) 


SPDSW: Utilização do TEMPORIZADOR 

Parâmetros 

P1 - Memória de contagem de tempo 

P2 - Memória de carga de tempo (resolução 0.01s) 

R 

H 

TMR 

P1 P1 

P2 P2 

S 

R 

S 

P1 = P2 

P1 = P1 -1 a cada 10 ms 


P1 =0 

P1 = P2

Etapa 4: Documentação e Definição de Constantes e Memórias Inteiras 


Etapa 4: Fixação da tampa 




Temporizador

Etapa 5: Sinalização de falha 


� Na sinalização de falha, a lâmpada vermelha deve ficar piscando de 1 

em 1 segundo. A falha só é apagada depois que o botão de liga / desliga 

processo for desligado e ligado novamente. 


�� Utilização do Flip-Flop Oscilador; 



� OSCILADOR 

� Inverte estado a cada transição de subida 

Entrada 

OSCILADOR 


ON 

OFF


Inicialização 

do Hardware 

Verificação 

do Programa 

de Aplicação 

Inicialização 

do Programa 

de Aplicação 

Atualização 

do mapa 

de entradas 

Execução do 

Programa de 

Aplicação 

Power up do Sistema Ciclo de Scan 


Atualização 

do mapa de 

saídas

R3 

Etapa 5: Flip-Flop Oscilador e TIMER gerando pulsos 

... 

1seg 1seg 

|------| |------| 

Tempo 




Flip Flop Oscilador

Etapa 5: Sinalização de falha 


DSDL: Operação automática 

� Etapa 6: Fixação automática da tampa do produto; 

� Etapa 7: Empacotamento automático de produtos. 


DSDL: Substituindo botões por sensores 

Botão liga / desliga 

cilindro de fixação 

Botão liga / desliga 

dispositivo de 

empacotamento 

I0001 

I0002 


Etapa 6: Fixação automática da tampa 


� Quando a entrada I0001 for acionada, avançar o cilindro de fixação de 

tampa(O0003) por 5 segundos e, ao final deste tempo, recuá-lo para 

posição de repouso, mesmo que a entrada I0001 continue acionada. 

� Ao final do tempo de 5 segundos, a esteira deverá ser acionada 

novamente. 


Etapa 6: Fixação automática da tampa 

� A solução é simples e pode ser implementada utilizando 

operandos e informações já presentes no programa. 


A

Exercício extra 

� Ao final do tempo de fixação, aguardar 0,5 segundo antes de ligar 

a esteira para garantir que o cilindro não está em contato com o 

produto quando a esteira for acionada novamente; 


Etapa 7: Realizar empacotamento do produto 


� Parar a esteira quando 12 produtos passarem pelo sensor de presença 

da entrada do dispositivo de empacotamento; 

� Acionar o dispositivo de empacotamento e aguardar o sinal do 

Dispositivo (I0004) indicando que o equipamento terminou o 

empacotamento; 

�� Conceitos novos abordados: 

� Função de movimentação (MOV); 

� Relê de pulso; 

� Funções matemáticas e funções de comparação. 



� Contabilizar produtos 

� Comparar com quantidade (exemplo: 12 

produtos) 

� Zerar contagem depois de 20 segundos 



Parâmetros: 

� P1 - Operandos (M, K, D, Q); 

� P2 - Operandos (M, K, D, Q); 

�� P3 - Resultado da operação matemática (M ou D). 

P3 = P1 + P2 P3 = P1 - P2 P3 = P1 * P2 P3 = P1 / P2 



� PULSO (One Shot) 

� Gera 1 pulso a cada transição subida 

Entrada 

PULSO 

1 scan 


ON 

OFF


Parâmetros: 

� P1 - Operandos (M, D); 

� P2 - Operandos (M, K, D, Q). 

P1 (diferente) P2 P1 (igual) P2 P1 (menor que) P2 

P1 (menor ou igual) P2 P1 (maior que) P2 P1 (maior ou igual) P2 



Tipos de Movimentação de Dados 

Movimentação P1 �� P2 

Acesse o Help desta função através 

do Editor Ladder para identificar 

todos os tipos de movimentações e 

particularidades a respeito. 




Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produtos estejam no dispositivo 


Funções de Comparação 


Maior ou Igual 

Funções de Movimentação 

Movimentação de 

Variáveis

Etapa 7: Realizar empacotamento depois que 12 produtos estejam no dispositivo 

esteira deve desligar durante empacotamento 

acionamento do dispositivo de empacotamento 


Documentação do Projeto 

• Para melhor entendimento do Projeto deve-se 

descrever: 

– Os módulos de I/O utilizados; 

– Constantes inteiras/reais; 

– Contatos auxiliares; 

– Memórias inteiras/reais; 


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Automação e Controle

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