FASE 1 – Automação Processo de Mistura “A linguagem SFC, conhecida também como Grafcet, é uma linguagem extremamente poderosa, fato que levou a grande maioria dos fabricantes a adotarem-na como opção para a programação de seus CLPs de médio porte”

FASE 1 – Automação Processo de Mistura

 

“A linguagem SFC, conhecida também como Grafcet, é uma linguagem extremamente poderosa, fato que levou a grande maioria dos fabricantes a adotarem-na como opção para a programação de seus CLPs de médio porte” (Parr, 2003 apud Barros, 2021, p. 135).

 

Fonte: BARROS, T. T. T. Informática industrial. Maringá: UniCesumar, 2021.

 

A norma IEC 61131-3 (2003) descreve a linguagem SFC como indicada para dividir uma tarefa de controle em partes que podem ser executadas, sequencialmente, ou, paralelamente, enfatizando a importância da linguagem em auxiliar na estruturação de programas para CLPs.

 

Funcionamento do processo

Um processo de mistura é composto de dois silos que contêm dois produtos A e B pesados em um recipiente C. Um misturador M permite obter a homogeneização da mistura formada por esses produtos por meio da rotação de uma hélice.

O ciclo de funcionamento do processo deve ocorrer da seguinte forma:

– Para início do processo é necessário um comando no botão de partida P e que a balança esteja zerada, Z=0.

– Após início do ciclo, a válvula VA, que se encontra abaixo do silo A, é aberta e o produto A é inserido no recipiente C para ser pesado. Quando o peso determinado for atingido, a balança envia um sinal A=1. Nesse momento, a válvula VA deve ser fechada.

– Na sequência, o produto B começa a ser inserido no recipiente C através da abertura da válvula VB. Quando o peso determinado for atingido, a balança envia um sinal de saída B=1 e a válvula VB é fechada.

– Após a pesagem dos produtos A e B, a válvula VC deve ser aberta para escoar os produtos do recipiente C, até que a balança seja zerada, enviando um sinal Z=0, e então, fechar a válvula VC.

– Após o escoamento total dos produtos do recipiente C, o misturador deve ser acionado por 20 segundos. Após esse tempo, o motor do misturador deve parar e esvazia-se o misturador por meio da abertura da válvula VM, que permanece aberta por dez segundos.

– Ao concluir o processo de escoamento do misturador, o sistema aguarda o início de um novo ciclo.

A figura a seguir ilustra o processo descrito:

 

Figura 1 – Processo de Mistura

Fonte: adaptado de: FRANCHI, C. M.; CAMARGO, V. L. A. Controladores Lógicos Programáveis. 2. ed. São Paulo: Érica, 2009. p. 282

 

QUESTÕES:

1.a) Conforme o processo apresentado, descreva quais são as entradas e saídas do sistema de automação proposto.

1.b) Desenvolva um diagrama em linguagem SFC para o funcionamento do processo de mistura descrito no problema (anexar imagem do diagrama).

1.c) Descreva as ações que ocorrem em cada etapa do diagrama apresentado.

FASE 2 – AUTOMAÇÃO PROCESSO DE ENVASAMENTO DE LEITE

“A linguagem ladder é uma das linguagens de programação de CLPs mais utilizada, principalmente pelo fato de possuir grande semelhança com os diagramas elétricos industriais e por ser desenvolvida a partir de símbolos gráficos de fácil compreensão para os profissionais que dominavam o controle lógico a relé” (Petruzella, 2014, p. 76).

 

Fonte: PETRUZELLA, F. F. Controladores lógicos programáveis. 4. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014.

 

O termo ladder vem da mesma palavra em inglês, que significa escada, e o diagrama gráfico gerado, por sua vez, possui o formato de uma escada; na qual as laterais correspondem aos barramentos de alimentação e nos degraus estão os elementos como contatos e bobinas.

Ao fazer a programação em ladder, deve-se analisar algumas especificidades, considerando cinco fases para a correta programação utilizando esta linguagem:

1. Listar as entradas e saídas do sistema e introduzir os comentários associados. Por exemplo: sensores, botoeiras de acionamento etc.
2. Listar as funções de automatismo a efetuar: contagem, temporização, programação diária etc.
3. Realizar cada função, considerando os dados de entrada e saída junto aos parâmetros de regulação.
4. Comentar cada função, indicando o que é feito para facilitar o entendimento do processo e análise de erros.
5. Testar cada função utilizando a ferramenta de simulação.

 

Funcionamento do processo

Você é responsável por implementar a automação de uma pequena parte de um processo de envasamento de leite. Nesse processo, você controlará tanto o nível do reservatório da matéria-prima como o acionamento da esteira e o envasamento da embalagem.

O processo todo será acionado por meio de uma chave seletora. Após essa chave estar ao nível lógico alto (ligada), a seguinte lógica deve ocorrer:

Para o controle do nível no reservatório, você terá dois sensores de nível, um na parte inferior e outro na parte superior do reservatório; caso o sensor da parte inferior (SI) sinalize não haver mais líquido sobre ele, uma bomba elétrica (B1) deve ser acionada para o enchimento do reservatório; quando o sensor superior (SS) indicar a presença e líquido, essa bomba deve ser desativada.

Para o controle do envasamento, temos uma esteira acionada por um motor elétrico (M1). Essa esteira estará ativa até que o sensor de presença (SP) ative, indicando que a embalagem está na posição correta para o preenchimento com o líquido do reservatório. Um temporizador contará 2 segundos a partir da chegada da embalagem e, após isso, ativará outra bomba elétrica (B2) que encherá a embalagem. Conforme a vazão da bomba e a capacidade da embalagem, você estabeleceu que a bomba B2 deve ficar ativa por 5 segundos para encher a embalagem até o nível estipulado.

Após o enchimento, um operador retira a embalagem da esteira, liberando o sensor de presença SP e reativando o motor elétrico M1.

Algumas considerações para o funcionamento do processo:

– O processo deve ser desativado a qualquer momento por um botão de emergência.

– A bomba B2 e o motor M1 não podem estar ativos ao mesmo tempo.

– Caso o sensor de presença SP seja desativado durante as temporizações, a bomba B2 não pode ser ligada.

 

O sistema descrito é ilustrado pela figura a seguir:

 

Figura 2- Sistema de controle de nível do reservatório, acionamento de esteira e envase da embalagem

Fonte: Atlas das Engenharias – Unicesumar – Disponível em: https://221322w.ha.azioncdn.net/Arquivo/ID/8051/roteiros/implementacao-zelio-soft-2.pdf . Acesso em 27 jan. 2025

 

QUESTÕES

2.a) Liste as entradas e saídas do sistema proposto.

2.b) Utilize o software ZelioSoft para programar, em linguagem ladder, a automação do processo, conforme funcionamento descrito anteriormente (anexar a imagem do diagrama desenvolvido).

2.c) Utilize a bancada de instalações elétricas industriais no Laboratório Prático Integrado para verificar o funcionamento do sistema. Nessa questão você deverá anexar fotos comprobatórias da prática realizada:

1. Foto da bancada com as conexões elétricas feitas, conforme esquemático a seguir.
2. Visor do CLP no modo de execução (RUN). Ao Lado do CLP uma folha de papel com seu nome, RA e data da realização da prática.

iii. Foto da bancada com cada uma das lâmpadas do processo acesas.

Instruções para utilização da bancada:

Para realizar o experimento, considerar os seguintes componentes para simular o sistema:

CLP SR2B121BD

Chave seletora: Chave Seletora 3P

SI: Sensor de nível baixo

SS: Sensor de nível alto

B1: Luz amarela

M1: Luz vermelha

SP: Sensor fim de curso

B2: Luz verde

Botão de emergência

 

As conexões elétricas na bancada/CLP devem ser feitas conforme esquemático a seguir: