linguagens clp
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Londrina PR
Julio Cesar Guimarães, Especialista
Linguagens de Programação de Controladores Lógicos Programáveis (CLP´s)
e Redes Industriais de Comunicação
Universidade Estadual de Londrina
IV Semana de Engenharia Elétrica
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Sumário Linguagens de programação de CLP´s
– Normalização– Linguagens gráficas– Linguagens textuais
Redes de industriais de comunicação– Protocolos de comunicação– Topologias industriais– Aplicações
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Linguagens - Motivação O CLP´s (controladores lógicos programáveis) são o “núcleo”
de um sistema de automação industrial; Há uma tendência em padronizar as linguagens; Os fabricantes têm interesse que seus clientes possam
“entender” os recursos disponibilizados nos produtos; Muitas linguagens podem confundir os programadores; Facilitar a interpretação de diagramas e/ou textos de
programação.
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IEC 61131-3 – norma para programação
É o primeiro esforço real para a padronização das linguagens de programação de CLP´s
Resultado de sete empresas internacionais, somando dezenas de anos em experiência em automação industrial
Busca a especificação da sintaxe e semântica de uma suíte unificada de linguagens de programação
São definidas quatro linguagens de programação: duas textuais e duas gráficas
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Com o intuito de facilitar o entendimento a norma é dividida em:
IEC 61131-3: a norma para programação
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Norma IEC 61131-3
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Norma IEC 61131-3
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Elemento Comuns
Tipos de dados Variáveis Configuração, recursos e tarefas Unidades de organização de programas Seqüenciamento gráfico de funções
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Elementos Comuns
Tipos de dados: booleanos, inteiros, reais, byte, word, date, time_of_day e string
Variáveis: são associadas somente para endereços explícitos de hardware (entradas e saídas) nas configurações, recursos e programas. O escopo das variáveis é normalmente limitado à unidade de organização nas quais elas são declaradas (escopo local). Se as variáveis tiverem escopo global, então devem ser declaradas como tal (VAR_GLOBAL).
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Configuração, recursos e tarefas: para melhor entendimento, vamos observar o modelo de software, como definido pela norma:
No nível mais alto, o software deve resolver um problema particular de controle que pode ser formulado como uma configuração.
Access path
Executioncontrol path
FBTask
Program Program
FB FB
Task
Program
Task
Program
FB FB
Task
Resource Resource
Configuration
FunctionBlock
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A configuração é específica para um sistema de controle particular, incluindo a disposição do hardware, recursos de processamento, endereçamento de memória para I/O e demais capacidades do sistema. Dentro da configuração pode-se definir um ou mais recursos.
Pode-se entender um recurso como elemento com capacidade de processamento dos programas IEC.
Dentro de um recurso, uma ou mais “tarefas” (tasks) podem ser definidas. As tarefas controlam a execução de um conjunto de programas ou blocos funcionais (ex: uma mudança de estado de uma variável)
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Programa: consiste de uma rede de funções (Functions) e blocos funcionais (Function Blocks), os quais são capazes de trocar dados. Funções e blocos funcionais são os blocos básicos de construção, contendo uma estrutura de dados e um algoritmo.
Na IEC 61131-3 os programas, blocos funcionais e funções são chamadas de Unidades de Organização de Programas (POUs).
A norma também definiu funções padrões e funções definidas pelo usuário. Funções padrões são, por exemplo, ADD(ition), ABS (absolute), SQRT, SINus e COSinus. Funções definidas pelo usuário podem ser usadas inúmeras vezes na mesma rotina.
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Linguagens de Programação Normalizadas Textuais - ST - structured text (texto estruturado)
- IL - instruction list (lista de instruções)
Gráficas - LD - ladder diagram (diagrama de contatos)
- FBD - function diagram blocks (diagrama de blocos de funções)
Método SFC (sequential function chart) ou Grafcet
Alguns fabricantes disponibilizam seus CLP´s com recursos de programação em gafcet.
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Linguagem de alto nível, muito poderosa, com raízes Ada, Pascal e C Contém todos os elementos essenciais de uma linguagem moderna, incluindo estruturas
condicionais (IF-THEN-ELSE e CASE OF) e iterações (FOR, WHILE e REPEAT) Exemplo:
I:=2 WHILE J<5 DO
Z:= F(I+J); END_WHILE
IF B_1 THEN %QW100:= INT_TO_BCD(Display)
ENDIF
CASE TW OF 1,5: TEMP := TEMP_1; 2: TEMP := 40; 4: TEMP := FTMP(TEMP_2);
ELSE TEMP := 0; B_ERROR :=1;
END_CASE
Linguagem ST (Structured Text) – Texto Estruturado
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Linguagem ST (Structured Text) – Texto Estruturado
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Linguagem IL (Instruction List) - Lista de Instrução
De origem européia Semelhante ao Assembler
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Linguagem LD (Ladder Diagram) – Diagrama de Relês
Originou nos EUA Baseada na representação gráfica da lógica de relês
Exemplo:
Circuito biestável para relês Circuito biestável para ladder
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Linguagem FBD (Function Diagram Blocks) - Diagrama de blocos de funções
Muito usada na indústria de processos.
Expressa o comportamento de funções, blocos funcionais e programas como um conjunto de blocos gráficos interligados, como nos diagramas de circuitos eletrônicos.
Se parece com um sistema em termos do fluxo de sinais entre elementos
de processamento.
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Linguagem FBD (Function Diagram Blocks) - Diagrama de blocos de funções
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Linguagem Grafcet ou SFC (Sequential Function Chart)
Descreve graficamente o comportamento seqüencial de um programa de controle.
É derivado das redes de Petri e da norma IEC 848 Grafcet. Consiste de “passos”, interligados com blocos de “ações” e “transições”. Cada passo representa um estado particular do sistema que está sendo controlado.
Step 1 N FILL
Step 3
Step 2 S Empty
Transition 1
Transition 2
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Estrutura a organização interna do programa e ajuda a decompor o problema de controle em partes gerenciáveis, enquanto mantém a sua visão geral.
0
1
2
3
PASSO INICIAL
Início da sequència
Fim da alimentação A
Fim da alimentação B
Fim do tempo de mistura
Produto A
Produto B
Mistura T = 3
AÇÃO
TRANSIÇÃO
ETAPA / PASSO
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Exemplo:
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