Comandos Eletroeletrônicos - Prof. Gilmário Lima

Comandos Eletroeletrônicos
Programmable Logic Controller - PLC
Prof. Gilmário Lima

Parte 1
Lógica Programada

Definição de Programmable Logic Controller
O PLC é um equipamento composto de componentes eletrônicos e
memória programável ou não-programável que contém dados e
programas com a finalidade de ler e executar instruções, interagindo
com um sistema que deve ser controlado por dispositivos de input e
output do tipo digital ou analógico (Norma IEC 61131-1).
O PLC é um computador que realiza funções de controle em vários
níveis de complexidade. O aspecto interessante do PLC é que ele
pode ser programado e utilizado por pessoas sem um grande
conhecimento no uso do computador. Este pequeno computador
(PLC) é projetado para trabalhar em ambiente industrial com variação
de temperatura, umidade, vibrações, distúrbios elétricos e outras
variantes que existem no ambiente industrial.

Evolução dos Modernos PLC
O primeiro PLC surgiu no final dos anos 1960 na indústria
automobilística com a finalidade de abreviar os tempos de parada das
máquinas na produção.
Os novos PLC reduzem os tempos de parada da máquina de modo a
tornarem-se competitivos , no mercado. Com o passar do tempo, o
PLC transformou-se em um equipamento mais simples de usar, mais
confiável e produtivo. Dos anos 1980 em diante deu-se um enorme
desenvolvimento na indústria dos computadores. O PLC tornou-se
especializado, e sua difusão cresceu exponencilamente.

Vantagens e Desvantagens na Utilização do PLC
Vantagens
Flexibilidade
Fácil gestão das falhas
Grande número de contatos
Baixo custo
Observação do funcionamento
Velocidade de operação
Facilidade de programação
Desvantagens
Nova tecnologia
Aplicação fixa
Condições ambientais extremas

Algoritmos

Diagrama de Blocos
Um grave erro que os programadores, especialmente aqueles pouco
experientes, em geral cometem é iniciar a relatar um programa sem
escrever uma detalhada documentação da tipologia da máquina e do
programa (software).
É importante lembrar que o tempo empregado na preparação dos
programas não pode nunca ser desperdiçado. São muitos os
inconvenientes de uma documentação pobre na elaboração do
software; dentre eles especificamos alguns a seguir:

Diagrama de Blocos
É difícil estar certo do correto funcionamento do software em cada
condição exposta. Isso pode acontecer com qualquer tipo de software
ou programa. Mas se a documentação é carente, isso se torna pior.
É difícil entender como funciona o programa, especialmente depois
de algum tempo de ele ter sido escrito.
Será muito difícil modificá-lo.
O programa será compreensível somente ao autor.

Diagrama de Blocos
A elaboração de um bom programa consiste em seguir três dicas
fundamentais:
1. Entender muito bem o futuro funcionamento da máquina
(principalmente do ponto de vista de hardware). É importante, para um
bom programador de PLC, conhecer o que é sensor, transdutor,
contatores, motor elétrico, válvula pneumática e outros utensílios da
máquina.
2. O programa deve ser definido exatamente com o auxílio de
diagramas ou gráficos.
3. Uma vez realizado o diagrama de funcionamento, é possível
traduzilo na linguagem de programação que o PLC conhece.

Diagrama de Blocos

Diagrama de Blocos
Escrever o algoritmo antes de iniciar o desenvolvimento do programa
representa notáveis vantagens, entre as quais citamos:
os problemas podem ser mais bem resolvidos com o auxilio do
engenheiro projetista da máquina e escritos em português, e não
na linguagem do PLC;
o programa escrito transforma-se assim em uma simples
tradução do algoritmo;
o funcionamento do programa deve ser perfeitamente
compreensível também por outras pessoas;
é muito mais fácil estudar eventuais modificações do algoritmo
para depois inserir no programa que ter que estudar todo o
programa novamente.

Diagrama de Blocos
Um método muito difundido é diagrama de fluxo (flowchart).
Os símbolos utilizados são reconhecidos pelo BSI -British Standards
Institute, pela ECMA - European Computing Manufacturing e por
outras entidades internacionais.

Diagrama de Blocos

Parte 2
Hardware do PLC

Microprocessador e CPU
Esse dispositivo cumpre operações lógicas e matemáticas muito
velozmente, e sobretudo as executa conforme uma seqüência
predefinida, chamada simplesmente programa. O elenco de todas as
operações que um PLC pode executar é chamado set de instruções,
em inglês, instruction set.
A CPU lê os sinais de entrada, carrega as informações provenientes
da máquina adquiridas por meio de um botão, interruptor de posição,
sensores e/ou transdutor.

Microprocessador e CPU
O programa escrito instrui a CPU, informando-a não apenas que o
interruptor I está fechado mas que deve ligar a lâmpada L. A CPU
executa o programa repetitivamente, e, portanto, nesse caso, ler
continuamente a entrada I até que I = 0 (interruptor aberto), portanto
L = 0 mas não apenas I = 1 (interruptor fechado) habilita a saída L = 1,
ligando assim a lâmpada.

Ciclo de Scan

Sistema Operacional
As funções são efetuadas por um software que somente o construtor
do PLC pode alterar. Esse software chama-se SISTEMA
OPERACIONAL, e é gravado numa memória específica chamada ROM.
Entre as principais operações que esse sistema operacional
administra, temos:
1. Autodiagnóstico;
2. Proteção de dados;
3. A função de interrupção (interrupt)

Memória
São os dispositivos que permitem “ler”e “escrever” as informações.
Algumas características:
- possibilidade de ler e escrever;
- velocidade de escrever;
- modalidade de cancelar;
- comportamento em caso de falta da alimentação elétrica;
- quantidade de informação memorizável (capacidade).
ROM (read only memory)
RAM (random access memory)
EAROM (electrically alterable ROM)
EPROM ( erasable programmable ROM)
EEPROM (electrically erasable programmable ROM)
NOVRAM (non volatile random access memory)
memória FLASH

Memória
Memória ROM
A sigla inglesa ROM -Read Only Memory - significa literalmente
memória só de leitura.
Esta é escrita de modo definitivo pelo construtor que a introduz na
máquina, e a disponibiliza para tarefas específicas, podendo ser lida
apenas pelo microprocessador.
Na ausência de energia elétrica, o conteúdo dessa memória não se
perde. Essa propriedade da memória ROM a caracteriza como "nãovolátil".

Memória
Memória RAM
A sigla inglesa RAM - Random Acces Memory - significa literalmente
memória de acesso livre.
A memória RAM pode ser escrita e lida em qualquer momento no
microprocessador. É volátil porque perde o seu conteúdo na ausência
de alimentação.
Pode transformar-se em "não-voláteis" com a presença de pequenos
acumuladores que mantêm a alimentação quando o aparelho é
desligado (bateria de backup). Desse modo os dados são preservados
por muitos meses.

Memória
Memória EAROM
A sigla inglesa EAROM - Electrically Alterable Read Only Memory - é
praticamente uma memória "não-volátil" e é reprogramável, ou seja,
possível de ser alterada eletricamente porque permite, com um
simples sinal elétrico, a modificação de algumas locações das
memórias.
Hoje são memórias já fora do mercado por serem relativamente
lentas; foram substituídas por uma mais utilizada, denominada
EEPROM.

Memória
Memória EPROM
A sigla inglesa EPROM - Erasable Programmable Read Only Memory -
significa literalmente memória só de leitura, podendo ser cancelável e
reprogramável.
As memórias EPROM são "não-voláteis" e podem ser lidas somente
pelo microprocessador, mas, ao contrário da memória ROM, pode ser
cancelável e escrita de novo pelo usuário com um aparelho
específico, chamado programador de EPROM. A EPROM pode ser
cancelada somente expondo-a por alguns minutos a raios ultravioleta
(LTV), que agem sobre a memória atravessando uma pequena janela
do circuito integrado (chip). A vantagem da EPROM está no fato de ela
poder ser reutilizada muitas vezes. As desvantagens consistem no
grande intervalo de tempo necessário para ser cancelada e no custo
adicional do programador de EPROM.

Memória
Memória EEPROM
Essa memória tem um "E" a mais que a memória EPROM refente ao
inglês electrically, eletricamente. De fato, as EEPROM são memórias
que têm a mesma característica da memória EPROM, porém são
canceláveis eletricamente. A grande diferença entre uma e outra
consiste essencialmente no processo de cancelamento e de
reprogramação.
Com esse tipo de memória, não é mais necessário retirar fisicamente
a memória do PLC; basta simplesmente dar o comando ao sistema via
software, que então cancela os dados e reescreve com simples sinais
elétricos. Você poderá perceber que esse tipo de memória parece com
a memória RAM, mas na realidade o processo de leitura e escritura é
muito mais lento que o da memória RAM.

Memória
Memória NOVRAM
A sigla inglesa NOVRAM - Non volatile RAM - significa literalmente
RAM não-volátil, e se associa às características das memórias RAM e
EEPROM.
As vantagens desse tipo de memória são notáveis.
Elas têm elevada velocidade de acesso aos dados, característica
típica da memória RAM, e a não-volatividade dos dados típica da
memória EEPROM. Como desvantagem, o custo ainda elevado.

Memória
Memória FLASH
No mundo da microeletrônica, deu entrada muito recentemente essa
tipologia de memória. Ela será destinada, nos próximos anos,
provavelmente a substituir as memórias ROM e EPROM e também as
grandes memórias de dados (hard disk).
Serão assim eliminadas todas as partes mecânicas necessárias para
o uso do suporte magnético. As características das memórias FLASH
são grande confiabilidade, consumo reduzido, leveza, possibilidade
de ler e escrever com sinais elétricos. Atualmente muitos PLCs (em
particular o Siemens S7-300/400) possuem já a memória FLASH como
suporte obrigatório, com a possibilidade de memorizar até alguns
Mbyte.
São chamadas comumente memory-card.

Fonte de Alimentação
A fonte de alimentação empregada no PLC pode ser de dois tipos:
1.tradicional linear
2.chaveada (switching)
PLC com fonte de alimentação interna
O PLC é ligado diretamente à tensão de rede, e pode alimentar também outro
aparelho que faz parte do sistema que está sendo controlado.
PLC com fonte de alimentação externa
A fonte, por ser externa ao PLC, será dimensionada adequadamente, de modo
a distribuir ao PLC as tensões e corrente corretas para o seu bom
funcionamento e para os vários módulos de expansão.

Parte 3
Unidade de Entrada e Saída

A unidade de entrada e saída é composta de dispositivos apropriados
de modo a permitir o diálogo do PLC com os sinais de entrada e
sinais de saída provenientes do campo.
A unidade de entrada opera sob o sinal de entrada proveniente dos
sensores da instalação para torná-la compatível com a CPU do PLC.
A unidade de saída trata os sinais emitidos pela CPU para enviá-los
aos dispositivos que devem ser acionados, chamados atuadores
(motor elétrico, lâmpadas, válvula pneumática e outros).
A construção prática dessas unidades, que são geralmente chamadas
de "Placas I/O", é efetuada com base em sinais que podem ser:
- digitais (on/off)
- analógicos.

Recordemos brevemente que os sinais digitais são aqueles que
assumem somente dois estados on (1) e off (0) identificados
mediante um nível de tensão que deve ser conhecido por quem
projeta o PLC, segundo a lógica:
1 = tensão presente
0 = tensão ausente
(isso, em lógica positiva)
MERCADO
- placa de entrada digital on/off
- placa de saída digital on/ off
- placa de entrada analógica
- placa de saída analógica.

Parte 4
Software

LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO TEXTUAL
Essa modalidade de programação é das mais "difíceis"
para quem se propõe ao mundo do PLC proveniente do
setor eletrotécnico.
Tal sistema de programação provém do setor eletrônico ou
então informático e, portanto, constitui a verdadeira
linguagem de programação com enorme possibilidade de
desenvolver as necessidades do projeto.

LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO TEXTUAL
Lista de Instruções - IL (Instruction List)
Esse modo de programação é praticamente a linguagem máquina muito
parecida com linguagem Assembler, ou seja, uma linguagem que usa
diretamente as instruções do microcomputador. Tal sistema é pouco intuitivo e
pouco prático, não tem nenhuma representação gráfica e requer muito tempo
do programador para a pesquisa de falhas no programa. Alguns PLC não
permitem uso desse sistema, porém, com outros ele é indispensável para se
usar plenamente a potencialidade do PLC.
Texto Estruturado - ST (Structured Text)
Essa linguagem de programação é de alto nível, como as linguagens Pascal,
Basic e C++, e às vezes indispensável em determinada aplicação ou nas redes
de comunicação. Para desfrutar ao máximo a potencialidade de tal linguagem,
é indispensável a utilização do diagrama de blocos. A linguagem de
programação gráfica se apresenta ao programador como um verdadeiro
esquema elétrico ou esquema a blocos.

LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO GRÁFICA
Diagrama Ladder - LD (Ladder Diagram)
Esta é a linguagem de programação mais utilizada, semelhante a um esquema
elétrico funcional. Ladder significa literalmente "escada", dado que
visualmente o esquema lembra uma escada. Cada degrau é chamado rung.
Diagrama de Blocos Funcionais - FBD (Function Block Diagram)
É uma linguagem a "portas lógicas" que permite desenhar um esquema
clássico de eletrônica digital. É muito utilizado nos sistemas de controle de
grande instalação de processos (centrais termoelétricas, instalações químicas
e outros).
Seqüenciamento Gráfico de Funções - SFC (Sequential Function Chart)
É uma linguagem desenvolvida na França com o nome de linguagem Grafcet.
Representa o funcionamento por passos de um processo automático.

LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Lista de Instruções - IL (Instruction List)

LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Texto Estruturado - ST (Structured Text)

LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Diagrama Ladder - LD (Ladder Diagram)

LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Diagrama de Blocos Funcionais - FBD (Function Block Diagram)

Parte 5
PLC Siemens

GENERALIDADES
A Siemens tem atualmente três diferentes faixas de Controlador
Lógico Programável que estão ocupando três diferente segmentos
aplicativos:
PLC compacto (série LOGO)
PLC compacto com expansão (série S7-200)
PLC modular (série S7-300/400)

PLC compacto (série LOGO)
São PLCs de dimensão reduzida e compreendem poucos pontos de I/O
disponíveis.
São empregados na aplicação a baixo custo em que o componente econômico
é determinante.
É utilizado em aplicação em nível de home automation.
A programação desse tipo de PLC é efetuada somente com linguagem de
programação tipo Ladder, FBD.
Para esse tipo de PLC, não é previsto outro tipo de linguagem de
programação.
O termo compacto significa que todos os componentes principais do PLC, tais
como CPU, fonte de alimentação e placa de saída/entrada, ficam no mesmo
boxe, com possibilidade limitada de expansão.

PLC compacto (série LOGO)

PLC Compacto com Expansão (Série S7- 200)
São dispositivos mais evoluídos em relação à série LOGO e dotados de
instrução similar ao segmento superior (modular).
São porém equipados com uma única CPU e fonte de alimentação e dotados
de boa possibilidade de expansão com módulos de entrada e saída tanto
analógico como digital e expansão com módulos especiais.
A aplicação é apropriada para o segmento intermediário, que exige uma certa
flexibilidade na configuração hardware e de tarefa mediamente complexa.

PLC Compacto com Expansão (Série S7- 200)

PLC Modular (Série S7- 300/400)
Sua estrutura é similar à do PLC S7-200, porém com notável possibilidade de
expansão.
São equipados com módulos (placas) alojados num contêiner chamado rack,
com uma configuração hardware (até milhares de I/O) que pode ser variável
segundo o sistema controlado e que permite eventual variação sucessiva.
São dispositivos que permitem a mais elevada capacidade de elaboração e,
por isso, também são mais caros.
São empregados no segmento industrial, em aplicações em que sua
flexibilidade permite a configuração de hardware muito complexo com
bastante facilidade, porque são dotados de placas que podem ser retiradas e
inseridas conforme a conveniência do uso; daí o termo modular.

PLC Modular (Série S7- 300/400)

Parte 6
PLC Siemens – Série S7-200

Configuração básica de um sistema de automação S7-200
Módulo básico
Cabo de comunicação PC/PPI
PC
Software de programação (STEP 7- Micro/WIN), conforme a Norma
IEC 61131-3 (No caso do, V3.1).

Programação STEP 7- Micro/WIN 32

Programação STEP 7- Micro/WIN 32 Aplicação 1
Inversão do sentido de rotação do MIT
+24V
0V
S0
S1
S2
1
S0 - Desliga
S1 - Liga sentido-horário
S2 - Liga sentido-antihorário
2 3
K1 K2
S2
S1
K2 K1
K1 K2
3 2
1 4
5
6
Símbolos
S0
S1
S2
RT
K1
K2
Endereço
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
Q0.0
Q0.1
Comentário
Botão de parada
Botão de partida para frente
Botão de partida para trás
Térmica
Contator motor para frente
Contator motor para trás

Programação STEP 7- Micro/WIN 32 Aplicação 1
Inversão do sentido de rotação do MIT

Programação STEP 7- Micro/WIN 32 Aplicação 1
Inversão do sentido de rotação do MIT

Parte 7
Temporizadores

Em automação, muito frequentemente surge a necessidade de
subordinar algumas ações no transcorrer do tempo ou então gerar
sinais de comando de duração preestabelecida.
Para satisfazer a essas duas exigências, o PLC tem três tipos de
instrução de temporização:
imposição por meio do programa de um determinado tempo de atraso;
imposição analógica (externa) de um determinado tempo de atraso;
geração de sinal com duração preestabelecida.

Imposição por Meio do Programa de um Determinado Tempo de Atraso
Os dispositivos mais usados no desenvolvimento da lógica de controle do
processo, além das bobinas e dos contatos, são os temporizadores (em
inglês, timer).
O timer mais comum é o temporizador com atraso na ligação. Dele derivam
todas as outras funções de temporizadores.
Geralmente em um PLC existem dois ou três tipos de temporizador. Esses
tipos de timer podem ser combinados em várias modalidades, utilizando os
respectivos contatos para realizar variadas tarefas de automação.
Os três tipos de timer mais utilizados são:
• timer com atraso no desligamento
• timer com atraso na ligação com memória
• timer com atraso na ligação

Imposição por Meio do Programa de um Determinado Tempo de Atraso
Timer com atraso no desligamento

Imposição por Meio do Programa de um Determinado Tempo de Atraso
Timer com atraso na ligação com memória

Imposição por Meio do Programa de um Determinado Tempo de Atraso
Timer com atraso na ligação com memória
A diferença principal desse timer em relação ao temporizador com atraso na
ligação é que ele possui uma memória do tempo transcorrido.
Um exemplo: se no intervalo de tempo entre 0 e 10 segundos a entrada I0.1
for aberta (off), o timer memoriza o tempo transcorrido até aquele momento.
Supomos que ele tenha memorizado 5 segundos. No ato do fechamento
seguinte da entrada I0.1 (on), o tempo contado parte de 5 segundos até
chegar a 10 segundos, ativando assim a saída Q0.0. Quando a entrada I0.2
se ativa (on), se reseta a contagem do tempo em qualquer momento.

Imposição por Meio do Programa de um Determinado Tempo de Atraso
Timer com atraso na ligação

Simples Comandos Temporizados
Ativação de uma saída por um tempo tx

Simples Comandos Temporizados
Ativação de mais de uma saída em seqüência

Simples Comandos Temporizados
Ativação de um timer por meio de um botão (sinal impulsivo)

Simples Comandos Temporizados
Timer cíclico

Simples Comandos Temporizados
Timer em seqüência com atraso na ligação

Simples Comandos Temporizados
Timer em seqüência com atraso no desligamento

Operação de Temporização com a CPU S7-200
A CPU S7-200 dispõe de três operações de temporização diferentes:
• temporização com atraso na ligação (TON)
• temporização com atraso no desligamento (TOF)
• temporização com atraso na ligação com memória (TONR)
É importante considerar agora como determinar a resolução do
temporizador, também chamada de base dos tempos. Este determina a
duração de cada intervalo temporal. Exemplo: um TON com base do tempo
de 10 ms conta o número de intervalo de 10 ms que transcorre depois de
estar habilitado. Uma contagem de 50 em um temporizador de 10 ms.
corresponde a um tempo de 500 ms, ou seja, 50 X 10 = 500 ms.
Os timers SIMATIC estão disponíveis em três resoluções:
1 ms, 10 ms, 100 ms.

Operação de Temporização com a CPU S7-200

Boxes TON, TOF, TONR

Boxes TON, TOF, TONR
Exemplo de TON
Nota: PT = 50 significa que o tempo imposto é 100 ms X 50 = 5000 ms = 5 s.

Boxes TON, TOF, TONR
Exemplo de TOF
Nota: PT = 15 significa que o tempo imposto é 10 ms x 15 = 150 ms = 0,15 s.

Boxes TON, TOF, TONR
Exemplo de TONR
Nota: PT = 150 significa que o tempo imposto 100 ms X 150 = 15.000 ms = 15 s.

Geração de sinais de duração preestabelecida
O PLC S7-200 apresenta Merker de sistema.

Aplicação: Esteira Transportadora com Lampejo.
Uma esteira transportadora é acionada pressionando-se o botão S1. Iniciase
assim um lampejo de uma lâmpada (H 1) por 8 segundos. Depois se ativa
um contator K1M que aciona a esteira transportadora.

Aplicação: Esteira Transportadora com Lampejo.

Aplicação: Esteira Transportadora com Lampejo.

Aplicação: Esteira Transportadora com Lampejo.
O funcionamento é o seguinte:
1. Na primeira linha do programa, ativa-se o relé auxiliar K1A por meio do
botão S1.
2. Na segunda linha do programa, ativa-se a contagem do tempo do
temporizador KT1.
3. Na terceira linha do programa, com o fechamento do contato K1A do relé
auxiliar, inicia-se o lampejo da lâmpada H1 com intervalo de 0,5 s on/0,5 s
off.
4. Na quarta linha do programa ocorre o fechamento do contato auxiliar do
temporizador KT1 depois de 8 s. Tem lugar a energização da bobina K1M,
e assim se inicia a partida da esteira transportadora. A bobina do relé
auxiliar K1A é desenergizada por meio do contato KT1 do temporizador na
primeira Linha do programa; uma vez terminados os 8 segundos, também
são desligados o temporizador e a lâmpada H1.

Função SET/RESET
A operação de set pode ser vista como imposição de uma saída em autoretenção.
Com essa instrução da CPU S7-200, pode-se impor 1 bit ou 1 grupo
de bits; ela é tradicionalmente utilizada com a instrução reset. Os dois
trabalham com o mesmo bit ou grupo de bits.

Função SET/RESET
Acionando o botão I0.0 ativa-se a saída Q0.0 (set) com auto-retenção.
Acionando o botão I0.1 desativa-se Q0.0 (reset). É interessante notar que
acionando simultaneamente I0.0 e I0.1, Q0.0 permanece desativado.
Tecnicamente, diz-se que o reset é dominante.
Numa situação inversa, se a linha de reset antecede a linha de set, diz-se que o
set é dominante, acionando a saída Q0.0.
Essa situação se deve à lógica do ciclo de scan do PLC.
De fato, o programa é executado pela CPU de cima para baixo e da esquerda
para a direita.

Parte 8
Contadores

Os contadores do PLC têm um formato similar ao do timer. A entrada
fornece o pulso de contagem que o PLC analisa; no entanto, a outra
entrada permite ressetar tudo a qualquer momento.
São disponíveis contadores crescente (counter op) e decrescente
(counter down).
Em geral o contador crescente conta do número 0 até o valor préimposto,
no qual depois deve acontecer uma ação.
O contador decrescente parte na ordem regressiva do número préimposto
até 0.
Os contadores, na prática, efetuam contagens de eventos de todos os
tipos a partir de um sensor ou transdutor que converte eventos em
pulsos elétricos.
Em todos os exemplos utilizados aqui, a referência será o contador crescente.

Ativação de um contador

Soma de contagem de dois contadores

Soma de contagem de dois contadores

Combinação de Timer e Contador nos Processos Industriais
Exemplo 1: depois que um sensor contou 10 peças, uma pistola de pintura é
ativada por 30 segundos.

Combinação de Timer e Contador nos Processos Industriais
Exemplo 2: a contagem não se inicia antes de 30 segundos do acionamento do
mesmo processo. Um contato do temporizador impede que essa entrada de
contagem seja lida pelo sensor na entrada I0.1 até que passem os 30
segundos impostos. O fechamento do contato do temporizador T1 habilita a
contagem, e depois de 15 peças a saída é ativada.

Combinação de Timer e Contador nos Processos Industriais
Exemplo 2:

Combinação de Timer e Contador nos Processos Industriais
Exemplo 3: ilustra o método para saber quantas peças passaram em 1 minuto
num determinado ponto da linha de produção. O timer e o contador são
habilitados no mesmo instante. O contador recebe um pulso do sensor na
entrada I0.1 por cada peça que passa na esteira e incrementa o próprio valor.
Com o início da contagem, começa também a ativação do timer imposto a 60
segundos. Ao fim dos 60 segundos, a entrada de contagem do contador é
desabilitada. Depois dos 60 segundos, ainda que o sensor na entrada I0.1
continue a enviar pulsos sinalizando que outras peças estão transitando, o
valor do contador não é modificado. O contador pode ser ressetado
manualmente ou mediante uma habilitação proveniente de outra parte do
programa.

Combinação de Timer e Contador nos Processos Industriais
Exemplo 3:

Contador Expandido
Sendo, em geral, o valor máximo de contagem fixado igual a 32767, para se
obter um valor maior pode-se utilizar o pequeno programa, no qual são
empregados dois contadores em cascata para efetuar uma contagem igual a
32767 X 2 = 65534 contagens. Depois da contagem 65534, a saída Q0.2 se
ativa.

Operação de Contagem no S7-200
A CPU S7-200 dispõe de três operações com contagem diferentes:
contagem crescente (CTU)
contagem decrescente (CTD)
contagem crescente/decrescente (CTUD)
Cada vez que se verifica uma transição de um contato de um valor off a um
valor on na entrada de contagem, o contador crescente conta de modo
crescente.
O contador decrescente conta partindo de um valor predefinido quando chega
à borda do sinal na entrada de contagem.
O contador crescente/decrescente conta quando chega à borda do sinal na
entrada de contagem. A entrada de reset resseta a contagem em qualquer
momento. O contador vai de C0 a C255. O contador crescente (CTU) e
decrescente (CTD) tem um campo de contagem de 0 a 32767, e o contador
crescente/decrescente(CTUD) tem um campo de contagem de -32767 a +32767.

Aplicação: Enchimento de uma Caixa de Cerveja
Um sistema de esteira transportadora serve para encher as caixas de
cerveja para serem transportadas. Quando a caixa está vazia, a esteira
começa a funcionar carregando a cerveja na caixa. Quando são contadas 5
cervejas a esteira pára, até que o operário substitua a caixa cheia por uma
vazia.

Aplicação: Enchimento de uma Caixa de Cerveja

Aplicação: Enchimento de uma Caixa de Cerveja

Aplicação: Enchimento de uma Caixa de Cerveja
O funcionamento do diagrama Ladder, em linhas gerais, é o seguinte:
1) Na linha de programa 1, quando se pressiona o botão S1 se ativa o relé
auxiliar K1A, que ativa o sistema.
2) Na linha de programa 2, quando o operador põe a caixa vazia no lugar da
caixa cheia, fecha-se o microinterruptor de presença da caixa S3. Parte
assim um pulso por meio do contato P, a transição positiva que energiza o
relé auxiliar K2A.
3) Na linha de programa 3, o fechamento do contato K2A resseta a contagem.
B1 é o contato fotocélula que conta a garrafa de cerveja.
4) Na linha de programa 4, estando já fechados o contato K1A e o
microinterruptor de presença da caixa S3, ativa-se o contator K1M e a
esteira entra em movimento até o contador contar 5 garrafas de cerveja.
Depois o contato CNT se abre desligando o contator K1M e a esteira pára.
O botão S2 pára a esteira em qualquer momento.

Aplicação: Linha de Transporte Automático de Garrafas

Aplicação: Linha de Transporte Automático de Garrafas

Aplicação: Linha de Transporte Automático de Garrafas
O funcionamento do diagrama Ladder, em linhas gerais, é o seguinte:
1. Na linha de programa 1, acionando-se o botão S1, a bobina K1A é energizada para o início do
ciclo.
2. Na linha de programa 2, se o ciclo é ativado, contam-se os pulsos provenientes do sensor B1,
que assinala a presença das garrafas. O contador é ressetado quando o relé auxiliar K2A (da
linha de programa 3) é energizado.
3. Na linha de programa 3, o contato do contador CNT se fecha depois de 4 pulsos, energizando a
bobina de K2A, que, na linha de programa anterior, vimos ressetar o contador. O relé auxiliar
K2A fica energizado durante os 5 segundos impostos; depois o contato temporizado KT1 se
abrirá.
4. Na linha de programa 4, o contato do relé auxiliar K2A (que resseta o contador) ativa o timer KT1
e faz partir a esteira transportadora M1 por meio do contator K1M. Transcorridos os 5 segundos,
o contato do relé auxiliar K2A se abre, ressetando o timer e desativando K1M; assim a esteira
transportadora M1 pára.
5. Na linha de programa 5, quando se inicia o comando automático, K1A é fechado, encaminhando
assim a esteira transportadora M2 por meio do contator K2M. Quando, ao contrário, se
encaminha a esteira transportadora M1, K2A é aberto; assim a esteira M1 entra em função e a
esteira M2 permanece parada.

Aplicação: Ciclos de Aspiração de Resíduos Materiais
Esta aplicação prevê o controle de um ciclo automático cujo funcionamento
é o seguinte:
Ciclo 1
A primeira unidade operacional (motor M1) deve ser encaminhada a tensão
reduzida (chave estrela/triângulo) e em seguida parada.
Ciclo 2
Depois de 4 paradas manuais da primeira unidade operacional (motor M1) de
um operador, deve intervir automaticamente uma segunda unidade
operacional (motor M2), que tem por função aspirar o resíduo de um
trabalho mecânico, durante um intervalo de 15 segundos.
Ao longo do funcionamento do ciclo 2, não deve acontecer a ligação da
primeira unidade operacional.
O acionamento da segunda unidade operacional pode ser executado
manualmente por meio do botão S3.

Aplicação: Ciclos de Aspiração de Resíduos Materiais

Aplicação: Ciclos de Aspiração de Resíduos Materiais

Aplicação: Ciclos de Aspiração de Resíduos Materiais

Aplicação: Ciclos de Aspiração de Resíduos Materiais
A interpretação do diagrama Ladder é muito simples:
1 a 4) Na linha de programa de 1 a 4, temos o ciclo 1; trata-se de uma chave
estrela/triângulo.
5) Na linha de programa 5, temos a contagem das quatro paradas manuais por
meio do botão de parada S2 e o reset contador, mediante o contato
temporizado K2T, que se ativa no final do ciclo 2.
6) Na linha de programa 6, temos o ciclo 2, ou seja, o acionamento do contator
KM4 relativo ao motor M2 de aspiração residual. O acionamento do contator
KM4 pode acontecer manualmente por meio do botão S3 ou então
automaticamente, por meio do contato CNT do contador. Uma vez acionado,
o KM4 permanece ativo por 15 segundos, depois K2T resseta tudo. Nota-se
que na primeira linha de programa existe um contato fechado de KM4 em
série a bobina de linha KL. Esse contato se abre quando se aciona o motor
de aspiração residual M2 e, portanto, não permite o funcionamento do ciclo
1.

Referências
Prudente, Francesco
Automação Industrial: PLC, teoria e aplicação: curso básico. LTC. 2007.