s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Prof.: Cícero
s
Sensores e
Rede AS-Interface
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Sensores e REDE AS-Interface
SENSORES: INDUTIVOS / CAPACITIVOS / ÓPTICOS / ULTRASÔNICOS
Princípio de Funcionamento Características Construtivas Especificações Técnicas Aplicações
REDE AS-Interface
Conceituação Principais Características Topologias Modularidade Endereçamento Características Mestre- Escravo Aplicações da Rede AS-Interface
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Definição
Sensores são dispositivos construídos para detectar a
presença ou passagem de objetos metálicos ou não
metálicos, por proximidade ou aproximação, sem contato
físico. Esta detecção é feita pela face sensora do sensor,
que ao ser acionado envia um sinal elétrico.
Sensores são dispositivos construídos para detectar a
presença ou passagem de objetos metálicos ou não
metálicos, por proximidade ou aproximação, sem contato
físico. Esta detecção é feita pela face sensora do sensor,
que ao ser acionado envia um sinal elétrico.
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Características Fundamentais dos Sensores para Automação
O sinal de um sensor está associado ao sistema de controle automático, sendo caracterizado por:
Linearidade
Faixa de atuação
Histerese
Sensibilidade
Superfície Ativa
Fator de correção
Freqüência de Comutação
Distância Sensora ( Nominal e Real )
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Visão Geral das famílias de sensores e seus principais tipos
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero s
Sensores Indutivos
Prof.: Cícero
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Princípio de Funcionamento
Geração de um campo eletromagnético de alta freqüência, que é desenvolvido por uma bobina ressonante instalada na face sensora.
BERO não ativado BERO ativado
Objeto metálico
Superfícieativa
Bobina
BERO não ativado BERO ativado
Objeto metálico
Superfícieativa
Bobina
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Característica de Resposta
Elemento normalizado
de qualquer direção
Curva característica de resposta
Superfície ativa
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Zonas livres na montagem em metal
3 · Sn 3 · d1
d1
Zona livre
Metal
Metal
2 · Sn
• Face Sensora • Distância Sensora • Distância Sensora Nominal
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Características Construtivas
Sensores
Faceados Não Faceados
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Fator de Redução
• Distância Sensora Operacional
• Influência do Atuador: Fator de
Redução
Elemento padrãonormalizadoST 37
a
aa
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
aMetal
BERO montado embutido BERO montado não embutido
Aço(V2A)
AlumínioLatão
Cu
Fator de redução Elemento padrãonormalizadoST 37
Aço(V2A)
Alumínio, BronzeCu
Elemento padrãonormalizadoST 37
a
aa
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
aMetal
BERO montado embutido BERO montado não embutido
Aço(V2A)
AlumínioLatão
Cu
Fator de redução Elemento padrãonormalizadoST 37
Aço(V2A)
Alumínio, BronzeCu
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
3 condutore
s
3 condutore
s
L+
L-
I
2 condutore
s
2 condutore
s
L+
L-
I
4 condutore
s
4 condutore
s
L+
L-
I
Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores
1 NA
1 NA
1 NA + 1 NF
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Saída A(L+) - conectando
Saída A(L-) - conectando
Configuração de saída do tipo pnp e npn com 3 condutores
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aplicações
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero s
Sensores Capacitivos
Prof.: Cícero
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Princípio de Funcionamento
Baseia-se na geração de um campo elétrico, desenvolvido por um oscilador controlado por capacitor.
Detecção de plásticos, madeiras, vidro, pós e líquidos
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aspectos Construtivos
Sensores Faceados
Perturbações
Eletrodo PrincipalEletrodo de TerraEletrodo de Compensação
Fase Sensora
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aspectos Construtivos
Sensores Não - Faceados
Eletrodo Principal
Fase SensoraTerra
(a)
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Fator de Redução
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
3 condutore
s
3 condutore
s
L+
L-
K
2 condutore
s
2 condutore
s
L+
L-
K
4 condutore
s
4 condutore
s
L+
L-
K
Classes de saídas 2, 3 e 4 condutores
1 NA
1 NA
1 NA + 1 NF
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero s
Sensores Óticos
Prof.: Cícero
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Tipos de Ópticos
Baseiam-se na transmissão e recepção de luz, que pode ser refletida ou interrompida pelo objeto a ser detectado.
Sensor difuso(sensor energético)
Sensor difuso com supressão de fundo
Sensor reflexivo
Sensor barreira Sensor para condutores de fibra ótica
Sensor reflexivo com saída analógica
Sensor marca cor Sensor de cores Sensor fenda
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
* Luz infravermelha
* Luz infravermelha
A luz é refletida diretamente pelo
objeto
A luz é refletida diretamente pelo
objeto
Difusão
Energético
Supressão de Fundo* Vermelha e Laser
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Luz vermelha visível
Luz vermelha visível
Espelho de três vias
Espelho de três vias
A luz é refletida por uma espelho especial
A luz é refletida por uma espelho especial
O feixe de luz é interrompido por
um objeto
O feixe de luz é interrompido por
um objeto
Reflexivos
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Refletor "normal"
Variação possível+/- 15°
Variação possível+/- 15°
Espelho de 3 vias
A luz polarizada do transmissor é modificada e
atravessa o filtro de polarização do receptor.
A luz polarizada NAO é modificada e o receptor não
pode vê-la.
Reflexivo em um espelho de 3 vias
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
A luz do emissor atinge o receptor
A luz do emissor atinge o receptor
O objeto interrompe este raio de luz “escuro ligado“O objeto interrompe este raio de luz “escuro ligado“
Barreira de Luz direta
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Comparação da distância sensora
Sensor com supressão de fundo
Sensor energético
TransiçãoPreto / Branco
100 %40 %
100 %94 %
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
De acordo com as fibras usadas, podem ser usados como sensor difuso ou sensor de barreira
A distância sensora depende da fibra ótica utilizada: fibras óticas de vidro ou de plástico.
Condutores de fibra ótica
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Um raio laser é refletido no objeto e é direcionado a um diodo especial (PSD).
O ponto de encontro depende da distância do objeto.
Resolução 20µm ou 80µm.
0V85 mm45 mm
10V
Laser com saída analógica
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
O sensor marca cor reage a diferenças de contraste.
De acordo com a aplicação ele transmite luz vermelha ou verde.
Ele é um “sensor energético“ especial.
Marca cor
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
O sensor fenda reage a diferenças de contraste.
Ele envia um raio de luz através do objeto e o recebe ao mesmo tempo.
De acordo com a aplicação ele emite luz verde/vermelha ou infra-vermelha.
Ele é um “sensor energético“ especial
Fenda
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
O sensor de cor pode reconhecer uma determinada cor.
Trabalha com 3 transmissores: vermelho, verde, azul.
Pode reconhecer uma cor ou uma graduação de cor.
É acionado através de função “Teach-In“.
Não reage a diferenças de luminosidade.
Cor
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
325µs 325µs325µs 215µs 110µs110µs215µs325µs
Emissor
Receptor
1 ms
Receptor “reconhece“ o impulso de luz
O emissor modula o raio de luz
O receptor avalia o sinal. Se o sinal está correto, a saída é acionada.
Função anti-interferência
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
VANTAGENS:
• Quase insensível à luz externa
• Sem influências mútuas
• Sem instruções de montagem
Função anti-interferência
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Especificação: 10.000 Lux (Luz natural)3.000 Lux (luz artificial)
Radiação solar direta 10.000 - 100.000 Lux(meio-dia)
Céu nublado 1.000 Lux
Iluminação interior 300 - 1.000 Lux
Iluminação de rua 0,5 - 30 Lux
Uma lâmpada incandescente de 100 W gera em 1m de distância aprox. 100 Lux. (média)
Sensibilidade à luz externa
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Configurações das Saídas
Quanto à incidência de luz
LIGHT ON
A saída é chaveada quando a PRESENÇA da luz é detectada pelo
receptor.
DARK ON
A saída é chaveada quando a AUSÊNCIA de luz é detectada pelo
receptor.
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Zonas de Atuação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Controle de rasgosno rolo de tearusando um sensordifuso
Contagem de garrafas utilizando um sensordifuso
Exemplos de aplicação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Contagem de CI'susando um sensor de fibra ótica
Controle de tampas usando um sensor defibra ótica do tipo barreira
1 7 1 3
Exemplos de aplicação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Medição do comprimentode rolo em mesa de cortecom um sensor defibra ótica de barreira
Sinalização iminente dofim do rolo usando um sensor difuso
Exemplos de aplicação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Contagem de caixasusando um sensorreflex
Monitoramento deportão usando umsensor de barreira
Exemplos de aplicação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero s
Sensores Ultra-sônicos
Prof.: Cícero
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Definição
O sensor emite pulsos cíclicos ultra-sônicos que refletidos por um objeto incidem no receptor, acionando a saída do sensor
Início da faixade operação
Final da faixade operação
Distância do objeto
Faixa de mediçãoZonaCega
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Funcionamento
tEto
Impulso emitido Eco
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Alinhamento Angular
+3° -3°
Permitido
Não permitido
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aplicação Angular
3°
Água
Areia
45°
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Cone sonoro – Ganho em dB
-40 dB-30 dB
-20 dB-10 dB
0 dB
30°
30°
0°
-3 dB
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Formas de Atuação
Sensor de proximidade
O eco é produzido
Barreira de reflexo
O eco de referência não é refletido;São necessários 2 chaveamentos
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
X YDistânciasensora X
cmY
cmcm
6 - 13020 - 13040 - 30060 - 600
80 - 1000
> 3> 15> 30> 40> 70
> 6> 30> 60> 80> 150
Zonas livres
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Sensor de proximidade
O eco é produzido
Barreira de reflexo
O eco de referência não é refletido;São necessários 2 chaveamentos
Formas de atuação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Vantagens
Para detecção de objetos a distâncias determinada
Detecção de objetos de diferentes materiais, formas e cores
Detecção de objetos pequenos em longa distância
Pode ser usado
- como sensor de proximidade com supressão de fundo
- como barreira de reflexão
- para saída da distância de objeto de forma digital ou analógica
Funcionamento constante sem manutenção
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Ultra-sônico
• Ponto de operação independente da superfície de materiais, cor, intensidade de luz e contrastesóticos
• Insensível a poluição, por isso não necessita manutenção
• Exatidão > 1 mm
• Freqüência 8 Hz
• Sensível a turbulências atmosféricas e temperatura
Óptico
Características típicas
• Ponto de operação dependente da superfície de materiais, cor, intensidade de luz e contrastesóticos
• Sensível a poluição, por isso necessita manutenção
• Exatidão > 0,25 mm
• Freqüência 1000 Hz
• Insensível a turbulências atmosféricas e temperatura
Comparação entre sensores de proximidadeultra-sônicos e óticos
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Exemplos para objetos
TelhasGarrafasPaletaBlocos de açoPessoasPortasVeículosFogõesPlacas de chumboTransparênciasVidro planoEntulhoEsteirasNíveis líquidosPartes de máquinaPeças de automóveis
Exemplos para materiais
MetalPedraTerraCimentoMadeiraVidroTabacoEsmaltePlástico (transparente e colorido)StyroporRoupasPapelBorrachaKoksLíquido
Materiais e Objetos
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aplicação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aplicação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aplicação
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Laços de controle para prensas
ou máquinas de extrusão
Medição de alturas
e controle de qualidade em
correias transportadoras
Aplicações com vidro
claro ou objetos transparentes
em correias transportadoras
Monitoramento individual de
vagas em estacionamentos
Aplicações
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Aplicações
Deteção do
nível de
líquidos em
recipientes
Medição do diâmetro
do rolo de papéis,
plástico ou produtos
têxteis
Monitoramento
de rupturas de
cabos e cordas
Medição de alturas
de tábuas de
madeira, vidro,
plástico, bóias de
metal, etc ...
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Influências Ambientais
Insensível a pó, neblina e chuva
Temperatura ambiente0,17% / °C Umidade do ar
Movimento do arPressão atmosférica
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Como especificar um sensor
1. Distância sensora SN
2. Tensão de alimentação: VCA / VCC
3. Tipos de saída: CA
CC PNP
NPN Saídas: NA, NF ou NANF
4. Material a ser detectado:
- Metal (ferroso, não-ferroso, opaco, translúcido, transparente)
- Não metal
5.a-Dimensões do alvo:
- Diâmetro
- Final alvo: brilhante / escuro
5.b- Dimensional do Sensor
6. Conexão elétrica: cabo, conector
7. Temperatura de operação ambiente: ºC
8. Ambiente: poeira, óleo, umidade/névoa
9. Detecção cores
10. Proteção contra água (IP)
11. Tipo de Excitação: Light On e Dark On
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero s
Rede AS-Interface
Prof.: Cícero
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
REDE AS-Interface
Conceituação
Principais Características
Topologias
Modularidade
Endereçamento
Características Mestre- Escravo
Aplicações da Rede AS-Interface
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Nível supervisório
Nível de campo
Nível de controle
Nível de automação
Computador Industrial
CLP, Supervisório
CLP, IHM, Inversores, Instrumentos, CNC’s
Chaves de partida,sensores, atuadores, etc.
segundos
10 a 60ms
até 10ms
Onde se encontra AS-Interface em sistemas de automação com
bus de campo?
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Topologias possíveis da Rede AS-Interface
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
AS-Interface
O AS-Interface é um sistema de interconexão entre redes, não proprietário e padronizado, voltado à conexão de sensores, atuadores e outros equipamentos atuando no nível operacional da planta.
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
AS-Interface
Características Principais da Rede AS-Interface
Transferência de dados e energia em um único cabo
Sistema Mestre (monomestre) / Escravo com tempo máximo de ciclo de 5 /
10ms
31 / 62 Escravos com no máximo 4 Entradas e 4 / 3 Saídas cada
Módulos com Grau de Proteção IP 65/67
Máximo de 100 m na estrutura em árvore
(com o uso de repetidores/extensores pode-se chegar a 500m)
Módulos padronizados e controlados pela
Associação Internacional AS-Interface
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Interação Mestre / Escravos
Input data
Outputdata
EscravosMestre AS-i
Programa
Input data
Outputdata
CPU
1
2
3
...
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Processo de ComunicaçãoMestre
requisição1
resposta
requisição2
resposta
requisição3
resposta...
chamada de parâmetroX
resposta
chamada de diagnóstico?
???
Mestre Escravos
ciclomax. 5ms
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Pausa-Mestre 0 I1I3 I2 I0 PB 1
EBST
0 A3 PB 1SB A4 I3 I0I2 I1A2 I4A1 A0
ST EB
Troca de Dados Mestre-Escravo
Dado de entrada
Saída de dados
Requisição do mestre Resposta do escravo
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Interação Mestre-Escravo
Escravo
Mestre AS-Interface
Dado deSaída
1100
Dado deEntrada
0110 0110
011
0
Entradas
Saídasrequisição
resposta
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Campos de Dados do Mestre
LCS(interna)
LAS(interna)
LRS(interna)
Dado deEntrada
Dado deSaída
CLP, PC
opcional
Escravos
Mestre
4E 4E2E2A
4A .... .... .... ....
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
LES, LAS, LPS
O mestre controla três listas internas (Tabelas):
LRS ... Lista de escravos reconhecidos
LAS ... Lista de escravos ativos
LCS ... Lista de escravos configurados
Atualização da lista pelo escravo:
Endereço do Escravo
Perfil do Escravo (Código I/O e de ID)
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Estrutura da mensagem do AS-Interface
0 A3 PB 1SB A4 I3 I0I2 I1A2 I4A1 A0 0 I1I3 I2 I0 PB 1
Requisição do mestrePausa do
Mestre Resposta do MestrePausa-escravo
ST EB EBST
ST Start bit, sempre "0"SB Bit de Controle
0... Dado-/Parâmetro-/pedido de Endereço1... Comando call
A4...A0 Endereço do escravo requisitado (5 Bit)I4 Bit de Informação
0...Pedido de Dado1...Pedido de Parâmetro
I3...I0 Dado-/Bits de Parâmetroameter (4 Bits)PB Bit de ParidadeEB Stop bit, sempre "1"
ST Start bit, sempre "0"I3...I0 Bits de Dado/Parâmetro PB Bit de ParidadeEB Stop bit, sempre "1"
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Bit Nr. 1 2 3 4 5 6
0 0 00 1 1Sinal
CodificaçãoManchester II
Modulação APM
Codificação de Sinal
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
LRS(interna)
Testatodo escravo
na AS-i
ListaMapeada LCS
(interna)
Compara
LAS(interna)
AtivadoOK
ErroErro de Configuração
não ativado
Mestre (internamente)Usuário
Funcionamento do Mestre AS-Interface
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Uaux
Módulo Distribuidor
Botoeira
Módulo de E/S
Chave de Partida
Mestre AS-Interface Fonte
AS-Interface
Sinalizador Coluna
Sensor comAS-InterfaceIntegrado
CLP
Os Escravos: módulos de I/O, sensores, botoeiras, etc.
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Escravo AS-Interface IP67: por que usar cabos perfilados?
eletrônica mecânica
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
Cabo AS-Interface
Cabo Perfilado: proteção contra inversão de polaridade
Cabo auto-cicatrizante
Disponível nas versões: amarelo (Dados e energia 30 VCC)preto (Alimentação auxiliar 24 VCC)
- +
10 mm
4 mm1,5 mm2
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
AS-Interface Versão 2.1Comparação
Versão 2.0 Versão 2.1
Nº de Escravos máx. 31 máx. 62
Número de E/S 124E+124S 248E + 186S
Transmissão Dados e Energiaaté 7 A
Dados e Energiaaté 7 A
Meio Físico Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Máx. Ciclo 5 ms 10 ms
Manuseio deDados analógicos
com Bloco de FunçãoIntegrado
no Mestre
Nº de dadosAnalógicos
16 Bytes para dadosdigitais e analógicos
248 Bytes de dadosAnalógicos Possíveis
Mét. de Acesso Mestre/Escravo Mestre/Escravo
Comprimento
Máx. do cabo
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
Versão 2.0 Versão 2.1
Nº de Escravos máx. 31 máx. 62
Número de E/S 124E+124S 248E + 186S
Transmissão Dados e Energiaaté 7 A
Dados e Energiaaté 7 A
Meio Físico Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Máx. Ciclo 5 ms 10 ms
Manuseio deDados analógicos
com Bloco de FunçãoIntegrado
no Mestre
Nº de dadosAnalógicos
16 Bytes para dadosdigitais e analógicos
248 Bytes de dadosAnalógicos Possíveis
Mét. de Acesso Mestre/Escravo Mestre/Escravo
Comprimento
Máx. do cabo
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
Versão 2.0 Versão 2.1
Nº de Escravos máx. 31 máx. 62
Número de E/S 124E+124S 248E + 186S
Transmissão Dados e Energiaaté 7 A
Dados e Energiaaté 7 A
Meio Físico Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Máx. Ciclo 5 ms 10 ms
Manuseio deDados analógicos
com Bloco de FunçãoIntegrado
no Mestre
Nº de dadosAnalógicos
16 Bytes para dadosdigitais e analógicos
248 Bytes de dadosAnalógicos Possíveis
Mét. de Acesso Mestre/Escravo Mestre/Escravo
Comprimento
Máx. do cabo
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
Versão 2.0 Versão 2.1
Nº de Escravos máx. 31 máx. 62
Número de E/S 124E+124S 248E + 186S
Transmissão Dados e Energiaaté 7 A
Dados e Energiaaté 7 A
Meio Físico Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Cabo não-blindado2x1.5 mm²
Máx. Ciclo 5 ms 10 ms
Manuseio deDados analógicos
com Bloco de FunçãoIntegrado
no Mestre
Nº de dadosAnalógicos
16 Bytes para dadosdigitais e analógicos
248 Bytes de dadosAnalógicos Possíveis
Mét. de Acesso Mestre/Escravo Mestre/Escravo
Comprimento
Máx. do cabo
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
100m,Extensão com
Repetidor até 500m
s
SemináriosTécnicos
2003
Prof.:Cícero
endereço: 1A
E E
EE
S
SS
endereço: 1B
E E
EE
S
SS
Versão 2.0: 1 endereço / escravo
(Máx. 4E/4S)
endereço: 1
E E
EE
S S
SS
Versão 2.1:2 Escravos porendereço comum: Escravos A e B!
(Máx. 4E/3S)
A B
Escravos v 2.1: quais são as diferenças?
s
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2003
Prof.:Cícero
Escravos A/B: Como isso funciona?
1) chama todos os escravos A e padrão
Escravo 1A Escravo 2A Escravo 31A Escravo 1B
Escravo 1B Escravo 31A Escravo 2A Escravo 1A
Escravo 2B
Escravo 2B
Resposta de todos os escravos A e padrão
2) chama todos osescravos B e padrão
Resposta de todos os escravos B e padrão
Para escravos padrão o tempo de ciclo continua 5 ms!!!
Chamada 1. Ciclo = max. 5ms:- todos os escravos padrão- todos os escravos A- todos os escravos B (se não existir o correspondente escravo A, ou seja, por ex., o 5A não está na rede mas o 5B está)
Chamada 2. Ciclo = max. 10ms:- todos os escravos padrão- todos os escravos B (se o correspondente está presente na rede) - todos os escravos A (se o correspondenteB está presente)
s
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Versão 2.1 permite qualquer combinação entre escravos padrão e A/B
Slave 1 Slave 2 Slave 31Slave 3
Slave 1A Slave 2 Slave 31BSlave 3A
Slave 1A Slave 2A Slave 31ASlave 2B
Funcionamento Misturado
Somente escravos padrão
.......
.......
.......
Somente escravos A/B
s
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Safety at Work – O Princípio
Análise de sinal do Escravo Seguro pelo Monitor de Segur.
Informação do Mestre (via transferência normal de E/S)
CLP e Mestre padrão
Monitor de SegurançaEscravo Seguro
EscravoPadrão
EscravoPadrão
EscravoPadrão
s
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Safety at Work – O Princípio
Escravo Seguro
13753186
. . . . .
Monitor
1
4
n
Tabela de códigos dosescravos seguros
n
Comparação do código:Cód. Ok = sistema ligado
0 1 0 0Ciclo :
5835
10127
45835
1012
7
45835
127
123456780 1 0 11 0 0 00 0 1 10 1 0 11 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1
10
s
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Escravo Seguro
13753186
. . . . .
Monitor
1
45835
10127
n
Tabela de Códigos dosescravos seguros
n
0 0 0 0
Safety at Work – O Princípio
Comparação do Código:Cód. ñ Ok = Sistema desliga!
4
0 1 0 0
0
.
.
.
s
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Exemplo de Circuito: Monitor com um circuito de segurança
Liga
13/14
23/24 Circuito de Segurança
32 Circuito de Sinalização
Y33/Y34 Circuito de Realimentação
Liga Botão de Liga opcional
s
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Transmissão de valores analógicos
O sinal é transmitido para o CLP como um valor analógico completo (16 bits)
Nenhum FB (function block) é necessário
CLP Mestrev2.1
Módulo Analógico
Sinal Analógico
Valor Digital
DA
Transmissão de valores analógicos
completos para o CLP
Módulo de AI:Sensores à corrente
Sensores à tensão
Sensores de Temperatura
Saída à corrente
Módulo de AO:Saída à tensão
s
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Módulo Analógico
AS-Interfacemestre
Doze ciclos dePrograma com SFC
(System FunctionCall)
Seis ciclosAS-Interface,
com 5msmáx. cada
CPU
Transferência de dados de acordo com o perfil analógico 7.1/7.2: versão 2.0
Transferência de dados com os analógicos:o que acontece com os tempos?
AS-Interfacemestre
HUM ciclo dePrograma com SFC (System Function
Call)
Sete ciclos AS-Interface,
com 5 msmáx. cada
CPU
Transferência de dados de acordo com o perfil analógico 7.3/7.4: versão 2.1
Módulo Analógico
Tempo de transmissão: máximo de 7 ciclos AS-i (< 35ms) Resolução: 15 bits + bit de sinal (incl. Overrange) Tipo de Escravo: escravo padrão!!!
s
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Prof.:Cícero
Como dimensionar uma fonte AS-Interface?
1) Módulos AS-i (< 40 mA cada um)
2) Sensores a serem utilizados em cada entrada
- sensores indutivos (~ 40 mA cada)
- sensores ópticos (~ 90 mA cada)
3) Consumo do Mestre AS-i (< 40 mA)
Exemplo: 120E / 90S
- 30 módulos de 4E/3S + mestre - consumo total = 31 x 40= 1,2A
- 100 sensores indutivos - consumo total = 100 x 40 = 4A
- 20 sensores ópticos - consumo total = 20 x 90 = 1,8A (Atenção - limite de corrente por módulo, normalmente < 250 mA!)
- Fator de Serviço: 0,5 < F < 1,0 - verificar sempre se os sensores podem estar atuados simultaneamente (dado do cliente!)
- E as Saídas??? - Fonte Auxiliar: normalmente em 24VCC!Dimens. similar da fonte (alimentação do atuador via cabo preto)
7A
s
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Repetidores e Extensores na AS-Interface
Modularidade com emprego
de repetidores
Modularidade com emprego de
repetidores e extensores
s
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Operação com Repetidor e Extensor
.
.Repetidor
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSP O W E R SU P P LY
ASI +
ASI -
S chi rm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSP O W E R SU P P LY
ASI +
ASI -
S chi rm
Schirm
...máx. 100m Repetidor
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSP O W E R SU P P LY
ASI +
ASI -
S chi rm
Schirm
Fonte
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEM E NSPOW ER SUPPLY
A S I +
A S I -
S chi rm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSP O W E R S U P P L Y
ASI +
ASI -
Schi rm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOW ER SUPPLY
ASI +
ASI -
Schirm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOW ER SUPPLY
A S I +
A S I -
S ch i rm
Schirm ...
Fonte
Fonte
Extensor
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSP O W ER SU P PLY
ASI +
ASI -
Schi rm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSP O W E R S U P P L Y
ASI +
ASI -
Schirm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOW ER SU PPLY
ASI +
ASI -
Schi rm
Schirm
21 3 4 5 6
L1
N
ASI+
ASI-
SIEMENSPOW ER SU PPLY
ASI +
ASI -
Schi rm
Schirm
máx. 100m
máx. 100m
s
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Prof.:Cícero
Permite extensão do cabo por mais 100m
(pode-se chegar até 500m)
Escravos podem ser instalados em ambos os lados do repetidor
As Fontes AS-Interface são necessárias em ambos os lados do
repetidor
Isolação galvânica para os dois cabos (dois lados)
Mesma construção de um módulo de aplicação IP67
Repetidor
s
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Prof.:Cícero
Mestre pode ser instalado até 100m de distância do segmento AS-
Interface
Escravos podem ser instalados somente nos 100m seguintes (saída
do extensor)
Nenhuma fonte é necessária entre o mestre e o extensor
Não faz isolação galvânica dos dois segmentos
Instalados em módulos IP67
Extensor
s
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Prof.:Cícero
Benefícios AS-Interface
Custos anteriormente:100%
26,2%
Comparativo de Custos CLP
Cablagem
Montagem de Cabos
E/S Distribuídas:Material
E/S Distribuídas:Montagem
E/S - Cablagem
E/S - Cablagem:Montagem
Sensores
Convencional
Comparativo de Custos:Técnica Convencional x AS-Interface
s
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Prof.:Cícero Simplicidade:
1) Endereçamento de escravos via Endereçador
2) Botão no master possibilita configuração automática: reconhecimento automático dos escravos já endereçados
3) O modo de operação pode ser definido como Protegido:Transfere a configuração do sistema como obrigatória
4) Integração de sinais fail-safe via bus de campousando CLP padrão
Se um escravo falha: Mestre reconhece uma falha e marca o endereço do escravo
Um escravo em falha tem que ser trocado, e na troca o mestre escreve o endereço necessário automaticamente para o novo escravo idêntico (requisitos de manutenção reduzidos)
Benefícios AS-Interface
s
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Prof.:Cícero
Benefícios AS-Interface
Garantia de uma construção Simples
fácil instalação e operação
Transferência de dados e energia num único cabo
economia nos custos de fiação e instalação
Alta segurança na operação via monitoramento contínuo dos
escravos conectados
Simples e fácil comissionamento e manutenção
s
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2003
Prof.:Cícero sProf.: Cícero