Automatismos e Autómatos
O QUE É UM AUTOMATISMO.
Automatismo é todo o dispositivo eléctrico,
electrónico, pneumático ou hidráulico capaz de por si só
controlar o funcionamento de uma máquina ou processo.
Exemplos de automatismos: escadas rolantes,
elevadores, portas automáticas, semáforos, linhas de
montagem das fábricas, etc.
ESTRUTURA GERAL DE UM
AUTOMATISMO.
de distribuição (ac trifásica, ac monofásica, dc…)
Engenho ou máquina (elevador, semáforo, escada
Parte Operativa rolante…)
Accionadores (motores, lâmpadas, resistências…)
Rede
Detectores
(fins de curso, detectores de proximidade, células
fotoeléctricas…)
Tratamento de dados (autómatos programáveis, contactores
Parte Comando auxiliares…)
Diálogo Homem – Máquina (botoneiras, sinalizadores,
teclados…)
Comando de potência ou pré-accionadores (contactores
electromagnéticos, relés…)
Constituintes de automatismos
A máquina ou a instalação
É o sistema que deve ser automatizado. Este sistema pode ser muito complexo
como uma cadeia de fabrico, uma unidade de produção ou uma fábrica.
É igualmente possível automatizar os equipamentos mais simples como os
semáforos, um portão de garagem, uma piscina ou um sistema de irrigação.
Os sensores
Como o olho de um automobilista, um sistema automatizado deve possuir
equipamentos que darão as informações sobre o seu ambiente. São os sensores:
•Sensores de nível
•Sensores de temperatura
•Sensores de passagem
Por exemplo, para a detecção de um automóvel numa portagem de auto-estrada,
utilizaremos um sensor fotoeléctrico.
Constituintes de automatismos
Os accionadores
Os accionadores permitem efectuar as acções no sistema.
São as bombas, os cilindros, os motores...
O comando de potência ou pré-accionadores
Para transmitir a energia necessária aos accionadores e
servir de intermediário com o sistema de tratamento de
dados, são necessários equipamentos específicos, que são
os sistemas de comando de potência: contactores,
disjuntores, relés...
Constituintes de automatismos
Os sistemas de tratamento de dados
O cérebro da instalação é o sistema de tratamento de dados.
Depois de realizado com a ajuda de relés e de contactores auxiliares, ele é
agora composto de autómatos programáveis.
O diálogo Homem/Máquina
Todo o sistema automatizado deve ser vigiado ou controlado pelo homem.
Para isso são necessários equipamentos tais como:
•Os botões
•Os terminais de diálogo
•Os ecrãs
Tecnologia cablada ou programada
Características da tecnologia programada
O funcionamento da instalação é definido por um programa executado de
maneira cíclica por um autómato programável.
Para cada modificação de funcionamento, basta modificar o programa. Não
é necessário cablar uma nova temporização ou um novo relé auxiliar, é um
programa que o substitui. Desta forma, a flexibilidade é grande e o custo
final é baixo.
Um só aparelho (PLC), sem cablagem entre os módulos, unicamente a
ligação aos sensores (entradas do autómato), aos accionadores (saídas do
autómato) e à alimentação.
Tecnologia cablada ou programada
Vantagens da tecnologia programada
Menos constituintes: O autómato programável substitui todos os relés
auxiliares, os temporizadores ou os relógios: importante ganho de
volume mas também mais fiabilidade pois não há peças mecânicas no
cérebro do automatismo.
As únicas ligações são: a alimentação do autómato, os sensores e os
accionadores.
Mais flexibilidade: O programa é uma sucessão de instruções que se
pode escrever e modificar facilmente com a ajuda de um terminal de
programação. Pode mesmo duplicar o programa facilmente se precisar de
realizar automatismos idênticos.
Mais fácil de testar e de reparar: Na face frontal do autómato
geralmente encontram-se sinalizadores luminosos que sinalizam: o
estado de funcionamento dos sensores (abertos ou fechados), o estado
dos accionadores (em serviço ou parados), o estado de funcionamento
do autómato.
E S TRU TU R A D E U M AU T Ó M A TO
P RO G R A M Á V E L
Programação
Dados dos sensores
Dados para os actuadores
O bus serve para fazer a comunicação entre todas as partes no seu
conjunto. É a ferramenta de diálogo interno do autómato.
E S T RU T U R A D E U M A U T Ó M A TO
P RO G R A M Á V E L
A unidade central ou processador
A unidade central chamada também de processador
constitui o cérebro do autómato.
É ela que:
•Lê os valores dos sensores.
•Executa o programa com os dados contidos na
memória.
•Escreve as saídas ligadas aos accionadores.
A memória
A memória do autómato contém o programa a executar
mas também os dados utilizados por esse programa
(valores de temporizadores, monoestáveis,
contadores...).
É o local onde são armazenadas todas as informações
contidas no autómato. Sem memória, um autómato não
pode funcionar.
B I TS E
WO R D S
Um bit é a zona em memória que pode ter dois valores: 0 ou 1.
Uma word é a zona em memória que contêm um valor numérico.
Ela é utilizada para reter uma duração de temporização, um valor de
contagem...
A memória do autómato pode conter dados ou um programa.
Ela pode ser de dois tipos: RAM ou ROM. A memória RAM pode ser escrita
ou lida, a memória ROM só pode ser lida.
As entradas e saídas constituem as ligações físicas do autómato com o
exterior. Para nós, são simples terminais de ligação mas para o autómato, é
um sistema que:
Transforma um sinal eléctrico num estado lógico (0 ou 1) para as entradas.
Transforma um estado lógico (0 ou 1) num sinal eléctrico para as saídas.
O Q U E É A L I N G UA G E M D E
P RO G R A M A Ç Ã O ?
O programa que vimos anteriormente deve ser escrito numa
linguagem compreensível para o processador, é a linguagem
de programação.
A linguagem de programação é uma linguagem reconhecida
pelo processador do autómato graças à qual são descritas as
instruções a efectuar.
Linguagens de programação mais utilizadas:
•Linguagem em lista de instruções (Instruction List – IL).
•Linguagem em diagrama de contactos (Ladder Diagram – LD)
A L I N G UA G E M D E
C O N TA C TO S
Antes da tecnologia programada, existia (e ainda
existe) a tecnologia cablada. Para que a mudança entre estas
duas tecnologias fosse o menos complicada possível, foi
criada uma linguagem próxima da cablagem eléctrica. Tratase da linguagem de contactos.
A linguagem de contactos gráficos é composta de
contactos, de bobines e de ligações entre esses elementos.
PROGRAMAR O AUTÓMATO
O computador é actualmente a forma mais utilizada para
programar o autómato.
Utilizando o computador, os autómatos podem ser geralmente
programados em diagrama de contactos ou em lista de instruções.
Para esse efeito é necessário o software de programação e um cabo
de comunicação para ligar o autómato ao computador. O software
encarrega-se de efectuar a conversão da linguagem de contacto para a
linguagem lista de instruções e vice-versa.