Robótica
4ª aula - Elementos lógicos e
biestáveis
02-08-2000
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Robótica
Elementos Lógicos
■Representação da acção
Interacção cobre o sistema.
Interrupção de um fluxo (0).
Abertura dum fluxo (1).
Fluxo:
Água,
Corrente eléctrica,
Óleo,
Ar, etc...
■Representação do comando
4. 2.
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Elemento de comando - maiúsculas
Elemento comandado - minúsculas
Aos estados de comando
A=0 e A=1
Correspondem os estados comandados
a=0 e a=1
respectivamente.
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■Lógica negada
Se aos estados de comando
A=0 e A=1
Correspondem os estados comandados
a=1 e a=0
respectivamente.
■Representação simbólica
Lógica directa:
Comando A - comandado a
Lógica negada:
Comando A - comandado a
4. 3.
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■Realização física
Comando:
humano: Interruptores
mecânico: Fins-de-curso
eléctrico: Transístores,
por exemplo.
Tecnologia:
Células fotoeléctricas
Detectores indutivos
Detectores laser
Elementos electrónicos
por exemplo.
4. 4.
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Implementação de funções
Símbolos pneumáticos
NOT
AND
OR
Válvula monoestável
Variável de
comando
X=0
Variável
comandada
x=0
x=1
X=1
Válvula 3/2
4. 5.
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Obs.: O circuito pneumático será aprofundado posteriormente.
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Circuito de contactos
Símbolos
Variável discreta de entrada
Variável discreta de entrada negada
Variável discreta de saída
Comparação (menor que)
CMP<
Leitura do valor de um registo
GET
Temporizador de atraso na activação
TON
4. 6.
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a
F
F ab
OR
b
F  a b
 
a
b
a
F  a  b c
4. 7.
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F
AND
c F
b
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Circuito eléctrico
Símbolos eléctricos
Interruptor
fechado
aberto
Contactos
bipolar
unipolar
inversor
Botão
Contacto comandado
Lâmpada
4. 8.
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Relé
Motor
M
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Circuito de potência
220V
a
Circuito de comando
24V
b
F
A
0V
0V
Relé
Variáveis
comandadas
Variável de comando
ou excitação
A=0
a 1 a  0
A=1
a  0 a 1
4. 9.
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F
b
F b
YES
F
b
F b
NOT
a
F
F ab
OR
b
F  a b
a
b
F
AND
4. 10.
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Circuito electrónico
Símbolos electrónicos
AND
NAND
NOT
OR
NOR
Chip
NAND de 2 entradas
4. 11.
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F  x1  x 0  x1  x 3  x 2  x 3  x 2


 x1  x 3  x 2  x 0  x 3  x 2
4. 12.
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Memórias / Biestáveis
Memória
Duas variáveis de comando: SET (S) / RESET (R)
Uma variável comandada: x / x
Símbolos pneumáticos
x 1
S
x 0
R
Válvula 5/2
4. 13.
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Obs.: O circuito pneumático será aprofundado posteriormente.
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Símbolos electrónicos
Dois estados estáveis: 0 / 1
Duas variáveis de comando: SET (S) / RESET (R)
Duas saídas: x / x
Biestável R/S
S
0
0
1
1
R
0
1
0
1
Qn
Q
d
d
-
Q
n1
Q
0
1
-
S
Q
S
Q
R
Q
R
Q
R Q
4. 14.
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S Q
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Biestável J/K
J
0
0
1
1
K
0
1
0
1
Qn
Q
d
d
Q
Q
n1
Q
0
1
Q
Q
J
J Q
K
K Q
Q
Biestável D
K
0
1
Qn
Q
Q
Q
n1
Q
Q
J Q
K Q
Biestável T
D
0
1
Qn
d
d
Q
n1
0
1
J Q
K Q
4. 15.
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Tabelas de funcionamento
Qn
Qn  1
0
1
0
1
0
1
1
0
RS
0d
d0
10
01
JK
0d
d0
1d
d1
T
0
0
1
1
D
0
1
1
0
4. 16.
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Robótica
Autorização
Assíncrono - permanentemente autorizado
R
S
Q
Q
Síncrono - autorização por sinal externo: relógio
clock
S
4. 17.
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R
Q
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Robótica
Representação
R Q
S Q
clock R
Q
S Q
Permanentemente
autorizado
Autorizado por
variação positiva
do sinal
clock R
Q
S Q
clock R
Q
S Q
Autorizado por
nível de sinal
Autorizado por
variação negativa
do sinal
4. 18.
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Robótica
Contadores
Contador binário assíncrono incondicional crescente
input
S Q0
S Q1
S Q2
R Q0
R Q1
R Q2
Reset
Q1
Q0
Q2
input
Q0 0 1
Q1 0 0
Q2 0 0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
4. 19.
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Robótica
Contador BCD assíncrono incondicional crescente
input
input
J Q1
J Q1
J Q2
J Q3
K Q1
K Q1
K Q2
K Q3
BCD1
BCD2
4. 20.
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BCD3
Obs.: BCD significa BINARIO CODIFICADO DECIMAL..
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out
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Sequenciador de Estados
Conjunto de biestáveis ligados entre si, por forma a formar
uma sequência pré-estabelecida de estados.
Exemplo de projecto de um sequênciador
Seja a sequência de estados (a três variáveis) pretendida
estabelecida por:
a
0
1
1
1
0
0
b
0
1
0
1
0
1
c
0
1
1
0
1
0
4. 21.
02-08-2000
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Se utilizarmos biestáveis JK (um por
cada variável da sequência de estados),
teremos:
Utilizando mapas de Karnaugh determinamse as equações de comando:
JAKA
a
0
1
1
1
0
0
b
0
1
0
1
0
1
c JAKA
0 1d
1 d0
1 d0
0 d1
1 0d
0 0d
JBKB
1d
d1
1d
d1
1d
d1
JCKC
1d
d0
d1
1d
d1
0d
0
1
c
JBKB
0
1
c
JCKC
4. 22.
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0
1
c
0
1
1
0
0
0
1
1
1d 0d d1 dd
0d dd d0 d0
b
a
0 1 1 0
0 0 1 1
1d d1 d1 dd
1d dd d1 1d
b
a
0 1 1 0
0 0 1 1
1d 0d d1 dd
d1 dd d0 d1
b
a
JA  b  c
KA  c
JB  1
KB  1
JC  a  b
KC  b
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Robótica
Cujo circuito é:
input
JA a
1 J b
B
KA a
1
KB b
>=1
JC c
KC c
&
4. 23.
02-08-2000
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Robótica
Há outros métodos de realizar
sequenciadores. Dois outros
métodos são:
•
realização por utilização de um
biestável por estado
•
síntese por EPROM
4. 24.
02-08-2000
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Robótica
Bibliografia



Folhas das Cadeiras de Automação Industrial:
Mestrado em Engenharia Mecânica - IST (1995/96)
Rui Loureiro
Licenciatura em Engenharia Mecânica - IST (1990)
Caldas Pinto
Método Sequencial para Automação Electropneumática
Fundação Calouste Gulbenkian (Agosto 1983)
José Novais
L’Automatique par les Problemes - tome I
Les Éditions Foucher
R. Chappert, J. Cojean, A. Campa
4. 25.
02-08-2000
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