CLEITON ANTONIO AIZZA JUNIOR - Unesp · Aizza Junior, Cleiton Antonio. Programação, rede e supervisório para um processo industrial na FMS Festo / Cleiton Antonio Aizza Junior,

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

Campus de Sorocaba

CLEITON ANTONIO AIZZA JUNIOR

PROGRAMAÇÃO, REDE E SUPERVISÓRIO PARA UM

PROCESSO INDUSTRIAL NA FMS FESTO

Sorocaba

2017



Campus de Sorocaba

CLEITON ANTONIO AIZZA JUNIOR

PROGRAMAÇÃO, REDE E SUPERVISÓRIO PARA UM PROCESSO INDUSTRIAL

NA FMS FESTO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado

ao Campus Experimental de Sorocaba,

Universidade Estadual Paulista (UNESP),

como parte dos requisitos para obtenção do

grau de Bacharel em Engenharia de Controle

e Automação.

Orientador: Prof. Dr. Galdenoro Botura Junior

Sorocaba

2017



Campus de Sorocaba

Aizza Junior, Cleiton Antonio. Programação, rede e supervisório para um processo industrial na FMS Festo / Cleiton Antonio Aizza Junior, 2017. 101 f.: il. Orientador: Galdenoro Botura Junior. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho". Instituto de Ciência e Tecnologia (Câmpus de Sorocaba), 2017. 1. Automação. 2. Supervisório. 3. CLP. 4. Profibus. Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho". Instituto de Ciência e Tecnologia (Câmpus de Sorocaba). II. Título.



Campus de Sorocaba AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus por mais esta conquista em minha vida.

Agradeço especialmente meus pais, Edima e Cleiton, meu irmão Leonardo,

minha namorada Bianca, meus amigos João, Rodolfo e Vinícius e meu professor e

orientador Galdenoro. Sem vocês esta conquista não seria possível.

Por fim, à instituição UNESP e todos aqueles que dela fazem parte, por todo o

conhecimento adquirido durante minha caminhada à graduação.



Campus de Sorocaba Aizza, C.A.J. PROGRAMAÇÃO, REDE E SUPERVISÓRIO PARA UM PROCESSO

INDUSTRIAL NA FMS FESTO. 2017. Trabalho de Graduação (Bacharel em

Engenharia de Controle e Automação) – Instituto de Ciência e Tecnologia de

Sorocaba, Universidade Estadual Paulista, Sorocaba, 2017.

RESUMO

Este trabalho de graduação apresenta o desenvolvimento de um sistema de

automação completo para um processo industrial nas estações FMS. O sistema é

composto por um supervisório implementado no software Elipse E3 e um processo

controlado através de CLP’s Siemens S7-300 com comunicação via rede Profibus.

Todas as etapas de programação e configuração são apresentadas. A rotina de

funcionamento do sistema consiste em um palete circulando através de uma esteira

até a Estação 1, responsável pelo fornecimento de uma nova peça. Em seguida, esta

peça é transportada pela esteira até a Estação 6, responsável por sua coleta e

armazenamento. O supervisório proporciona o rastreamento da peça em tempo real,

o monitoramento de suas principais variáveis, a contagem de peças armazenadas ou

descartadas e o controle de funcionamento do processo.

Palavras-chave: Ladder; CLP; Supervisório; Siemens; S7-300; Elipse; Profibus;

Automação;



Campus de Sorocaba ABSTRACT

This graduation work presents the development of a complete automation system

for an industrial process in the FMS Festo stations. The system consists of a

supervisory made with Elipse E3 software and a process controlled by some Siemens

S7-300 PLCs with Profibus network communication. All the programming and

configuration steps are presented. The operating routine of the system consists of a

pallet circulating through a conveyor to the Station 1, responsible for the supply of a

new part. At the next step, the part is transported by the conveyor to the Station 6,

responsible for its collection and storage. The supervisory allows the tracking of the

part, the monitoring of its main variables, a count of stored or discarded parts and

control of process operation.

Keywords: Ladder; PLC; Supervision System; Siemens; S7-300; Elipse; Profibus;

Automation;



Campus de Sorocaba Lista de Figuras

Figura 1 - Composição do CLP Siemens S7-300 ...................................................... 19

Figura 2 - Versões da rede Profibus-DP ................................................................... 20

Figura 3 - Fluxo de Dados na Rede Profibus ............................................................ 22

Figura 4 - Disposição de um Sistema Supervisório Típico ........................................ 23

Figura 5 - Diagrama de Programação na Linguagem Ladder ................................... 24

Figura 6 - Fluxograma de Funcionamento da Estação Esteira.................................. 26

Figura 7 - Lista de Símbolos da Estação Esteira ....................................................... 27

Figura 8 - Fluxograma de Funcionamento da estação Sorting .................................. 28

Figura 9 - Lista de Símbolos da estação Sorting ....................................................... 28

Figura 10- Fluxograma de Funcionamento da estação Handling 6 ........................... 29

Figura 11 - Lista de Símbolos da estação Handling 6 ............................................... 30

Figura 12- Fluxograma de Funcionamento da estação Distribution .......................... 31

Figura 13 - Lista de Símbolos da estação Distribution .............................................. 31

Figura 14 - Fluxograma de Funcionamento da estação Testing ............................... 32

Figura 15 - Lista de Símbolos da estação Testing .................................................... 33

Figura 16 – Estações Virtuais no Programa Simatic ................................................. 34

Figura 17 - Configurações de CPU da estação Esteira ............................................. 34

Figura 18 - Configuração da Rede ASI da estação Esteira ....................................... 35

Figura 19 - Adaptador RS 232 - MPI Siemens S7 ..................................................... 35

Figura 20 - Configuração de Endereço da Rede Profibus ......................................... 36

Figura 21 - Configuração de Velocidade de Transmissão da Rede Profibus ............ 36

Figura 22 - Informações Gerais da Rede Profibus .................................................... 37

Figura 23 - Conexão das Estações na Rede Profibus ............................................... 37

Figura 24 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Sorting .................. 37

Figura 25 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Handling 6 ............ 38

Figura 26 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Distribution ........... 38

Figura 27 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Testing .................. 38

Figura 28 - Rede Profibus Resultante ....................................................................... 38

Figura 29 - Cabos de Conexão da Rede Profibus ..................................................... 39

Figura 30 - Resistor de Terminação da Rede Profibus ............................................. 39

Figura 31 - Licensa Física do Software Elipse E3 (Hardkey) .................................... 40

Figura 32 - Download do Driver de Comunicação Diretamente do Site do Fabricante

.................................................................................................................................. 40



Campus de Sorocaba Figura 33 - Configuração do Driver de Comunicação (Aba Mprot) ............................ 41

Figura 34 - Configuração do Driver de Comunicação (Aba Serial) ............................ 42

Figura 35 - Configuração do Endereço do CLP (Driver de Comunicação) ................ 42

Figura 36 - Tags de Comunicação do Supervisório (Elipse E3) ................................ 43

Figura 37 - Organizer do Supervisório (Elipse E3) .................................................... 43

Figura 38 - Appbrowser do Supervisório (Elipse E3) ................................................. 44

Figura 39 - Associação de Valor - Supervisório (Elipse E3) ...................................... 44

Figura 40 - Associação Digital - Supervisório (Elipse E3) ......................................... 45

Figura 41 - Definição das Cores Características do Objeto Status de Funcionamento -

Supervisório (Elipse E3) ............................................................................................ 45

Figura 42 - Definição das Cores Características do Objeto Palete ST1 - Supervisório

(Elipse E3) ................................................................................................................. 45

Figura 43 - Definição do Preenchimento Característico do Objeto - Supervisório (Elipse

E3) ............................................................................................................................. 45

Figura 44 - Configuração do Botão de Troca de Tela - Supervisório (Elipse E3) ...... 46

Figura 45 - Configuração do Botão Reset - Supervisório (Elipse E3) ........................ 46

Figura 46 - Configuração do Botão Start - Supervisório (Elipse E3) ......................... 46

Figura 47 - Primeira Tela do Sistema Supervisório - Informações ............................ 49

Figura 48 - Segunda Tela do Sistema Supervisório - Visualização e Controle ......... 49

Figura 49 - Estação Esteira ....................................................................................... 50

Figura 50 - Estação 1 (Distribution + Testing) ........................................................... 50

Figura 51 - Estação 6 (Handling 6 + Sorting) ............................................................ 51

Figura 52 - Palete sem Peça na Estação 1 ............................................................... 51

Figura 53 - Coleta de Peça do Estoque da estação Distribution ............................... 52

Figura 54 - Fornecimento de Peça para a estação Testing ....................................... 52

Figura 55 - Elevação e Entrega da Peça ao Palete ................................................... 53

Figura 56 - Recebimento da Peça pelo Palete .......................................................... 53

Figura 57 – Palete na Estação 6 tendo a Peça Coletada pela estação Handling 6... 54

Figura 58 - Fornecimento de Peça à estação Sorting ............................................... 54

Figura 59 - Direcionamento da Peça Rosa ao Slot 2 ................................................ 55

Figura 60 - Coleta da Peça Preta pela estação Handling 6 ....................................... 55

Figura 61 - Direcionamento da Peça Preta ao Slot 1 ................................................ 56

Figura 62 - Descarte de Peça Prata na estação Testing ........................................... 56

Figura 63 - Chegada de Palete sem Peça na Estação 1 - Tela do Supervisório ....... 57



Campus de Sorocaba Figura 64 - Descarte de Peça Prata na estação Testing - Tela do Supervisório ....... 58

Figura 65 - Solicitação de Uma Nova Peça à estação Distribution - Tela do

Supervisório .............................................................................................................. 58

Figura 66 - Fornecimento de Uma Peça Não Prata - Tela do Supervisório .............. 59

Figura 67 - Palete com Peça Transitando pela Esteira - Tela do Supervisório ......... 59

Figura 68 - Chegada de Palete com Peça à Estação 6 - Tela do Supervisório ......... 60

Figura 69 - Estação Handling 6 fornecendo Peça à Estação Sorting - Tela do

Supervisório .............................................................................................................. 60

Figura 70 - Armazenamento de Peça na Estação Sorting e Palete sem Peça na

Estação 1 - Tela do Supervisório .............................................................................. 61

Figura 71 - Programação da estação Esteira - Linha 1 ............................................. 65









Figura 80 - Programação da estação Esteira - Linha 10 ........................................... 68

















Campus de Sorocaba Figura 95 - Programação da estação Esteira - Linha 25 ........................................... 73





Figura 100 - Programação da estação Sorting - Linha 1 ........................................... 75









Figura 109 - Programação da estação Sorting - Linha 10 ......................................... 77













Figura 122 - Programação da estação Handling 6 - Linha 1 ..................................... 82









Campus de Sorocaba Figura 129 - Programação da estação Handling 6 - Linha 8 ..................................... 84


Figura 131 - Programação da estação Handling 6 - Linha 10 ................................... 85










Figura 141 - Programação da estação Distribution - Linha 1 .................................... 88









Figura 150 - Programação da estação Distribution - Linha 10 .................................. 91












Figura 162 - Programação da estação Testing - Linha 1 .......................................... 95



Campus de Sorocaba Figura 163 - Programação da estação Testing - Linha 2 .......................................... 96








Figura 171 - Programação da estação Testing - Linha 10 ........................................ 98




Figura 175 - Programação da estação Testing - Linha 14 ...................................... 100










Campus de Sorocaba Sumário 1. INTRODUÇÃO 15

2. OBJETIVO 16

3. JUSTIFICATIVA 17

4. REVISÃO DE LITERATURA 18

4.1 CLP 18

4.2 Rede Profibus 19

4.3. Supervisório 22

4.4 Linguagem Ladder 23

5. MATERIAIS E MÉTODOS 25

5.1 Programação dos CLP’s 25

5.1.1 Estação Esteira 25

5.1.2 Estação Sorting 27

5.1.3 Estação Handling 6 29

5.1.4 Estação Distribution 30

5.1.5 Estação Testing 32

5.1.6 Configurações do Simatic 33

5.2 Rede Profibus 35

5.3 Sistema Supervisório 39

5.4 Dificuldades Encontradas 47

6. RESULTADOS 49

7. CONCLUSÕES 62

8. REFERÊNCIAS 63

APÊNDICE A – Programação dos CLP’s em Linguagem Ladder 65

Estação Esteira 65

Estação Sorting 75

Estação Handling 6 82



Campus de Sorocaba Estação Distribution 88

Estação Testing 95

15



Campus de Sorocaba 1. INTRODUÇÃO

A automação é um dos grandes pilares do cenário industrial atual. Grandes

avanços em qualidade de produto, produção em larga escala, redução de custos,

dentre outras inúmeras vantagens foram proporcionadas devido à sua

implementação.

Neste contexto, o CLP é um dos dispositivos mais utilizados, devido ao fato de

serem extremamente versáteis e confiáveis. Um dos grandes motivos de sua

popularização se deve ao fato de que sua arquitetura permite que os mais variados

tipos de processos possam ser automatizados. Com a utilização de diversas entradas

e saídas para comunicação com sensores e atuadores, é permitido o gerenciamento

de múltiplos dispositivos utilizando-se apenas de um controlador.

Os sistemas supervisórios têm uma grande importância no contexto da

automação, já que permitem que um processo previamente automatizado seja

acompanhado do início ao fim, por meio do estado de seus sensores e atuadores.

Este tipo de sistema faz a interface entre o processo industrial e o operador, que

deseja ter acesso a essas informações. Essa interação é dada por meio de uma tela

configurada para proporcionar a melhor visualização fluxo real dos acontecimentos.

Um bom exemplo de utilização deste conjunto é no processo de produção do

gás inflamável acetileno, que envolve reações químicas que demandam um controle

de estado em tempo real, porém estas reações são extremamente perigosas para o

operador do processo. Com a utilização do sistema de automação CLP – Supervisório

o processo pode ser realizado de maneira altamente eficaz. O CLP é utilizado para

realizar a lógica entre as entradas e saídas (sensores e atuadores) do sistema,

permitindo que o processo seja realizado. O sistema supervisório é criado de maneira

a permitir acesso às variáveis do processo em tempo real, e caso haja necessidade,

ações sejam tomadas direto de sua tela, de maneira remota.

16



Campus de Sorocaba 2. OBJETIVO

O objetivo deste trabalho de graduação é desenvolver a programação de um

sistema de automação completo para as estações FMS Festo presentes no laboratório

de automação da Universidade Estadual Paulista - UNESP - Campus Sorocaba. O

sistema consiste na programação dos CLP’s responsáveis pelo sensoriamento e

atuação em todas as etapas do processo. A criação de um sistema supervisório que

permita uma completa visualização em tempo real de suas etapas. Além do

desenvolvimento de uma rede Profibus que proporcione uma correta comunicação

entre os dispositivos de controle utilizados.

17



Campus de Sorocaba 3. JUSTIFICATIVA

A utilização do conjunto CLP – Supervisório para o desenvolvimento deste

trabalho de graduação se deu por sua grande importância no âmbito industrial. Os

mais variados processos de produção de grande parte das empresas têm o seu

sistema de automação baseado nestes equipamentos, devido às suas inúmeras

vantagens.

A automação dos processos industriais garante uma significativa melhora de

qualidade do produto final, uma vez que os parâmetros de produção podem ser

ajustados para garantir maior precisão e repetibilidade. Além disso, sua utilização

permite que a produção seja realizada em maior escala e com diminuição da mão de

obra humana, o que pode acarretar em uma considerável redução de custos.

O sistema supervisório proporciona grandes benefícios ao apresentar o estado

do processo industrial em uma tela remota, uma vez que permite que o operador tenha

acesso a todas as informações que precisa sem precisar se deslocar até a planta.

Quando se trata de um trabalho em ambiente potencialmente perigoso, este sistema

permite que o processo seja realizado de maneira segura, já que excluí a necessidade

de uma pessoa presente neste meio.

Além disso, durante a realização do curso de Engenharia de Controle e

Automação, a programação de CLP’s pôde ser amplamente explorada devido às

instalações do Laboratório de Automação. As estações FMS Festo reproduzem com

fidelidade diversas etapas de um processo industrial real, sendo uma poderosa

ferramenta de aprendizado, o que despertou grande interesse por parte do aluno

nesta área.

18



Campus de Sorocaba 4. REVISÃO DE LITERATURA

O sistema de automação presente neste projeto foi implementado com a utilização

de três principais componentes, sendo eles: controladores lógicos programáveis

(CLP’s) Siemens S7-300; rede Profibus-DP; e um sistema Supervisório através do

software Elipse E3. Além disso, todas programações dos CLP’s foram feitas na

Linguagem Ladder.

4.1 CLP

O primeiro CLP surgiu para atender à indústria automobilística, com o propósito

de controlar as operações sequenciais ou repetitivas na linha de produção. Por serem

muito caros e grandes, ao menos 150 relês deveriam ser substituídos, para justificar

a sua aquisição. No entanto, o CLP proporcionou um ganho significativo em

confiabilidade e praticidade ao processo, quando comparado a um painel de relês. [1]

Com o passar do tempo, redução de preço e de tamanho, o CLP se tornou um

dos principais responsáveis pela automação de processos industriais. A automação

dos processos resultou em um aumento significativo na produção industrial, reduzindo

os custos e o tempo necessário na manufatura do produto, justificando o aumento de

sua utilização até os dias atuais.

Um Controlador Lógico Programável permite que sejam feitas lógicas entre as

suas entradas e saídas, sem a necessidade de alteração física de nenhum

componente, de acordo com a necessidade do usuário. Dessa forma, caso o usuário

precise fazer alguma alteração de projeto, precisa-se apenas alterar a programação

no software, e em seguida fazer o download no CLP. Outras grandes vantagens deste

tipo de dispositivo são a possibilidade de interligação via rede, que permite uma

comunicação confiável a longas distâncias, e a possibilidade de enviar um sinal para

um sistema de monitoramento remoto.[2]

A sua facilidade de utilização como interface para sistemas hidráulicos

pneumáticos e eletrônicos, bem como a sua vasta utilização na indústria, fazem do

CLP um dispositivo de aprendizado essencial para estudantes de engenharia.[3]

19



Campus de Sorocaba O CLP utilizado neste projeto é o S7-300, da Siemens. Este controlador possui

uma arquitetura modular, que garante grande versatilidade em sua aplicação. O

usuário pode escolher os módulos desejados, de acordo com sua aplicação, que

podem ser: CPU’s para várias faixas de processamento; processadores de

comunicação; módulos de função tecnológicos; módulos de sinal para

entradas/saídas digitais ou analógicas; e módulos de fonte de alimentação para

conexão do controlador à rede elétrica. [4]

O CLP Siemens S7-300 é composto basicamente por quatro componentes: (1)

Trilho; (2) CPU; (3) Módulo de Entrada; e (4) Módulo de Saída, conforme pode ser

observado na Figura 1. O Trilho é o rack de montagem mecânico, utilizado para

acomodação dos módulos do S7-300. A CPU é a unidade de processamento do

controlador, e também onde fica seu slot de memória, com capacidade de 128 KB

(que pode ser ampliada até 8MB). Os módulos de entrada/saída possuem 16

entradas/saídas e tensão de entrada de 24V DC. Além disso, também podem ser

instalados módulos de rede, como Profibus, Ethernet, Hart e etc. [4]

(Fonte: PLC-S7 300 Installation & Programming)

Figura 1 - Composição do CLP Siemens S7-300

4.2 Rede Profibus

Profibus é uma rede aberta, de fornecedor independente, que se tornou parte do

padrão internacional IEC 61158 no ano 2000. Foi desenvolvido pela Siemens em

1987, na Alemanha. Possui uma vasta variedade de aplicações, uma vez que permite

comunicação complexa em tempo real, com alta taxa de velocidade. Atualmente, é a

rede que mais cresce no que se diz respeito a implementação. [5][6]

20



Campus de Sorocaba Existem três tipos de rede Profibus: PA, DP e Profinet. A rede Profinet realiza a

comunicação entre os dispositivos com a utilização da Ethernet como meio físico e

utiliza o TCP/IP como protocolo de transporte. A rede Profibus-PA possui perfil para

automação de processos, utilizando a comunicação de dados e a sua alimentação no

mesmo barramento baseada na tecnologia MBP (Manchester coding Bus Powering),

definida na IEC 61158-2. A rede Profibus-DP é otimizada em relação a velocidade,

eficiência, baixo custo e comunicação distribuída, utilizando RS485 ou fibra ótica para

comunicação.[5][6]

Profibus-DP foi a rede utilizada neste projeto, devido aos benefícios

proporcionados pela sua utilização e a sua disponibilidade no laboratório de

automação da UNESP Sorocaba. Ela está disponível em três versões funcionais, de

acordo com as funcionalidades dos dispositivos, como pode ser observado na Figura

2.[6]

(Fonte: Basics os Profibus Operation)

Figura 2 - Versões da rede Profibus-DP

A versão DPV0 surgiu do aprimoramento da FMS (versão original), e como pode

ser observado, permite a troca de dados cíclica entre os dispositivos mestre e escravo,

bem como o reporte de diagnóstico. A versão DPV1 possibilitou a comunicação com

dispositivos mais complexos, permitindo que a troca de dados entre mestre e escravo

fosse realizada de forma acíclica, com processamento de alarme. Por último, e com

funcionalidades mais sofisticadas, a versão DPV2 permite comunicação entre

escravos, download e upload, sincronização de clock e time-stamp, além de um modo

ciclo-tempo determinístico.[6]

21



Campus de Sorocaba A comunicação entre os dispositivos é baseada no conceito mestre-escravo, o

que significa que todos os dispositivos conectados à rede devem assumir uma dessas

funções. A rede Profibus possui comunicação bidirecional, ou seja, o mestre envia

uma solicitação ao escravo, que envia uma informação de resposta de volta. Somente

um dispositivo mestre pode acessar o barramento de cada vez, e sempre que um

escravo é solicitado, sua resposta é enviada de maneira imediata. No caso das

versões DPV0 e DPV1 não é possível realizar a comunicação escravo-escravo, sendo

necessária a utilização do mestre como intermediário para isso. Já a versão DPV2

permite que um dispositivo escravo possa se comunicar com outro escravo

diretamente.[6]

Em relação ao endereçamento, o protocolo profibus permite que sejam usados

os endereços de 0 a 127. Os endereços 126 e 127 possuem uma função específica,

e não podem ser designados à dispositivos operacionais. O endereço 0 normalmente

é utilizado para configurações de rede, resultando os endereços entre 1 e 125 para os

dispositivos de uso. [6]

De acordo com o padrão de comunicação Profibus-DP, após o seu início de

funcionamento, algumas condições devem ser checadas antes do início de envio de

dados, sendo elas:[7]

Estado “Ligado”: quando o CLP é ligado, o mestre envia uma mensagem a cada

escravo solicitando seu endereço. Caso o endereço recebido não seja válido, o

escravo é mantido neste estado.[7]

Estado de parametrização: neste estado o escravo fica à espera de uma

mensagem de parametrização do mestre, que indica qual o modo de operação será

assumido. Qualquer outra mensagem, que não seja a de parametrização, é ignorada

neste estado.[7]

Estado de configuração de entradas/saídas: o escravo aguarda por uma

mensagem que especifica o número de bytes de entradas e saídas que serão

utilizados na troca de dados por ciclo com o mestre. Neste estado, o escravo também

aceita mensagens do tipo solicitação de diagnóstico, de configuração ou de definição

de parâmetros.[7]

22



Campus de Sorocaba Por último, após todas as verificações anteriores, os dispositivos estão

preparados para realizar a troca de dados. O escravo passa a realizar uma

transferência cíclica de dados para o mestre através do barramento, além da

possibilidade de envio de diagnóstico. Neste estado o funcionamento da rede está

estabelecido. O fluxo de dados de uma rede Profibus é apresentado na Figura 3. [7]

(Fonte: Basics os Profibus Operation)

Figura 3 - Fluxo de Dados na Rede Profibus

4.3. Supervisório

O sistema supervisório, também chamado de SCADA (Supervisory Control and

Data Acquisition), é utilizado na realização do monitoramento e do controle de um

equipamento ou de um processo, como sistemas de telecomunicação, hidrelétricas,

refinamento de óleo ou gás, e etc. A utilização deste sistema para realização da

transferência de dados entre um dispositivo de controle (CLP) e um computador,

garante que um operador situado em um local remoto possa saber da ocorrência de

algum problema na planta de produção, como um vazamento, e o local específico do

incidente. [10]

O primeiro sistema supervisório era um painel composto por medidores, luzes e

armazenadores de gráficos (de linhas). Vários botões de controle precisavam ser

utilizados pelo operador, para garantir seu funcionamento. No entanto, os sistemas

supervisórios atuais são implementados através de softwares, diretamente da tela do

computador. As informações podem ser coletadas em distâncias que variam de

poucos metros até milhares de quilômetros, graças aos modernos sistemas de

telemetria com transmissão via rede. [12]

23



Campus de Sorocaba Este tipo de sistema tem por finalidade realizar o monitoramento, e também o

controle, dos equipamentos em diferentes níveis do processo, realizando a função de

uma IHM (Interface Homem Máquina), que como o próprio nome diz, faz a conexão

entre o operador e o processo de forma remota. Essa interface é possível, graças a

interligação entre o controlador e os equipamentos de aquisição de dados

(transmissores), estrategicamente posicionados no ambiente do processo. [11]

Os principais componentes de um sistema supervisório típico são: um ou mais

dispositivos de interface de dados, como CLPs, que realizam a conexão com os

sensores e atuadores do processo; um sistema de comunicação entre os dispositivos

de interface de dados (CLPs) e o computador da central de supervisão, que pode ser

via cabo, rádio, telefone, satélite e etc.; um servidor central de computação,

denominado “estação mestre”; um terminal de operação, denominado IHM (Interface

Homem Máquina, que normalmente é um software apresentado na tela de um

computador, onde o operador tem acesso às informações do processo provenientes

do dispositivo de interface de dados, além de permitir a ativação de atuadores (quando

possível). O esquema de um sistema supervisório típico pode ser observado na Figura

4. [10]

(Fonte: Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) Systems)

Figura 4 - Disposição de um Sistema Supervisório Típico

4.4 Linguagem Ladder

A linguagem Ladder foi a primeira desenvolvida para a programação de CLP’s,

sendo até hoje a mais simples e mais utilizada. Seus componentes são baseados nos

24



Campus de Sorocaba símbolos elétricos, como contatos e bobinas (relés), uma vez que o CLP foi

desenvolvido para substituí-los. [8]

A denominação “Ladder” significa escada em português, sendo justificada pela

disposição de seus componentes nas linhas de programação, que assumem um

formato parecido com uma escada. Cada linha de programação é considerada um

“degrau”. A figura 5 apresenta o diagrama de programação da linguagem, onde essa

semelhança pode ser observada.

O diagrama Ladder é composto por: uma barra de alimentação, situada a

esquerda, que tem como função o controle dos elementos de entrada; o retorno

comum, que fica situado à extrema direita, e tem como função conectar todos os

dispositivos de saída; a zona teste, onde são inseridos os elementos de entrada, em

série ou em paralelo, para realização da lógica do sistema; e a zona de ação, onde é

alocado o elemento de saída, responsável pela atuação física. [8]

Originalmente, os operandos de programação da linguagem Ladder eram

basicamente contatos NA ou NF de relês, com seu estado definido pela sua entrada

correspondente. As saídas eram compostas por bobinas, que poderiam assumir o

estado de energizadas ou não (saída discreta). No entanto, estes operadores

impediam a realização de operações mais complexas, o que resultou no

desenvolvimento dos blocos de instruções. Estes blocos passaram a oferecer

funcionalidades mais aprimoradas, como contadores, temporizadores, operações

aritméticas e etc., ampliando significativamente as possiblidades de desenvolvimento

com esta linguagem. O seu diagrama de programação é apresentado na Figura 4. [9]

(Fonte: Automação Industrial 6)

Figura 5 - Diagrama de Programação na Linguagem Ladder

25



Campus de Sorocaba 5. MATERIAIS E MÉTODOS

O desenvolvimento deste projeto se deu em três etapas, sendo elas: a

programação dos CLP’s, a configuração da rede Profibus e a implementação do

sistema supervisório.

Para a sua realização, como um todo, foram necessários os seguintes materiais:

Estações FMS Festo (Laboratório de Automação – UNESP Sorocaba)

CLP’s Siemens S7-300

Adaptadores MPI Siemens S7

Software Siemens Simatic

Software Elipse E3

Cabos Profibus

Cabos RS-232

5.1 Programação dos CLP’s

No total, foram programados 5 CLP’s, cada um para comandar uma etapa do

processo. O primeiro deles foi a esteira, que tinha como função realizar a

movimentação dos paletes entre as duas estações utilizadas.

5.1.1 Estação Esteira

Seu funcionamento se dá ao pressionar o botão “Start”, quando se inicia a

circulação de um palete por entre a estação 1 e a estação 6. Os pinos das estações

não utilizadas são todos abaixados, de maneira a permitir uma livre passagem do

palete. Caso não haja peça no palete e ele passe na estação 6, o seu pino de

passagem é abaixado, liberando-o. Se nesta mesma condição ele passar pela estação

1, um sinal é enviado a ela via rede Profibus para que se inicie o processo de aquisição

de peça. Ao detectar a chegada de uma peça no palete, a sua passagem é liberada,

e este volta circular livremente. Caso haja peça no palete e ele passe pela estação 1,

o seu pino de passagem é abaixado, liberando-o. Se nesta mesma condição ele

passar pela estação 6 um sinal é enviado a ela via rede Profibus para que se inicie o

processo de retirada de peça. Ao detectar que não há mais peça no palete, sua

26



Campus de Sorocaba passagem é liberada. Este ciclo se repete até que se aperte o botão “Reset”, que para

seu funcionamento.

Uma melhor visualização da lógica de funcionamento da esteira pode ser

observada no fluxograma da Figura 6.

Figura 6 - Fluxograma de Funcionamento da Estação Esteira

A partir deste fluxograma, a lógica de programação foi desenvolvida no software

Simatic. A lista de símbolos utilizada foi baseada na lista padrão, fornecida pelo

técnico de laboratório Sérgio, e pode ser observada na Figura 7. A programação em

Ladder é apresentada no apêndice A.

27



Campus de Sorocaba

Figura 7 - Lista de Símbolos da Estação Esteira

5.1.2 Estação Sorting

Em seguida, foi programada a estação Sorting. Seu funcionamento foi projetado

para que, ao pressionar o botão “Start”, a sua esteira começa a funcionar e fica à

espera de uma peça. Ao receber uma peça, o sistema deve identificar a sua cor e

direcioná-la ao slot de armazenamento correto. A peça preta é armazenada no slot 1

(primeiro atuador), a peça rosa é armazenada no slot 2 (segundo atuador) e a peça

prata é armazenada no slot 3 (nenhum atuador). Caso o botão “Reset” seja

pressionado a qualquer momento, o sistema para seu funcionamento.

Uma melhor visualização da lógica de funcionamento da estação Sorting pode

ser observada no fluxograma da Figura 8.

28



Campus de Sorocaba

Figura 8 - Fluxograma de Funcionamento da estação Sorting

A lista de símbolos para desenvolvimento das funcionalidades desejadas para a

estação Sorting é apresentada na Figura 9. A programação em Ladder é apresentada

no apêndice A.

Figura 9 - Lista de Símbolos da estação Sorting

29



Campus de Sorocaba 5.1.3 Estação Handling 6

A terceira programação realizada foi a do CLP que controla a estação Handling

6. O funcionamento desta estação foi pensado para acontecer de maneira sequencial.

Ao pressionar o botão “Start” o seu funcionamento é iniciado, e o braço robótico é

enviado à posição “pegar peça”. O braço fica nessa posição aguardando até que se

tenha um palete com peça na estação. Quando este é identificado, o braço abaixa e

recolhe a peça, indo em direção à posição “entregar peça”. Nesta posição o braço

abaixa, e deixa a peça na estação Sorting. Após soltar a peça, o braço sobe à posição

inicial, e o sistema cessa o seu funcionamento. Caso o botão “Reset” seja acionado,

a estação para de funcionar no mesmo instante.

Uma melhor visualização da lógica de funcionamento da estação Handling 6

pode ser observada no fluxograma da Figura 10.

Figura 10- Fluxograma de Funcionamento da estação Handling 6

30



Campus de Sorocaba A lista de símbolos para desenvolvimento das funcionalidades desejadas para a

estação Handling 6 é apresentada na Figura 11. A programação em Ladder é

apresentada no apêndice A.

Figura 11 - Lista de Símbolos da estação Handling 6

5.1.4 Estação Distribution

A quarta programação desenvolvida foi para a estação Distribution. Sua função

é alimentar o processo com uma nova peça sempre que necessário. Para isso, ao

pressionar o seu botão “Start”, a estação entra em funcionamento e verifica se há uma

peça em seu estoque. Caso haja, envia a ventosa para o sentido de entrega e aciona-

se o pistão de alimentação, fornecendo uma peça. Feito isso, o pistão se recolhe, e

ventosa é enviada para o sentido de coleta de peça. Nessa posição sua sucção é

acionada para fixação da peça, e em seguida a peça é enviada no sentido de entrega.

A sucção é desativada nessa posição liberando a peça, nesse ponto a ventosa volta

à posição de coleta e um sinal é enviado para que a estação Testing inicie seu

processo. Caso o botão “Reset” seja pressionado a qualquer momento, o sistema para

seu funcionamento.

Uma melhor visualização do fluxo de funcionamento da estação Distribution pode

ser observada na Figura 12.

31



Campus de Sorocaba

Figura 12- Fluxograma de Funcionamento da estação Distribution

A lista de símbolos para desenvolvimento das funcionalidades desejadas para a

estação Distribution é apresentada na Figura 13. A programação em Ladder é


Figura 13 - Lista de Símbolos da estação Distribution

32



Campus de Sorocaba 5.1.5 Estação Testing

A última estação programada foi a Testing, para que realizasse o teste da cor da

peça (descartando-a caso fosse prata) e realizasse a sua elevação e transporte até o

palete na esteira. Ao pressionar o botão “Start” a estação inicia seu funcionamento e

verifica se há uma peça na mesma. Caso haja, inicia-se o processo de identificação

da cor desta peça. Se for prata, é descartada no mesmo instante, através do

acionamento de um pistão, e o processo de alimentação da estação Distribution é

novamente acionado. Se a peça for rosa ou preta, o elevador sobe, o pistão deposita

a peça sobre a rampa metálica, o jato de ar desta é acionado e a peça desliza até o

palete na esteira. Caso o botão “Reset” seja pressionado a qualquer momento, o

sistema para seu funcionamento.

Uma melhor visualização da lógica de funcionamento da estação Testing pode

ser observada no fluxograma da Figura 14.

Figura 14 - Fluxograma de Funcionamento da estação Testing

33



Campus de Sorocaba A lista de símbolos para desenvolvimento das funcionalidades desejadas para a

estação Testing é apresentada na Figura 15. A programação em Ladder é


Figura 15 - Lista de Símbolos da estação Testing

5.1.6 Configurações do Simatic

Para programação dos controladores lógicos programáveis foi utilizado o

software Siemens Simatic. Este software estava instalado em um computador com

sistema operacional Windows XP. Este software não pode ser instalado em versões

de sistema operacional Windows posteriores ao XP.

Todas as programações foram feitas em estações dentro de um arquivo do

software Simatic. A tela do programa, após o término das programações, com as suas

cinco estações, pode ser observada na Figura 16.

34



Campus de Sorocaba

Figura 16 – Estações Virtuais no Programa Simatic

As estações virtuais foram configuradas para serem semelhantes aos CLP’s

físicos, ou seja, CPU’s 313C-2DP, com a configuração de rede Profibus para

comunicação entre elas. Na Figura 17 pode ser visualizada a configuração da estação

Esteira.

Figura 17 - Configurações de CPU da estação Esteira

Para interação entre o CLP e os sensores/atuadores da estação Esteira, foi

necessária a configuração de uma rede ASI. Esta rede foi configurada como CP343-

2, e para iniciar no endereço 10 e terminar no endereço 25. A sua configuração pode

ser observada na Figura 18.

35



Campus de Sorocaba

Figura 18 - Configuração da Rede ASI da estação Esteira

Um adaptador RS 232-MPI Siemens S7 utilizado pode ser observado na Figura 19.

Figura 19 - Adaptador RS 232 - MPI Siemens S7

Feitas todas as programações e configurações, foi possível averiguar o

funcionamento das estações de forma individual.

5.2 Rede Profibus

Para realizar a comunicação entre os controladores foram consideradas duas

opções de rede: Profibus ou Ethernet. Durante o desenvolvimento do projeto, foi

definido que seria utilizada apenas a rede Profibus, pois os CLP’s que possuem

módulo de rede Ethernet encontram-se há muito tempo parados e apresentaram

alguns problemas operacionais que foram determinantes na escolha dos CLP’s mais

utilizados, que possuem apenas módulo de rede Profibus.

O desenvolvimento da configuração da Rede Profibus foi realizado no software

Siemens Simatic.

36



Campus de Sorocaba A rede Profibus disponível no laboratório de automação da UNESP Sorocaba é

do modelo DP, o que, junto com suas inúmeras vantagens (eficiência, baixo custo de

instalação, etc.), justifica a escolha deste tipo de rede.

Após decidir-se pela rede Profibus DP, foi definido que o CLP da esteira seria o

mestre, e os demais seriam escravos. A rede foi criada, com a esteira alocada no

endereço 2, a velocidade de transmissão de dados foi definida em 1,5 Mbps e o seu

endereço mais alto sendo 126. As configurações citadas podem ser observadas nas

Figuras 20, 21 e 22.

Figura 20 - Configuração de Endereço da Rede Profibus

Figura 21 - Configuração de Velocidade de Transmissão da Rede Profibus

37



Campus de Sorocaba

Figura 22 - Informações Gerais da Rede Profibus

Feitas as configurações do mestre, foram adicionadas as CPU’s escravas,

resultando nas ligações da Figura 23.

Figura 23 - Conexão das Estações na Rede Profibus

O próximo passo foi configurar o byte de comunicação entre mestre e escravo.

Para conexão entre Esteira e estação Sorting foi definido o byte zero para a

comunicação, em ambos os CLP’s, como pode ser observado na Figura 24.

Figura 24 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Sorting

Para a conexão entre Esteira e estação Handling 6, foi definido o byte 1 para a

comunicação bidirecional, como apresentado na Figura 25.

38



Campus de Sorocaba

Figura 25 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Handling 6

A comunicação entre Esteira e estação Distribution foi feita através de ambos os

bytes 2, como apresentado na Figura 26.

Figura 26 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Distribution

Os bytes 3 da Esteira (mestre) e da estação Testing (escravo) foram os últimos

a serem definidos, como apresentado na Figura 25.

Figura 27 - Configuração de Comunicação Profibus da estação Testing

A rede Profibus resultante, contendo a ligação entre todos os CLP’s, pode ser

observada na Figura 28.

Figura 28 - Rede Profibus Resultante

Terminadas as configurações, foram verificadas as conexões físicas da rede do

laboratório, que se encontra na forma de barramento. Todas as ligações estavam

corretas. Os CLP’s não utilizados foram desligados, para que não interferissem no

funcionamento da rede. O resistor de terminação foi acionado na estação Testing, por

ser o último ponto da rede, e todos os demais foram desativados, garantindo assim

uma correta dissipação do sinal de comunicação. Os cabos de comunicação Profibus

e um resistor de terminação podem ser observados nas Figuras 29 e 30,

respectivamente.

39



Campus de Sorocaba

Figura 29 - Cabos de Conexão da Rede Profibus

Figura 30 - Resistor de Terminação da Rede Profibus

Após a configuração da rede Profibus, o sistema pôde ser observado com as

estações funcionando em conjunto.

5.3 Sistema Supervisório

O desenvolvimento do sistema supervisório se deu no software Elipse E3. Este

software possui uma versão grátis, que permite que sejam realizadas todas as suas

funções, porém para um número limitado de tags. Além disso, a versão grátis não

permite que o projeto seja salvo. Para que seja possível a utilização de uma

quantidade ilimitada de tags e salvar o projeto, é necessária a utilização de uma

licença física (hardkey), em formato parecido com um pendrive, que pode ser

observado na figura 31.

40



Campus de Sorocaba

Figura 31 - Licensa Física do Software Elipse E3 (Hardkey)

A conexão entre o CLP e o sistema supervisório foi realizada através de um cabo

RS-232, em conjunto com um adaptador MPI Siemens S7 (apresentado na Figura 19).

Para que fosse possível a comunicação do software Elipse E3 com o CLP Siemens

S7-300 foi necessária a instalação de um driver de comunicação (em formato “.dll”).

Este driver possui um protocolo que possibilita a comunicação do software com

equipamentos de aquisição de dados, controladores, CLP’s, e etc. O download deste

arquivo pode ser realizado diretamente do site do fabricante Elipse, como pode ser

observado na Figura 32. [19]

(Fonte: Software Elipse E3 para Utilização com CLP Siemens S7 300)

Figura 32 - Download do Driver de Comunicação Diretamente do Site do Fabricante

41



Campus de Sorocaba A comunicação do sistema supervisório com o CLP Siemens S7-300 foi realizada

através de uma interface de comunicação MPI, dessa forma a busca no site pode ser

realizada através do tipo de protocolo (PPI, MPI, ISOTCP, MPI encapsulado em

Ethernet) ou por fabricante (Siemens). O site para download é “www.elipse.com.br”,

na seção Downloads, subseção Drivers. O nome do arquivo é “MProt.dll”, na versão

v2.12. [19]

Após a instalação deste driver, é necessária a realização de sua configuração.

Ao clicar com o botão direito em “Drivers e OPC”, deve ser escolhida a opção “Inserir

Novo Driver”. Em seguida clicar com o botão direito em “Driver 1”, para selecionar a

opção “Configuração”. A tela apresentada na Figura 33 será aberta. [19]


Figura 33 - Configuração do Driver de Comunicação (Aba Mprot)

Na aba “Mprot” a comunicação deve ser definida como MPI em “Network”,

enquanto o endereço de padrão do CLP (Default slave address) deve ser definido

como o endereço 2. Na aba “Serial” a porta serial deve ser definida como “COM1”, a

taxa de transmissão como “19200”, os bits de dados como “8 data bits”, a paridade

como “Odd”, o número de bits de parada como “1”, o controle de DTR como “ON” e o

controle de RTS como “ON”. Todas estas configurações são apresentadas na Figura

34. [19]

42



Campus de Sorocaba (Fonte: Software Elipse E3 para Utilização com CLP Siemens S7 300)

Figura 34 - Configuração do Driver de Comunicação (Aba Serial)

Por fim, ao clicar duas vezes em “Driver1” o endereço 2 deve ser definido para

o CLP, conforme a figura 35. [19]


Figura 35 - Configuração do Endereço do CLP (Driver de Comunicação)

Após o término da configuração do driver de comunicação, foi feita a definição

das tags de comunicação utilizadas, de acordo com os principais parâmetros do

sistema físico. As relações foram feitas conforme a Figura 36.

43



Campus de Sorocaba

Figura 36 - Tags de Comunicação do Supervisório (Elipse E3)

Foi definido que o programa teria duas telas, sendo uma delas de apresentação

e outra de utilização, conforme será apresentado na seção de resultados.

A primeira tela contém as informações do projeto e um botão que envia para a

segunda tela, de utilização. Na segunda tela são apresentados o estado de

funcionamento de todas as estações, bem como do sistema como um todo, se há

palete nas estações 1 e 2, peça sendo armazenada ou descartada, a contagem de

ambas, botões “Start” e “Reset” gerais, botões “Start” individuais de cada estação e

um botão voltar, que envia para a tela de apresentação. A estrutura do “Organizer” do

programa resultante pode ser observada na Figura 37.

Figura 37 - Organizer do Supervisório (Elipse E3)

44



Campus de Sorocaba Foram definidos quais seriam os tags vinculados a cada um dos objetos da tela

com a utilização do AppBrowser. Na Figura 38 podemos ver a definição da tag

vinculada com a contagem de peças armazenadas do processo e o indicador de

contagem da tela do supervisório.

Figura 38 - Appbrowser do Supervisório (Elipse E3)

Para este mesmo exemplo da contagem de armazenamento, foi utilizada uma

associação de valor conforme pode ser observado na Figura 39. Este tipo de

associação permite que um valor que esteja armazenado em uma memória do CLP

possa ser transferido para uma tag do supervisório e visualizado em sua tela.

Figura 39 - Associação de Valor - Supervisório (Elipse E3)

A associação da Figura 40 apresenta o estado de funcionamento do sistema. O

tipo de conexão utilizado é a digital, onde a variável pode assumir um valor zero ou

um. Caso a esteira esteja funcionando, o objeto na tela apresenta uma cor

(OverrideFillColor), caso não esteja, apresenta outra. Além disso, também é escolhido

o tipo de preenchimento (OverrideFillMode) que o objeto assumirá.

45



Campus de Sorocaba

Figura 40 - Associação Digital - Supervisório (Elipse E3)

Caso o objeto esteja ligado, ele assumirá a cor verde, e caso ele esteja desligado

assumirá a cor vermelha, definido conforme a Figura 41.

Figura 41 - Definição das Cores Características do Objeto Status de Funcionamento - Supervisório (Elipse E3)

Também como exemplo, o indicador de presença de palete assume a cor laranja

quando acionado, e a cor cinza quando desativado. O preenchimento é escolhido

como sólido para quando estiver ligado (2) e sem preenchimento quando estiver

desligado (0). Ambas as situações são observadas nas Figuras 42 e 43.

Figura 42 - Definição das Cores Características do Objeto Palete ST1 - Supervisório (Elipse E3)

Figura 43 - Definição do Preenchimento Característico do Objeto - Supervisório (Elipse E3)

46



Campus de Sorocaba Para os botões de troca de tela, a sua ação foi definida através da tela de scripts,

onde foi selecionada uma ação para o evento de clique no botão. Foi selecionado o

pick “abrir tela” para a Telainicial, no quadro “_top” com zoom inicial de 100, o que

pode ser observado na Figura 44.

Figura 44 - Configuração do Botão de Troca de Tela - Supervisório (Elipse E3)

Para elaboração dos botões de “Start” e “Stop”, que são do tipo sem trava, foi

necessário o desenvolvimento de uma breve programação com o auxílio da

ferramenta AppBrowser. Ambos os trechos podem ser observados nas Figuras 45 e

46, onde a única diferença é o objeto dentro da função GetObject() de acordo com a

função desejada.

Figura 45 - Configuração do Botão Reset - Supervisório (Elipse E3)

Figura 46 - Configuração do Botão Start - Supervisório (Elipse E3)

47



Campus de Sorocaba Foram definidos dois botões de troca de tela (apresentação e funcionamento);

cinco luzes indicadoras de funcionamento, uma para cada estação - Sorting, Handling

6, Distribution, Testing e Esteira - (no caso da esteira, indica quando a peça está sendo

transportada por ela); um botão de “Start” individual para cada estação (exceto

Esteira); uma luz mais display contador para indicar o armazenamento de peça; uma

luz mais display para indicar o descarte de peça; dois indicadores de presença de

palete nas estações 1 e 2; um botão “Start” do processo (Esteira); um botão “Reset”

do processo (Esteira); e um indicador de funcionamento do processo (Esteira).

Dessa forma, foram definidas as funções de todos os objetos, o sistema

supervisório foi compilado, e todas as suas funcionalidades puderam ser observadas.

5.4 Dificuldades Encontradas

Durante o desenvolvimento deste projeto foram encontradas algumas

dificuldades que serão listadas a seguir, bem como as soluções adotadas.

O primeiro problema encontrado foi relacionado a rampa de fornecimento de

peça da estação Testing. Após a elevação da estação, e o fornecimento da peça para

a rampa, a mesma não deslizava corretamente após o acionamento do jato de ar,

responsável por diminuir o atrito do sistema e permitir o deslizamento. A solução

encontrada foi a alteração da inclinação da rampa, que precisou ser colocada em um

ponto de equilíbrio, pois ao exagerar na inclinação a peça deslizava com uma

velocidade muito alta, que impedia que ela se alocasse corretamente no palete.

Outra dificuldade foi no fornecimento de peça para a estação Sorting, realizado

pelo braço robótico da estação Handling 6. Ao realizar a descida da garra com uma

peça, quando o movimento de abertura da mesma era realizado, a peça não ficava

alocada estação Sorting, pois um desalinhamento entre as duas estações fazia com

que a peça fosse pega novamente pela garra ao realizar a sua subida. A solução

adotada foi um correto alinhamento entre as estações, que permitiu que este processo

fosse realizado com êxito. No entanto, também poderia ter sido adotada uma rotina

de programação que só realizasse o fechamento da garra após a sua elevação

completa.

Os sensores de identificação da cor das peças na estação Testing não permitia

a diferenciação da peça rosa e da preta. A solução adotada foi considerar a peça prata

48



Campus de Sorocaba como a que deveria ser descartada nesta etapa (com defeito), pois era a única que

poderia ser diferenciada.

O sensor da garra da estação Handling 6 não identificava a presença de uma

peça preta, o que impedia que a rotina de programação implementada inicialmente

funcionasse. A solução adotada foi abrir mão dessa verificação, pois foi a única forma

de permitir que peça preta fosse transportada até a estação Sorting.

A rede Profibus-DP foi configurada corretamente, porém não estava realizando

a comunicação entre os dispositivos conectados a ela. Após muitas verificações, foi

identificado que o problema estava nos resistores de terminação, que estavam

posicionados de maneira errada. Para que a comunicação fosse realizada

corretamente, todos os resistores do processo foram desativados, exceto o da estação

Testing (último do barramento de conexão). Além disso, a estação 2 foi desconectada

fisicamente da rede, para que não houvesse influência dos seus CLP’s, caso

estivessem ligados.

Ao inserir a a sua licença (hardkey), o software Elipse E3 não estava realizando

a sua identificação. Foi verificada então a necessidade de inserir a licença antes de

ligar o computador, o que resolveu este problema.

49



Campus de Sorocaba 6. RESULTADOS

Após a implementação de todas as etapas anteriores, o funcionamento do sistema

completo obteve resultados bastante satisfatórios. As programações dos CLP’s

executaram todas as etapas desejadas. A rede Profibus permitiu que os dispositivos

se comunicassem corretamente. E o supervisório garantiu a visualização de todo o

processo, além da atuação quanto ao seu funcionamento.

As telas do sistema supervisório resultantes podem ser observadas nas Figuras

47 e 48. A primeira tela apresenta os dados do projeto, já a segunda apresenta todos

os objetos de visualização e atuação. Ao clicar no botão “Iniciar” na primeira tela, a

segunda tela foi aberta.

Figura 47 - Primeira Tela do Sistema Supervisório - Informações

Figura 48 - Segunda Tela do Sistema Supervisório - Visualização e Controle

50



Campus de Sorocaba As estações utilizadas são apresentadas nas Figuras 49, 50 e 51, sendo Esteira,

Estação 1 (Distribution + Testing) e Estação 6 (Handling 6 + Sorting), respectivamente.

Ao clicar no botão “Start” do sistema (Painel da esteira), a movimentação do palete

pela esteira foi iniciada.

Figura 49 - Estação Esteira

Figura 50 - Estação 1 (Distribution + Testing)

51



Campus de Sorocaba

Figura 51 - Estação 6 (Handling 6 + Sorting)

O palete sem peça chegou até a Estação 1, onde teve sua passagem bloqueada.

Neste momento, a rotina de solicitação de peça foi acionada, e um sinal foi enviado à

estação Distribution via rede Profibus, como pode ser observado na Figura 52.

Figura 52 - Palete sem Peça na Estação 1

Na figura 53 pode ser observado o início de funcionamento da estação Distribution,

que ao identificar o pedido de peça acionou o pistão de alimentação, realizou a coleta,

e em seguida o forneceu a peça para a estação Testing (Figura 54). Neste momento

52



Campus de Sorocaba um sinal via Profibus foi enviado à próxima estação, para que esta inicie seu

funcionamento.

Figura 53 - Coleta de Peça do Estoque da estação Distribution

Figura 54 - Fornecimento de Peça para a estação Testing

Após o recebimento da peça, a estação Testing identificou que a mesma era da

cor rosa, e realizou a subida do elevador. O pistão de alimentação foi acionado,

53



Campus de Sorocaba deixando a peça sobre a rampa de alimentação. Em seguida, o jato de ar foi acionado,

e peça rosa deslizou até o palete, como pode ser observado nas Figura 55 e 56.

Figura 55 - Elevação e Entrega da Peça ao Palete

Figura 56 - Recebimento da Peça pelo Palete

Após a chegada da peça ao palete, o mesmo teve a sua passagem liberada e

transitou até a próxima estação, como pode ser observado na Figura 57. Assim que o

palete com a peça rosa chegou na Estação 6, o sinal de para a estação Handling 6 foi

54



Campus de Sorocaba enviado, via rede Profibus. O braço robótico realizou o movimento para a posição de

retirada e realizou a coleta da peça, apresentado na Figura 58. Em seguida, o braço

levou a peça até a posição de entrega e depositou a peça na estação Sorting (Figura

53). O palete teve sua passagem liberada pela esteira, assim que teve a peça rosa

removida.

Figura 57 – Palete na Estação 6 tendo a Peça Coletada pela estação Handling 6

Figura 58 - Fornecimento de Peça à estação Sorting

55



Campus de Sorocaba A estação Sorting iniciou seu funcionamento, com a ativação de sua esteira. A

peça foi retida durante um segundo, para uma correta identificação de sua cor.

Identificada a cor rosa, o atuador 2 foi acionado, e em seguida a peça foi liberada,

sendo corretamente alocada no Slot 2, como pode ser observado na Figura 59.

Figura 59 - Direcionamento da Peça Rosa ao Slot 2

O mesmo processo anterior foi observado para a peça preta, exceto que o Slot de

armazenamento dessa cor é o de número 1, tendo sido realizado de maneira correta.

O processo de transporte e armazenamento desta peça na Estação 6 pode ser nas

Figuras 60 e 61.

Figura 60 - Coleta da Peça Preta pela estação Handling 6

56



Campus de Sorocaba

Figura 61 - Direcionamento da Peça Preta ao Slot 1

Ao identificar uma peça prata, o seu descarte foi corretamente realizado na estação

Testing, através do acionamento de seu pistão sem a elevação da plataforma,

conforme a Figura 62. Em seguida, um sinal de acionamento foi enviado para a

estação Distribution, para que uma nova peça fosse enviada.

Quando um palete sem peça chegou na Estação 6, sua passagem foi liberada sem

que nenhuma ação fosse realizada, a mesma ação foi observada quando um palete

com peça chegou à Estação 1. Estas situações ocorreram conforme o desejado.

Figura 62 - Descarte de Peça Prata na estação Testing

57



Campus de Sorocaba Todas as etapas foram corretamente realizadas, inclusive a repetição das rotinas

de aquisição e entrega de peças, uma vez que o processo foi estabelecido para

permanecer em um ciclo de funcionamento, até que o botão “Reset” seja pressionado.

Outro ponto observado, é que após a realização de suas rotinas, todas as estações

tiveram o seu funcionamento cessado, até que eu um sinal de “start” fosse recebido

via Profibus, conforme o previsto.

Em seguida, o mesmo processo foi executado, porém através da tela do sistema

supervisório. O botão “Start” foi pressionado em sua tela, iniciando o funcionamento

do sistema como um todo. Neste momento, pôde ser observado que o indicador de

“Status do Sistema” foi ativado. Assim que o palete sem peça chegou à Estação 1, o

sensor de presença desta estação foi indicado na tela do supervisório, bem como o

acionamento da estação Distribution (Figura 63).

Figura 63 - Chegada de Palete sem Peça na Estação 1 - Tela do Supervisório

Na Figura 64 pode ser observado que após o término da rotina da estação

Distribution, a estação Testing foi acionada, tendo seu funcionamento indicado na tela

do supervisório. Em seguida o led amarelo foi acionado, sinalizando que a peça estava

sendo descartada, o que evidencia que a mesma era da cor prata. O seu contador

teve o acréscimo de uma unidade.

58



Campus de Sorocaba

Figura 64 - Descarte de Peça Prata na estação Testing - Tela do Supervisório

Após o descarte da peça prata, o acionamento da estação Distribution foi

observado na tela do supervisório, para que uma nova peça fosse adquirida, como

pode ser observado na Figura 65.

Figura 65 - Solicitação de Uma Nova Peça à estação Distribution - Tela do Supervisório

A estação Testing foi acionada em seguida, e como não houve indicação de peça

descartada, conclui-se que a peça não era prata (Figura 66).

59



Campus de Sorocaba

Figura 66 - Fornecimento de Uma Peça Não Prata - Tela do Supervisório

O indicador da esteira é acionado quando uma peça está sendo transportada por

ela, situação que ocorreu em sequência. A peça já havia sido coletada na Estação 1,

e estava sendo transportada pela esteira até a Estação 6, como pode ser observado

em detalhe na Figura 67. A indicação de palete na estação não é mais apresentada.

Figura 67 - Palete com Peça Transitando pela Esteira - Tela do Supervisório

60



Campus de Sorocaba Assim que o palete chegou na Estação 6, o seu indicador foi aceso. A garra da

estação Handling 6 foi acionada, assim como o seu led na tela do supervisório,

observado na Figura 68.

Figura 68 - Chegada de Palete com Peça à Estação 6 - Tela do Supervisório

O palete teve sua passagem liberada após a coleta da peça, situação que resultou

na desativação de seu indicador de presença e também do led de funcionamento da

esteira, pois não havia mais peça sendo transportada por ela (Figura 69).

Figura 69 - Estação Handling 6 fornecendo Peça à Estação Sorting - Tela do Supervisório

61



Campus de Sorocaba A estação Sorting foi acionada, tendo o seu led aceso. Também foi aceso o led

azul da tela de supervisão, indicando que uma peça estava sendo armazenada. Após

o armazenamento, o seu contador foi incrementado. Outra situação que pôde ser

observada é que o palete já havia chegado na Estação 1, e a estação Distribution foi

acionada, para aquisição de uma nova peça (Figura 70).

Figura 70 - Armazenamento de Peça na Estação Sorting e Palete sem Peça na Estação 1 - Tela do Supervisório

Ao pressionar o botão “Reset” na tela do computador, o sistema todo teve seu

funcionamento interrompido, bem como todos os contadores foram zerados. Outra

situação testada foi o acionamento individual de cada estação - Distribution, Testing,

Handling e Sorting - clicando nos botões verdes abaixo de cada objeto. Este teste

obteve um resultado positivo, pois as estações puderam ser ativadas

independentemente a qualquer momento.

Todos as etapas de funcionamento foram corretamente executadas, bem como as

funcionalidades do supervisório e da rede Profibus.

62



Campus de Sorocaba 7. CONCLUSÕES

O projeto desenvolvido atingiu todas as expectativas iniciais, com cada etapa do

processo sendo executada de modo satisfatório. A correta programação dos CLP’s

resultou em um processo industrial robusto, onde o ciclo de execução poderia ser

mantido de maneira contínua e confiável. A rede Profibus proporcionou comunicação

plena entre todos os dispositivos programados, permitindo a interação necessária

para que o sistema operasse da maneira desejada. O supervisório permitiu que o

processo fosse acompanhado remotamente por um operador através de sua tela,

garantindo controle e rastreabilidade das peças, e possibilitando que as ações de

ativação e desativação das estações pudessem ser realizadas à distância.

Um ponto de melhoria observado no desenvolvimento do projeto foram os

sensores das estações da FMS Festo. Muitos deles apresentam falhas em seu

funcionamento, não detectando a presença de peças, bem como as suas cores. Um

trabalho de calibração, ou mesmo substituição quando necessário, poderia ser

implementado, visando uma melhoria dos equipamentos do Laboratório de

Automação. Além disso, a seção 5.4 deste trabalho, que apresenta as principais

dificuldades encontradas em sua realização, pode ajudar no desenvolvimento de

futuros projetos relacionados a este tema.

Alguns aspectos que poderiam ser implementados em trabalhos futuros são: o

desenvolvimento de outros tipos de rede industrial para comunicação dos dispositivos,

como Ethernet ou Hart; a utilização de outras linguagens de programação para os

CLP’s, como blocos de função, SFC ou texto estruturado; e a ampliação do sistema

de automação, incluindo mais estações do Laboratório de Automação.

Os tópicos abordados neste trabalho foram de grande importância e

aprendizado, uma vez que permitiram que alguns dos mais importantes pontos da

automação industrial fossem trabalhados. A utilização de CLP’s, redes e sistemas de

supervisão em conjunto são de grande valia para o futuro, pois são fundamentais na

formação de um engenheiro de controle e automação. Além disso, este sistema de

automação pode ser utilizado nas mais diversas áreas da indústria, podendo ser

desenvolvido futuramente em um ambiente empresarial.

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Campus de Sorocaba 8. REFERÊNCIAS

[1] MADEIRA UFPR. Controladores Lógicos Programáveis - CLP. Madeira, Universidade Federal do Paraná - PDF. Disponível em: <http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasivan/AULACLP.pdf > acessado em: 29/11/2016 [2] Effendi, Asnal - The Design of Control Water Heating System Using Siemens S7 - Department of Electrical Engineering, Institut Teknologi Padang, Indonesia [3] Patil, Suresh - Technology-Based Learning system in Programmable Logic Controller Education - Annasaheb Dange College of Engineering and Technology Ashta [4] Somasundaram, Balasubramaniam - PLC-S7 300 INSTALLATION & PROGRAMMING - VEdIK Foundation, Coimbatore, India [5] Paciência Godoy, Eduardo – Aula 11 – Redes Profibus – Redes Industriais de Comunicação, Universidade Estadual Paulista – UNESP – Campus Sorocaba [6] Basics of PROFIBUS Operation. Disponível em: < https://www.isa.org/pdfs/basics-of-profibus-operation-chapter1/ > acessado em: 27/05/2017 [7] G. Pigny, R. Ferreira, P. Gomes, L. Gyorib e M. Rodaa - A new PROFIBUS interface for vacuum sector gate valve controllers - IOP Publishing for Sissa Medialab [8] Paciência Godoy, Eduardo – Aula 3 – Linguagens de Programação de CLP – Sistemas para Automação e Controle 2, Universidade Estadual Paulista – UNESP – Campus Sorocaba [9] I. Moura Parede e L. E. Lemes Gomes – Automação Industrial Vol. 6 – Habilitação Técnica em Eletrônica, Centro Paula Souza [10] Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) Systems – NATIONAL COMMUNICATIONS SYSTEM, TECHNICAL INFORMATION BULLETIN 04-1 [11] Fernanda M. de Morais, Alexandre J. Pinotti, Ana B. Knolseisen e Antônio F. L. Nogueira - SISTEMA SUPERVISÓRIO DIDÁTICO PARA MONITORAMENTO DE UMA PEQUENA CENTRAL HIDRELÉTRICA - Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina; Universidade do Estado de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Elétrica - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante [12] David Bailey e Edwin Wright - Practical SCADA for Industry - British Library Cataloguing in Publication Data, Copyright 2003, IDC Technologies. [13] Tutorial do E3 para Iniciantes - Copyright 2014 Elipse Software Ltda. Versão 4.5 (23/01/2014)

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Campus de Sorocaba [14] Tutorial do E3 para Desenvolvedores - Copyright © 1999 - 2015 Elipse Software Ltda. Versão 4.6.162 (03/03/2015) [15] Fundamentos e tecnologia do protocolo PROFIBUS. Disponível em: < http://www.profibus.org.br/images/arquivo/fundamentos-e-tecnologia-do-protocolo-profibus-5445327438e7f.pdf> acessado em: 27/05/2017 [16] SIMATIC S7-300 Module data Manual – Siemens AG . [17] SIMATIC NET PROFIBUS Network Manual – Siemens AG [18] Lourenzo Jacob, Rafael – Configuração da Rede ASI na CPU Siemens S7-300 Através do Step 7 – 2013. Universidade Estadual Paulista – UNESP – Campus Sorocaba. Orientador: Prof. Dr. Eduardo Paciência Godoy. [19] Lazarini Verzola, Daniel – Software Elipse E3 para Utilização com CLP Siemens S7 300 – Universidade Estadual Paulista – UNESP – 2015. Campus Sorocaba. Orientador: Prof. Dr. Eduardo Paciência Godoy. [20] Lourenzo Jacob, Rafael – Configuração da Rede Profibus-DP na CPU Siemens S7-300 através do Step 7 – 2013. Universidade Estadual Paulista – UNESP – Campus Sorocaba. Orientador: Prof. Dr. Eduardo Paciência Godoy.

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Campus de Sorocaba APÊNDICE A – Programação dos CLP’s em Linguagem Ladder

Estação Esteira

Figura 71 - Programação da estação Esteira - Linha 1

Nesta primeira linha de programação (Figura 71), ao pressionar o botão “Start”

da esteira, ou seu equivalente no supervisório (M5.0), a memória M0.0 é acionada. A

memória M0.1 impede o programa de iniciar novamente, caso já esteja funcionando.


A segunda linha (Figura 72) indica que ao acionar a memória M0.0 a flag de

funcionamento, representada pela memória M0.1, é setada.


A flag de funcionamento (M0.1) aciona a lâmpada start do painel e também a

memória M6.4 que é a lâmpada de funcionamento no supervisório (Figura 73).

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Campus de Sorocaba


Caso a flag de funcionamento (M0.1) não esteja acionada, a lâmpada do reset é

acesa no painel (Figura 74).


A flag de funcionamento (M0.1) aciona o motor da esteira. Além disso, os pinos

passagem de todas as estações não utilizadas são abaixados, permitindo que o palete

circule livremente por elas (Figura 75).


67



Campus de Sorocaba A linha 6 (Figura 76) faz a verificação se há palete com peça na estação 1, e em

caso afirmativo seta a memória M0.2.


Como a memória M0.2 indica que há palete com peça na estação 1, sua

passagem é liberada, através da atuação do pino de passagem da estação 1. Além

disso, a memória M0.7 é setada, tendo como função indicar que há uma peça sendo

transportada pela esteira (Figura 77).


Após a saída do palete com peça da estação 1, a memória M0.2 é resetada,

erguendo novamente o seu pino de passagem (Figura 78).


68



Campus de Sorocaba Caso um palete sem peça seja identificado na estação 1, a memória M0.4 é

acionada. A memória M1.0 é setada para impedir que M0.4 seja acionada mais de

uma vez por ciclo (Figura 79).


A memória M0.4, ou a memória M5.4 (Start Distribution, via supervisório),

acionam a saída Q2.0. Essa saída é utilizada como start da estação Distribution, via

rede Profibus (Figura 80).


A memória M1.0, que tem como função impedir que a estação Distribution seja

acionada mais de uma vez por ciclo, só é resetada quando o palete deixa a estação

(Figura 81).


A linha 12 verifica se há palete sem peça na estação 6. Caso haja, a memória

M0.3 é acionada (Figura 82).

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Campus de Sorocaba


Como a memória M0.3 indica que há palete sem peça na estação 6, sua

passagem é liberada, através da atuação do pino de passagem da estação 6. Além

disso, a memória M0.7 é resetada, indicando que não há mais peça sendo

transportada pela esteira (Figura 83).


Após a passagem do palete pela estação 6, a memória M0.3 é resetada,

retornando o pino de passagem da estação para a posição “levantado” (Figura 84).


Caso haja palete com peça na estação 6, a memória M0.5 é acionada (Figura

85).

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Campus de Sorocaba


A memória M0.5, ou a memória M5.3 (Start Handling 6, via supervisório),

acionam a saída Q1.0. Essa saída é utilizada como start da estação Handling 6, via

rede Profibus (Figura 86).


Ao pressionar-se o botão “Reset” do painel do CLP, ou o reset virtual na tela do

supervisório (M5.1), a esteira para de funcionar. Além disso, todos os outros CLP’s

são resetados, e as outras estações também cessam seus funcionamentos (Figura

87).

A estação Esteira foi escolhida para ser utilizada como mestre da rede Profibus,

o que acarretou que todas as comunicações entre CLP’s fossem realizadas através

dela. A conexão do supervisório com o sistema também foi realizada através deste

71



Campus de Sorocaba CLP. Por estes motivos, as linhas de programação apresentadas abaixo são

relacionadas a essas conexões.


A saída Q0.0 aciona o funcionamento da estação Sorting, utilizando a rede

Profibus. Essa saída pode ser acionada através da tela do supervisório (M5.2) ou pela

estação Handling 6 (I1.2), observado na Figura 88.


A saída Q3.0 aciona o funcionamento da estação Testing, utilizando a rede

Profibus. Essa saída pode ser acionada através da tela do supervisório (M5.5) ou pela

estação Distribution (I2.2), observado na Figura 89.


A linha 20 permite que a estação Testing (I3.6) acione a estação Distribution

(Q2.6) após a realização de um descarte de peça (Figura 90).

72



Campus de Sorocaba


A linha 21 indica o funcionamento da estação Sorting (I0.5) na tela do

supervisório (M6.0) (Figura 91).


A linha 22 indica o funcionamento da estação Handling 6 (I1.5) na tela do



A linha 23 indica o funcionamento da estação Distribution (I2.5) na tela do



A linha 24 indica o funcionamento da estação Testing (I3.5) na tela do


73



Campus de Sorocaba


A linha 25 indica na tela do supervisório (M7.1) se há Palete parado na estação

1, utilizando o sensor de presença da mesma (Figura 95).


A linha 26 indica na tela do supervisório (M7.6) se há Palete parado na estação

6, utilizando o sensor de presença da mesma (Figura 96).


A linha 27 indica na tela do supervisório (M6.7) se há peça circulando pela esteira

(M0.7) (Figura 97).

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Campus de Sorocaba


A entrada I0.4 indica o momento em que há uma peça sendo armazenada na

estação Sorting e incrementa uma contagem realizada na posição de memória

MW100 do CLP. Essas informações são apresentadas na tela do supervisório através

de M6.5 e da memória MW100. Um toque no botão “Reset” aciona M2.4 que zera a

contagem (Figura 98).


A entrada I3.4 indica o momento em que há uma peça sendo descartada na

estação Testing e incrementa uma contagem realizada na posição de memória

MW150 do CLP. Essas informações são apresentadas na tela do supervisório através

de M6.6 e da memória MW150. Um toque no botão “Reset” aciona M2.4 que zera a

contagem (Figura 99).

75



Campus de Sorocaba Estação Sorting

Ao pressionar o botão “Start” ou receber o start da estação Handling 6 via rede

Profibus (I0.0) a memória M0.0 é acionada. A memória M0.1 impede que o sistema

seja iniciado mais de uma vez por ciclo (Figura 100).

Figura 100 - Programação da estação Sorting - Linha 1

A memória M0.0 seta a flag de funcionamento do sistema (M0.1) (Figura 101).


A flag de funcionamento (M0.1) aciona a “Lâmpada Start”, que indica o

funcionamento da estação (Figura 102).


Se a flag de funcionamento (M0.1) não estiver setada, a “Lâmpada Reset” é

acionada, indicando que a estação não está funcionando (Figura 103).


76



Campus de Sorocaba A flag de funcionamento (M0.1) aciona a esteira da estação Sorting (Figura 104).


Com a estação em funcionamento, espera-se o recebimento de uma peça na

esteira da estação. Após o seu recebimento, inicia-se a contagem de um segundo,

para que a cor da peça possa ser identificada corretamente pelos sensores. Em

seguida, a memória M2.0 é setada (Figura 105).


Com a memória M2.0 acionada, é realizada a verificação se a peça é da cor rosa,

através dos sensores da estação. Caso seja, a memória M0.2 é setada. As memórias

M0.6 e M0.4 indicam que uma peça de outra cor foi identificada (Figura 106).


A memória M0.2, que indica que a peça é rosa, aciona o atuador 2, direcionando

a peça para o segundo slot de armazenamento (Figura 107).

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Campus de Sorocaba


A linha 9 garante que, após a identificação da cor da peça, e que o atuador

correspondente seja ativado, a passagem pela esteira seja liberada (Figura 108).


Após liberar a peça rosa, é verificado se a mesma já passou pelo atuador de

passagem, que está recolhido. Caso já tenha passado, a memória M0.3 é acionada

(Figura 109).


A memória M0.3 garante que a peça rosa tenha tempo suficiente para ser

alocada (2 segundos), e em seguida reseta as memórias utilizadas e aciona a

memória M7.0. Nesta etapa, o funcionamento da estação é cessado (Figura 110).

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Campus de Sorocaba


Com a memória M2.0 acionada, é realizada a verificação se a peça é da cor

preta, através dos sensores da estação. Caso seja, a memória M0.4 é setada. As

memórias M0.6 e M0.2 indicam que uma peça de outra cor foi identificada (Figura

111).


A memória M0.4, que indica que a peça é preta, aciona o atuador 1, direcionando

a peça para o primeiro slot de armazenamento (Figura 112).


Após liberar a peça preta, é verificado se a mesma já passou pelo atuador de


(Figura 113).

79



Campus de Sorocaba


A memória M0.5 garante que a peça preta tenha tempo suficiente para ser




Com a memória M2.0 acionada, é realizada a verificação se a peça é da cor

prata, através dos sensores da estação. Caso seja, a memória M0.6 é setada. As

memórias M0.4 e M0.2 indicam que uma peça de outra cor foi identificada (Figura

115).


80



Campus de Sorocaba Após liberar a peça preta, é verificado se a mesma já passou pelo atuador de


(Figura 116).


A memória M0.7 garante que a peça prata tenha tempo suficiente para ser




A linha 19 garante que todas as memórias sejam utilizadas resetadas caso

ocorra qualquer uma das três situações a seguir: o botão “Reset” seja pressionado; a

memória M7.0 seja acionada (sempre que uma peça é armazenada); a entrada I0.1

seja acionada (Reset do supervisório) (Figura 118).

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Campus de Sorocaba


A lâmpada de funcionamento (“start”) do sistema aciona a saída Q0.5, que é o

indicador de funcionamento no supervisório (via rede Profibus) (Figura 119).


Quando há uma peça rosa ou preta sendo armazenada, a saída Q0.4 (indicador

no supervisório, via Profibus) é setada (Figura 120).

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Campus de Sorocaba


A saída Q0.4 é mantida setada por cinco segundos, para uma melhor

visualização no sistema supervisório. Após esse tempo, a saída é resetada (Figura

121).


Estação Handling 6

Ao pressionar o botão “Start” ou receber o start da esteira, via rede Profibus, a

memória M0.0 é acionada. A memória M0.1 impede que o sistema seja acionado

novamente, durante o seu funcionamento (Figura 122).

Figura 122 - Programação da estação Handling 6 - Linha 1

O acionamento da memória M0.0 seta a flag de funcionamento da estação

Handling 6 (M0.1) (Figura 123).

83



Campus de Sorocaba








A flag de funcionamento do sistema (M0.1) aciona a memória M0.2. A memória

M0.3 impede que a rotina de movimento seja acionada novamente (Figura 126).


O acionamento da memória M0.2 seta a memória M0.3 (Figura 127).


84



Campus de Sorocaba A memória M0.3 envia a garra no sentido “berço”, para coletar a peça, caso a

memória M0.4 não esteja acionada (Figura 128).


Quando a garra chega na posição pegar, reconhecida através do sensor, a

memória M0.4 é setada, impedindo que o movimento anterior seja repetido neste ciclo

(Figura 129).


A memória M0.4, caso M0.5 não esteja acionada, faz com que a garra se abra.

Outra forma de abrir a garra é com a memória M0.7 acionada e a garra abaixada,

condição de entrega da peça para a estação Sorting (Figura 130).


Além de abrir a garra, a memória M0.4 também abaixa a garra, caso a memória

M0.5 não esteja acionada. Esta função também é executada pela memória M0.7, se

M1.0 não estiver acionada (Figura 131).

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Campus de Sorocaba


Caso a memória M0.4 esteja setada e garra abaixada, a memória M0.5 é setada,

impedindo que as situações anteriores sejam realizadas no mesmo ciclo (Figura 132).


Com a memória M0.5 acionada, a memória M0.6 é setada quando a garra chega

na posição de elevação total (Figura 133).


A memória M0.6, caso haja peça na garra e a memória M0.7 não esteja

acionada, envia a garra ao sentido de entrega da peça para a estação Sorting (Figura

134).


86



Campus de Sorocaba Com a memória M0.6 setada, espera-se a garra chegar até a posição de entrega

para setar a memória M0.7 (Figura 135).


Nesta condição, com a memória M0.7 acionada, verifica-se através dos sensores

o momento em que a garra está abaixada e peça foi solta, então a memória M1.0 é

setada (Figura 136).


A memória M1.0 aciona a memória M1.1 e seta a memória M1.2 (Figura 137).


A memória M1.2 aciona a saída Q1.2, que é o “Start” da estação Sorting, aguarda

2 segundos através de um timer, e se auto reseta (Figura 138).

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Campus de Sorocaba


A linha 18 reseta todas a memórias do programa, e pode ser acionada via botão

“Reset” físico do CLP, via rede profibus com o “Reset” do supervisório (I1.1) e no meio

de sua rotina pela memória M1.1 (Figura 139).


O funcionamento da “Lâmpada Start” da estação aciona a saída Q1.5, que é o

indicador via rede Profibus de seu funcionamento no supervisório (Figura 140).

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Campus de Sorocaba


Estação Distribution

Ao pressionar o botão “Start”, receber o start da esteira via rede Profibus (I2.0)

ou via supervisório (I2.6) a memória M0.0 é acionada. A memória M0.1 impede que o

sistema seja iniciado mais de uma vez por ciclo. Além disso, as memórias M2.0 e M1.2

são resetadas (Figura 141).

Figura 141 - Programação da estação Distribution - Linha 1


Distribution (M0.1) (Figura 142).




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Campus de Sorocaba





Após iniciar o funcionamento da estação, é feita a verificação se há peça

armazenada em seu estoque, e em caso afirmativo a memória M0.2 é setada. Este

acionamento acontece caso as memórias M0.3 e M0.6 não estejam acionadas (Figura

145).


Após identificar a existência de peça, a memória M0.2 envia a ventosa no sentido

de entrega de peça, caso M0.3 não esteja acionada. O acionamento de M0.7 executa

a mesma função, desde que M1.0 não esteja acionada (Figura 146).

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Campus de Sorocaba


Quando a ventosa chega na posição “soltar” (entrega de peça), com a memória

M0.2 acionada, M0.6 é setada e M0.2 é resetada. Com estas condições, sem o

acionamento de M0.4, a memória M0.3 é setada (Figura 147).


A memória M0.3 aciona o pistão que empurra a peça para que seja recolhida

pela ventosa, caso M0.4 não esteja acionada (Figura 148).


Após identificar que o pistão de alimentação está acionado, juntamente com a

memória M0.3, e sem o acionamento de M0.5, resulta-se na memória M0.4 setada

(Figura 149).

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Campus de Sorocaba


O acionamento da memória M0.4, caso M0.5 não esteja acionada, envia a

ventosa no sentido de coleta de peça. Situação semelhante ao acionamento de M1.1,

sem que M1.2 esteja acionada (Figura 150).


A chegada da ventosa na posição de coleta, com M0.4 acionada, reseta as

memórias M0.3 e M0.4. E caso M0.7 não esteja acionada, M0.5 é setada (Figura 151).


A memória M0.5 aciona a sucção da ventosa, para que seja realizada a coleta

da peça (Figura 152).

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Campus de Sorocaba


Com M0.5 acionada, com a identificação de uma peça na ventosa e a memória

M1.0 desativada, o resultado é M0.7 setada (Figura 153).


A memória M0.7 mais a identificação da ventosa na posição soltar, resetam as

memórias M0.5 e a própria M0.7. Com M1.1 desativada, resulta-se em M1.0 setada

(Figura 154).


Caso as memórias M0.5 e M1.1 estejam desativadas, M1.0 esteja acionada e a

ventosa esteja na posição pegar, a ventosa expulsa peça através da inversão da

sucção, para entrega-la à estação Testing (Figura 155).

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Campus de Sorocaba


Assim que a peça é solta, e a ventosa ainda se encontra na posição de entrega,

sem o acionamento de M1.2, o resultado é M1.1 setada e M1.0 resetada (Figura 156).


A linha 17 seta a memória M1.2 e reseta as memórias M1.1, M0.1 e M0.6 caso

não haja mais peça na ventosa e a mesma encontre-se na posição pegar, com M1.1

acionada e M2.0 desativada (Figura 157).


O acionamento da memória M1.2 seta a memória M2.0 e reseta a própria M1.2.

Um sinal de “Start” é enviado para iniciar o funcionamento da estação Testing, via

Profibus pela saída Q2.2 (Figura 158).

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Campus de Sorocaba


O acionamento do botão reset físico, via supervisório (I2.1) ou a memória M1.2

resetam todas as memórias do sistema (Figura 159).


O acionamento do botão reset físico ou via supervisório (I2.1) reseta as

memórias M1.2 e M2.0. O Acionamento da memória M1.2 não afeta essa linha (Figura

160).

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Campus de Sorocaba


A “Lâmpada Start” acionada ativa a saída Q2.5, que é o indicador de

funcionamento da estação no supervisório, via rede Profibus (Figura 161).


Estação Testing

Ao pressionar o botão “Start”, receber o start via rede Profibus (I3.0) ou via

identificação de recebimento de peça (M3.0) a memória M0.0 é acionada. A memória

M0.1 impede que o sistema seja iniciado mais de uma vez por ciclo (Figura 162).

Figura 162 - Programação da estação Testing - Linha 1

A linha 2 funciona como um detector de peça. Caso seja identificado o

recebimento de uma peça com a estação abaixada, inicia-se uma contagem de dois

segundos, e logo em seguida aciona-se a memória M3.0, que inicia o processo (Figura

163).

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Campus de Sorocaba



Testing (M0.1) (Figura 164).






acionada, indicando que a estação não está funcionando. A mesma condição aciona

a memória M0.7 (Figura 166).

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Campus de Sorocaba


A linha 6 verifica se a peça não é metálica, e se as memórias M0.4 e M0.5 não

estão acionadas, e em caso afirmativo, seta M0.2 e M0.4 (Figura 167).


A linha 7 verifica se a peça é metálica, se as memórias M0.4, M1.1 e M0.5 não

estão acionadas, e se a estação está abaixada, e em caso afirmativo, seta M0.3, M0.5

e Q3.4 (Figura 168).


A saída Q3.4 aciona uma contagem de 5 segundos, e após este tempo reseta a

mesma saída. Esta saída indica o descarte no supervisório, via rede Profibus (Figura

169).

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Campus de Sorocaba


A linha 9 aciona o pistão que descarta a peça, caso esta seja prata. Esse

processo é realizado através da estação abaixada, caso a memória M0.3 esteja

acionada e a M1.1 não esteja. O acionamento de M0.6 também realiza a retirada de

peça, mas para a rampa de entrega. Este processo seta a memória M0.7 (Figura 170).


Após a realização do descarte de uma peça prata, um contador de 1 segundo é

acionado, e a memória M1.6 é setada, para realizar o acionamento da estação

Distribution (Figura 171).


A linha 11 aciona a estação distribution (Q3.6), em caso de descarte de peça.

Além disso, a memória M1.6 é resetada (Figura 172).

99



Campus de Sorocaba


A linha 12 garante que o acionamento do pistão de retirada de peça seja feito

por pelo menos 2 segundos, quando a memória M0.7 é acionada e M1.1 está

desativada. Após este tempo M0.3, M0.6 e M07 são resetadas e M1.1 é acionada

(Figura 173).


A linha 13 faz a subida do elevador, quando a memória M0.2 está acionada e

M0.6 não está (Figura 174).


A linha 14 realiza a verificação se o elevador subiu até a altura da rampa de

entrega, quando a memória M0.2 está acionada. E então seta M1.0 e M0.6, e reseta

M0.2 (Figura 175).

100



Campus de Sorocaba


A linha 15 aciona o jato de ar para que a peça deslize pela rampa de entrega,

até o palete na esteira, quando M1.0 e M1.1 estão acionados. A memória M1.2 é

setada (Figura 176).


A linha 16 garante que o jato de ar fique acionada por 3 segundos, tempo

suficiente para que a entrega de peça seja realizada, quando M1.2 está acionada. As

memórias M1.0 e M1.2 são resetadas. M1.3 é setada (Figura 177).


101



Campus de Sorocaba Quando acionada, a memória M7.0 desce o elevador, bem como a combinação

do acionamento das memórias M0.1, M1.3 e o pistão de retirada esteja recuado

(Figura 178).


A próxima linha permite que o processo seja reiniciado, realizando um reset de

memórias. Para isso, quando M1.3 está acionada e a estação está abaixada, a

memória M1.4 é setada, e a própria M1.3 é resetada (Figura 179).


O acionamento de M1.4, que indica a entrega de uma peça para o palete, bem

como a realização de um descarte de peça, iniciam uma contagem de dois segundos.

Terminada esta contagem, a memória M1.4 é resetada, e um reset das memórias é

realizado, através da memória M7.1, que permite que o sistema seja acionado

novamente (Figura 180).

102



Campus de Sorocaba


O acionamento do botão “reset” físico, via supervisório I3.1 ou durante o

funcionamento do sistema (M7.1) faz com que todas as memórias sejam resetadas

(Figura 181).


Caso a “Lâmpada Start” da estação esteja acionada, é realizada a indicação de

funcionamento da mesma no supervisório (Q3.5) (Figura 182).

103



Campus de Sorocaba


Documents

CLEITON ANTONIO AIZZA JUNIOR - Unesp · Aizza Junior, Cleiton Antonio. Programação, rede e supervisório para um processo industrial na FMS Festo / Cleiton Antonio Aizza Junior,