Tcnico de Electrnica, Automao e Comando
Automao e Comando- Introduo ao GRAFCET -
Professor Ricardo Lus Costa1 2010/2011 [email protected]
GRAFCET Grfico Funcional de Comando Etapa - Transio; Mtodo
grfico que permite descrever, em forma de diagrama, as fases de
funcionamento de um
automatismo; Descreve de uma forma clara, simples e de fcil
compreenso o comportamento de um automatismo sequencial.2
[email protected]
1
Elementos Grficos do GRAFCET Etapas Mostra as diferentes fases
de funcionamento do automatismo; Transies Condies que fazem o
processo evoluir de uma etapa para outra; Estrutura de Ligaes
Define as ligaes entre as etapas e as transies. O sentido de evoluo
de cima para baixo e indicado por uma seta; Aces Funcionalidades
implementadas pelas etapas.3 [email protected]
Regras de Evoluo do GRAFCET Regra 1 Duas etapas tm de estar
sempre separadas por uma transio; Regra 2 Duas transies tm de estar
sempre separadas por uma etapa; Regra 3 A transposio de uma transio
s se d quando ela for vlida, ou seja, se todas as etapas anteriores
a ela ligadas forem activas e a receptividade, isto , a funo lgica
a ela associada, for verdadeira;4 [email protected]
2
Regras de Evoluo do GRAFCET Regra 4 A transposio de uma transio
provoca a desactivao de todas as etapas precedentes e a activao de
todas as etapas imediatamente seguintes; Regra 5 Uma transio pode
dividir-se em duas ou mais etapas. Se tal acontecer ento so criadas
sequncias simultneas, que so independentes umas das outras; Regra 6
Uma etapa pode dividir-se em duas ou mais transies. Se tal
acontecer, ento so criadas sequncias alternativas.5
[email protected]
Desenho de um GRAFCET Todos os processos possuem, pelo menos,
uma etapa inicial de repouso. Nesta etapa o autmato que controla o
processo est ligado, mas o processo fsico est parado, ainda no
tendo existindo ordem, interna ou externa, para iniciar; Quando
existe uma ordem que obrigue o processo a iniciar o funcionamento,
seja pelo operador, seja por instruo automtica, deve-se impor ao
GRAFCET uma transio, onde se reflicta esta ordem, mudando-se de
etapa;6 [email protected]
3
Desenho de um GRAFCET Consoante as necessidades do processo, na
etapa para a qual se transitou pode existir, ou no, uma, ou mais
aces, a terem de ser realizadas. Considera-se que as aces so os
accionamentos de sadas, temporizadores, contadores, memrias,
relgios, operaes matemticas ou lgicas; O GRAFCET ir permanecer
nesta segunda etapa at existirem condies que o obriguem a transitar
novamente para outra(s) etapa(s);[email protected]
7
Desenho de um GRAFCET Quando se terminar o ciclo de
funcionamento do processo, ou existir uma ordem de paragem, deve-se
ter o cuidado de repor o GRAFCET na posio inicial de repouso, de
modo que este fique a aguardar nova ordem de marcha.
8
[email protected]
4
Exemplo de um GRAFCETArranque Estrela Tringulo de um motor
trifsico
9
[email protected]
Etapas um GRAFCET Correspondem aos estados do sistema e
representam-se por:No Activas E6=0 Activas E6=1
Aces Associadas Iniciais
10
[email protected]
5
Transies um GRAFCET Correspondem possibilidade de passagem do
estado activo de uma etapa para a seguinte e representam-se
por:
11
[email protected]
Estruturas de Ligao de um GRAFCETTipos de estruturas de ligao
entre etapas: Sequncia nica; Sequncias Alternativas; Sequncias
Simultneas; Salto de Etapas; Repetio de Etapas; Outras estruturas
de Ligao.
12
[email protected]
6
Estruturas de Ligao de um GRAFCETSequncia nica:
13
[email protected]
Estruturas de Ligao de um GRAFCETSequncias
Alternativas:Divergncia OU Convergncia OU
As receptividades das transies de sequncias alternativas devem
ser mutuamente exclusivas, de modo a activar apenas um dos ramos da
sequncia.14 [email protected]
7
Estruturas de Ligao de um GRAFCETSequncias Simultneas:Divergncia
E Convergncia E
frequente que o tempo de execuo de cada uma das sequncias
simultneas seja diferente e como a Convergncia E s pode ser
ultrapassada quando todas as etapas terminais estiverem activas
necessrio introduzir etapas suplementares de espera.15
[email protected]
Estruturas de Ligao de um GRAFCETSalto e Repetio de Etapas:Salto
de Etapas Repetio de Etapas
16
[email protected]
8
Estruturas de Ligao de um GRAFCETOutras Estruturas - Diagramas
Ligados:
17
[email protected]
Estruturas de Ligao de um GRAFCETOutras Estruturas -
Subrotinas:
18
[email protected]
9
Estruturas de Ligao de um GRAFCETOutras Estruturas -
Macroetapas:
19
[email protected]
Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces No
Memorizadas
20
[email protected]
10
Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces
Memorizadas
21
[email protected]
Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces
Memorizadas S/R
22
[email protected]
11
Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces
Dependentes do Tempo (1)
23
[email protected]
Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces
Dependentes do Tempo (2)
24
[email protected]
12
Tipos de Aces de um GRAFCETTabela de Aces Possveis Aces
Condicionadas
25
[email protected]
Nveis de GRAFCETEspecificaes Funcionais (Nvel 1) Especificaes
Tecnolgicas (Nvel 2) Especificaes Operacionais (Nvel 3)
26
[email protected]
13
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Caso Genrico:
Com a Etapa anterior e respectiva Transio verdadeira
(En-1.tn-1=1) activa-se a Etapa seguinte (En=1) e desactiva-se a
Etapa anterior (En-1=0). Utiliza-se a instruo SET para activar
Etapas e a instruo RESET para desactivar Etapas.27
[email protected]
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Sequncia nica:
28
[email protected]
14
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Sequncias Alternativas:
29
[email protected]
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Sequncias Simultneas:
30
[email protected]
15
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Salto de Etapas:
31
[email protected]
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Repetio de Etapas:
32
[email protected]
16
Programao de um GRAFCETMetodologia 1 Etapa Inicial (S7-200):A
etapa inicial (Ei) activada pelo bit do 1 ciclo de Scan, que nos
autmatos s7-200 o SM0.1, ou pelo retorno da ltima Etapa do GRAFCET
(Ei-1).
Metodologia 1 Etapa Inicial (Alternativa):Quando os autmatos no
possuem bit de 1 ciclo, a Etapa inicial (Ei) pode ser activada
quando todas as outras Etapas estiverem
[email protected]
33
Programao de um GRAFCETMetodologia 2 (Rels de Controlo
Sequencial) Caso Genrico:
So utilizadas 3 instrues distintas de Rels de Controlo
Sequencial, onde cada rel corresponde a uma etapa, nomeadamente:
SCR Abre a etapa; SCRT Transita de etapa. Esta instruo desactiva a
etapa actual e activa a prxima; SCRE Fecha a etapa.
34
[email protected]
17
Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Sequncia nica:
35
[email protected]
Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Sequncias Alternativas:
36
[email protected]
18
Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Sequncias Simultneas:
37
[email protected]
Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Salto de Etapas:
38
[email protected]
19
Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Repetio de Etapas:
39
[email protected]
Programao de um GRAFCETMetodologia 2 Etapa Inicial (S7-200):
A Etapa Inicial (E0) activada pelo bit do 1 ciclo de Scan, que
nos autmatos S7- 200 o SM0.1, ou pelo retorno da ltima Etapa do
GRAFCET (Ef).
40
[email protected]
20
Programao de um GRAFCETExerccio 1:Dado o GRAFCET, Implemente a
sua programao no autmato S7-200, por ambos os mtodos vistos
41
[email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.Existem diferentes formas de se implementar a
paragem de emergncia num GRAFCET, mediante as necessidades do
processo. Pode-se implementar a paragem de emergncia num GRAFCET
isolado ou, implementar a dita paragem no mesmo GRAFCET do
processo. Estuda-se de seguida um exemplo de um processo, onde
variam as necessidades da paragem de emergncia, consoante o produto
ao qual aplicado e, onde se apresentam diversas solues com
diferentes graus de complexidade.
42
[email protected]
21
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.Considere um processo no qual existem 2
postos de trabalho (P1 e P2), distantes um do outro e, um veculo
que transporta material desde P1 (onde carregado), at P2 (onde
descarregado) e que depois retorna a P1. Quando a paragem de
emergncia (PE) activada cessam todos os movimentos e activada a
sinalizao luminosa. Quando a PE desactivada, podem ocorrer 4
situaes distintas.43 [email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta parafusos, que no
se deterioram ao longo do tempo, logo depois de PE, o processo
continua no ponto onde estava. 1 Soluo Em todas as etapas, sempre
que aparece a PE, transita-se para outra etapa, equivalente, onde
no se realiza a aco normal e sinaliza-se a PE.
44
[email protected]
22
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta
parafusos, que no se deterioram ao longo do tempo, logo depois
de PE, o processo continua no ponto onde estava. 2 Soluo Em vez de
se repetir todas as etapas, cria-se uma nova, onde se sinaliza e no
se realiza nenhuma aco normal.
45
[email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta parafusos, que no
se deterioram ao longo do tempo, logo depois de PE, o processo
continua no ponto onde estava. 3 Soluo A forma mais simples de um
GRAFCET retomar o que estava a fazer antes da PE no o deixar
evoluir, colocando /PE na transio. Para alm disso, como necessrio
cessar a aco enquanto existir PE)[email protected]
houver
PE,
condicionam-se
as
sadas
e
acrescenta-se a sinalizao (tambm esta condicionada a
46
23
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.1 Situao Carro transporta parafusos, que no
se deterioram ao longo do tempo, logo depois de PE, o processo
continua no ponto onde estava. 4 Soluo Cria-se um GRAFCET para a
PE, que funciona em simultneo com o GRAFCET principal. No GRAFCET
principal continua-se a no deixar mudar de etapa caso exista
PE.
47
[email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.2 Situao Carro transporta gelado, que se
deterioram ao longo do tempo, logo quando a PE deixar de existir, o
processo retorna a P1, para ser descarregado manualmente. 1 Soluo
Sempre que existir PE criam-se ramos alternativos que obrigam a
transitar para a etapa 5, onde se sinaliza a PE. Quando esta deixar
de existir retorna-se ao Posto 1.
48
[email protected]
24
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.2 Situao Carro transporta gelado, que se
deterioram ao longo do tempo, logo quando a PE deixar de existir, o
processo retorna a P1, para ser descarregado manualmente. 2 Soluo
Como existe uma etapa onde se obriga o veculo a recuar at ao Posto
1 (E4) pode levar-se o GRAFCET para esta etapa quando a PE deixar
de existir.
49
[email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.2 Situao Carro transporta gelado, que se
deterioram ao longo do tempo, logo quando a PE deixar de existir, o
processo retorna a P1, para ser descarregado manualmente. 3 Soluo
Cria-se um GRAFCET para a PE, que funciona em simultneo com o
principal. Como o GRAFCET da PE se encarrega de fazer recuar o
veculo at P1, o GRAFCET principal tem de ser colocado no repouso e
no pode sair de l enquanto existir PE. Para tal basta adicionar a
condio ou PE em todas as transies, o que obriga o GRAFCET a
transitar at chegar etapa 0 e a condio e /PE transio t0.50
[email protected]
25
Programao de um GRAFCETExerccio 2 Implementao de Paragem de
Emergncia num GRAFCET.3 Situao Carro transporta manteiga, que se
deteriora ao longo do tempo, mas no imediatamente, logo, quando PE
deixar de existir, verifica-se qual o tempo decorrido. Se for
superior a 1 minuto, o carro retorna a P1 para ser descarregado
manualmente, mas se for inferior continua com a aco que estava a
fazer. Soluo Cria-se um GRAFCET para a PE onde se sinaliza e
verifica o tempo decorrido. O GRAFCET principal permanece na mesma
etapa enquanto no passar um minuto ou transita para a etapa 4 onde
ir recuar, quando deixar de existir PE.51 [email protected]
Programao de um GRAFCETExerccio 3 Portes Automticos
52
[email protected]
26
Programao de um GRAFCETExerccio 3 Portes Automticos A ordem de
abertura dos portes dada por um emissor de comando distncia. Quando
o sinal recebido pelo receptor actua o contacto S0 e abre o porto,
actuando directamente sobre M1 e M2 (KM1.1 e KM2.1). O sinalizador
H1 acende de forma intermitente sempre que os portes abrem e
fecham. O final da abertura dos portes dado pela actuao dos fins de
curso S1.1 e S2.1. O final do fecho dos portes dado por dois
interruptores de excesso de binrio, cada um associado a um motor
(S1.2 e S2.2). Os portes permanecem abertos durante 2 minutos ao
fim do qual voltam a fechar. Se durante o fecho dos portes a
barreira de infravermelhos for interrompida ele voltar a abrir. O
fecho dos portes corresponde a actuar KM1.2 e KM2.253
[email protected]
27
