Informática Industrial

1- Uma prensa hidráulica possui um conjunto de sensores e atuadores responsáveis por monitorar eexecutar as operações de prensagem. A lógica do sistema é implementada para controlar as saídas combase no estado das entradas.

Os elementos do sistema que compõem a prensa hidráulica são:

I1 – Sensor de posição inicial: indica se a prensa está na posição inicial.

I2 – Sensor de presença de peça: detecta se uma peça foi colocada na área de trabalho.

I3 – Sensor de segurança: garante que a zona de segurança esteja livre de obstruções.

I4 – Início de operação: envia o comando para iniciar a prensagem.

Q1 – Motor de descida da prensa: controla a descida da prensa.

Q2 – Motor de subida da prensa: controla o retorno da prensa à posição inicial.

Q3 – Alarme de segurança: ativado quando há uma situação de segurança, interrompendo o funcionamento da prensa.

As condições para acionamento das saídas são:

Q1

A prensa está na posição inicial.

Há peça na área de trabalho.

A zona de segurança está livre.

O comando de início está ativo.

Q2

A prensa não está na posição inicial.

O comando de início foi desativado.

A zona de segurança está livre.

Q3

A zona de segurança não está livre.

1.a) Elabore a tabela verdade que representa o funcionamento do sistema combinacional descrito.

1.b) Apresente a expressão lógica simplificada para cada saída do sistema, obtida através da tabela verdade.

1.c) Apresente a lógica de funcionamento do sistema proposto em diagrama Ladder (utilizar ZelioSoft ouCodesys), conforme as expressões lógicas encontradas.

FASE 1 - Automação Processo de Mistura

 “A linguagem SFC, conhecida também como Grafcet, é uma linguagem extremamente poderosa, fato que levou a grande maioria dos fabricantes a adotarem-na como opção para a programação de seus CLPs de médio porte" (Parr, 2003 apud Barros, 2021, p. 135).

  A norma IEC 61131-3 (2003) descreve a linguagem SFC como indicada para dividir uma tarefa de controle em partes que podem ser executadas, sequencialmente, ou, paralelamente, enfatizando a importância da linguagem em auxiliar na estruturação de programas para CLPs.

Funcionamento do processo

Um processo de mistura é composto de dois silos que contêm dois produtos A e B pesados em um recipiente C. Um misturador M permite obter a homogeneização da mistura formada por esses produtos por meio da rotação de uma hélice.

O ciclo de funcionamento do processo deve ocorrer da seguinte forma:

- Para início do processo é necessário um comando no botão de partida P e que a balança esteja zerada, Z=0.

- Após início do ciclo, a válvula VA, que se encontra abaixo do silo A, é aberta e o produto A é inserido no recipiente C para ser pesado. Quando o peso determinado for atingido, a balança envia um sinal A=1. Nesse momento, a válvula VA deve ser fechada.

​- Na sequência, o produto B começa a ser inserido no recipiente C através da abertura da válvula VB. Quando o peso determinado for atingido, a balança envia um sinal de saída B=1 e a válvula VB é fechada.

- Após a pesagem dos produtos A e B, a válvula VC deve ser aberta para escoar os produtos do recipiente C, até que a balança seja zerada, enviando um sinal Z=0, e então, fechar a válvula VC.

​- Após o escoamento total dos produtos do recipiente C, o misturador deve ser acionado por 20 segundos. Após esse tempo, o motor do misturador deve parar e esvazia-se o misturador por meio da abertura da válvula VM, que permanece aberta por dez segundos.

- Ao concluir o processo de escoamento do misturador, o sistema aguarda o início de um novo ciclo.

​A figura a seguir ilustra o processo descrito:

QUESTÕES:

1.a) Conforme o processo apresentado, descreva quais são as entradas e saídas do sistema de automação proposto.

1.b) Desenvolva um diagrama em linguagem SFC para o funcionamento do processo de mistura descrito no problema (anexar imagem do diagrama).

1.c) Descreva as ações que ocorrem em cada etapa do diagrama apresentado.

FASE 2 - AUTOMAÇÃO PROCESSO DE ENVASAMENTO DE LEITE

"A linguagem ladder é uma das linguagens de programação de CLPs mais utilizada, principalmente pelo fato de possuir grande semelhança com os diagramas elétricos industriais e por ser desenvolvida a partir de símbolos gráficos de fácil compreensão para os profissionais que dominavam o controle lógico a relé" (Petruzella, 2014, p. 76).

O termo ladder vem da mesma palavra em inglês, que significa escada, e o diagrama gráfico gerado, por sua vez, possui o formato de uma escada; na qual as laterais correspondem aos barramentos de alimentação e nos degraus estão os elementos como contatos e bobinas.

Ao fazer a programação em ladder, deve-se analisar algumas especificidades, considerando cinco fases para a correta programação utilizando esta linguagem:

1. Listar as entradas e saídas do sistema e introduzir os comentários associados. Por exemplo: sensores, botoeiras de acionamento etc.

2. Listar as funções de automatismo a efetuar: contagem, temporização, programação diária etc.

3. Realizar cada função, considerando os dados de entrada e saída junto aos parâmetros de regulação.

4. Comentar cada função, indicando o que é feito para facilitar o entendimento do processo e análise de erros.

5. Testar cada função utilizando a ferramenta de simulação.

Funcionamento do processo

Você é responsável por implementar a automação de uma pequena parte de um processo de envasamento de leite. Nesse processo, você controlará tanto o nível do reservatório da matéria-prima como o acionamento da esteira e o envasamento da embalagem.

O processo todo será acionado por meio de uma chave seletora. Após essa chave estar ao nível lógico alto (ligada), a seguinte lógica deve ocorrer:

Para o controle do nível no reservatório, você terá dois sensores de nível, um na parte inferior e outro na parte superior do reservatório; caso o sensor da parte inferior (SI) sinalize não haver mais líquido sobre ele, uma bomba elétrica (B1) deve ser acionada para o enchimento do reservatório; quando o sensor superior (SS) indicar a presença e líquido, essa bomba deve ser desativada.

Para o controle do envasamento, temos uma esteira acionada por um motor elétrico (M1). Essa esteira estará ativa até que o sensor de presença (SP) ative, indicando que a embalagem está na posição correta para o preenchimento com o líquido do reservatório. Um temporizador contará 2 segundos  pa