Autor: Olavo Henrique Leite Alves Madeira

Resumo—O objetivo desse estudo é fazer a interação entre kits de CLP e esteira, para realizar projetos que aproximam-se de processos industriais. Para isso, será utilizado o kit XC132 (SIMATIC S7-300) e o kit XC243 (ESTEIRA), ambos da Exsto Tecnologia. Assim é possível programar em Ladder ou em Texto estruturado para controlar os recursos disponíveis do kit Esteira .

I. INTRODUÇÃO
Assim como em indústrias onde é necessário o controle de máquinas, motores, equipamentos, sensores e atuadores diversos (pistões, leds, encoders, etc.), para controlar linhas de produção e processos, demostraremos aqui um caso de aplicação possível de ser observada nessas áreas.
O estudo de caso a seguir serve como experiência prática de desenvolvimento de programas capazes de controlar um processo que imita uma linha de produção. O caso em questão, pede que o programador configure o kit para que um indicador luminoso (amarelo) fique aceso com a esteira sem movimento.
Quando a esteira estiver em movimento um indicador luminoso (vermelho) deve ficar aceso.
O programador deve criar uma lógica de separação de peça atuando os pistões. Cada caixa lateral deve receber 3 peças e quando cada caixa atingir seu valor, um indicador luminoso (verde) deverá acender.
Cada caixa de descarte deve contabilizar a peça descartada através de um bloco contador.
Quando todas as caixas receberem suas peças, a esteira é desligada.
Deve-se limitar o uso de no máximo 8 entradas e 8 saídas.

II. DESENVOLVIMENTO
Para esse caso foram utilizados os kits da Exsto Tecnologia de PLC e Esteira Transportadora, kit XC132[2] e Kit XC243[3], respectivamente. Cada caso foi resolvido usando a plataforma de desenvolvimento TIA Portal v13, da Siemens e em 2(dois) tipos de linguagem, Ladder e Texto estruturado.
O kit XC132(Figura 1) possui o CLP da Siemens SIMATIC S7-300, CPU 314C-2 PN/DP modelo 314-6EH04-0AB0 com entradas e saídas digitais e analógicas incorporadas. Conta também com uma IHM gráfica colorida com tela touch, e ainda módulos de chaves, botões e sinaleiros.
O kit XC243(Figura 2) é uma Esteira Transportadora que possui motor DC, sensores(Ópticos, capacitivo, indutivo, reed switch, fim de curso), sistema pneumático, atuadores eltromecânicos que desviam as peças para as caixas de descarte, módulos de botões, chaves, sinaleiros, Buzzers e Displays que exibem a quantidade de peça descartada em cada caixa de descarte.

XC132-siemens-s7300-1

Fig.1 XC132

XC243-esteira-22

Fig.2 XC243

A. Recursos utilizados
Como as entradas e saídas foram limitadas em no máximo 8 e afim de uma melhor visualição do desafio, foi criada uma tabela para a solução em Ladder (Tabela 1 ) e uma tabela para a solução em Texto estruturado (tabela2). Essas tabelas identificam todas as entradas e saídas
do CLP, nomes das Tags e o nome referente ao módulo painel de controle da Esteira.

tabela 01

B. Ladder
Para começar a programação em Ladder foi feita a lógica dos indicadores luminosos de movimento da esteira. Foram utilizados bobinas não retentivas, pois a lógica ficou dependente do estado do motor.
Em seguida foi elaborada a lógica para ligar o motor com o botão NA(normalmente aberto) e desligar a válvula de recuo do 3º pistão. E uma lógica para desligar e reiniciar todo o processo com o botão NF (normalmente fechado).
A lógica de separação das peças foi criada e de modo que a 1ª, 3ª e 5ª peça são descartadas na primeira caixa de descarte, a 2ª, 6ª e 8ª peça na segunda caixa de descarte e a 4ª, 7ª e 9ª peça na terceira caixa. Para fazer a contagem das peças foi usado um bloco contador, chamado de “contador geral”, ligado ao sensor C1 (sensor capacitivo). Desse modo, usando a porta CV (Current Value, valor atual) é possível determinar qual peça está na esteira. O sensor C1 também aciona um bit interno de dado do tipo M denominada “SCAP” e também desliga V4
que faz recuo do pistão 3(Figura 3).
A lógica para acionar o avanço dos pistões foi feita usando chaves comparadoras, para determinar qual peças está na esteira, uma chave normalmente aberta para SCAP, uma chave normalmente fechada denominada “TRAVA” que é aberta quando a caixa recebe as 3 peças de descarte, e um temporizador que aciona o pistão referente a caixa de descarte que será usada e
deixa em 0 “SCAP”. A mesma lógica foi feita para as outras caixa de descarte.
O recuo dos pistões é feito quando a peça passa pelo sensor de fim de curso da caixa de descarte. Cada um desses sensores de fim de curso( FC1, FC2, FC3) é ligado a um contador. Esses contadores servem para contabilizar as peças descartadas em cada caixa de
descarte, acionar as travas de cada lógica e acender o indicador luminoso verde que, quando ativo, aciona um temporizador programado com 2 segundos, para desligar o indicador verde.
Por fim, foi colocado um contador para contabilizar as peças descartadas, independentemente da caixa que for descartada. Quando a contagem desse contador atinge as 9 peças descartadas, a saída desse contador é acionada e para o motor da esteira.

tabela 02

Fig.3 Lógica para atuar o pistão

 

 

tabela 03

Fig4. Desliga led verde

 

C. Texto Estruturado
A lógica de separação na linguagem de Texto estruturado segue a mesma lógica criada em Ladder. Para começar o desenvolvimento do programa foi feita a lógica de indicadores luminosos para indicar se a esteira esta ou não em movimento. Em seguida, a lógica para acionar o motor com o botão NA. Junto dessa ação foi colocada para desligar V4(válvula 4) que faz o recuo do pistão 3, de dupla ação, para que não tenha conflito no momento de fazer o avanço deste.
O sensor C1 ficou responsável também por desligar V4 e por colocar em 1 a variável de dado tipo M, “SCAP”. Para fazer a seleção das peças foi utilizado um bloco contador. Assim, quando “SCAP” estiver em 1, ou seja, uma peça passou pelo sensor capacitivo, ela pode seguir por três caminhos já determinados. Portando, quando ‘SCAP” está em 1, a lógica irá ler a porta CV do contador e determinar em qual caixa esta será descartada acionando as variáveis “cx1”(1ª caixa) ou “cx2”(2ª caixa) ou “cx3“(3ª caixa). Estas variáveis são entradas de temporizadores que no final de sua contagem acionam o pistão referente a a sua caixa. O recuo dos pistões acontecem quando uma peça é descartada, ou seja, quando uma peça passa pelo sensor de fim de curso da caixa de descarte.
Para o acionamento do indicador luminoso de caixa cheia, foram usado contadores, cada um responsável por uma caixa. Dessa maneira quando era contabilizado 3 peças, o contador aciona o indicador luminoso e um temporizador que fica responsável por desigar o Led após 2 segundos.
Para fazer a esteira parar após receber 9 peças, foi utilizado um contador para contar os sensores fim de curso(FC1, FC2, FC3).
Para finalizar foi feita a lógica que desiga e reinicia todo o processo quando o botão NF é pressionado.

tabela 04

Fig.5 Separação da peça

 

III. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Para a solução desse caso em Ladder e em Texto Estruturado, após ser determinado a lógica de separação para os pistões atuarem, o desafio foi fazer com que apenas as peças escolhidas fossem descartadas na caixa correta. Para isso foi necessário o uso da comparação da porta CV do contador geral, desse modo foi possível separar as peças em suas devidas caixas.
Outro desafio foi ligar o Led verde em 3 saídas. Para esse problema, foi feito que o led fosse acesso quando cada caixa recebesse 3 peças, e então com o Led ligado foi colocado um temporizador para desligar o mesmo. A interação entre programador e os kits de CLP e esteira da Exsto Tecnologia, possibilita uma melhor visão do objeto determinado. Isso facilita a aprendizagem e aguça a curiosidade para novos desafios.

REFERÊNCIAS
[1] Suporte da Siemens. Disponível:
(https://www.support.industry.siemens.com/tf/br/en/threads/237/?page=0&pageSize=10).
[2] Manuais do kit XC132.
[3] Manuais do kit XC243.

LINKS
Catálogo do kit XC132
Catálogo do kit XC243
Site do Fabricante

Escrito por exstotecnologia

A Exsto Tecnologia atua no mercado educacional, desenvolvendo kits didáticos para o ensino técnico e tecnológico, nas áreas de eletrônica, elétrica, automação, telecomunicações, energias renováveis e outros.

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