AUTOMAÇÃO DLB CLP 642S SISTEMA DIDÁTICO PARA ESTUDO DE CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Sistema didático para estudos e práticas em controladores lógicos programáveis, de constituição modular e possibilita a montagem em laboratório dos vários circuitos utilizados em aplicações de CLP’s. O sistema é formado por bastidor vertical e vários módulos apropriados para as varias funções envolvidas. 1 INTRODUÇÃO A automação industrial visa, principalmente, a produtividade, qualidade e segurança em um processo. Em sistemas não padronizados toda a informação dos sensores/atuadores é concentrada em um controlador AUTOMAÇÃO programável (CLP) o qual, de acordo com o programa carregado na sua memória, executa uma determinada lógica regulando o estado dos atuadores de acordo com os sinais de entrada. Atualmente, com o advento de instrumentação/dispositivos de campo inteligente, funções executados no controlador programável foram implementadas neles e um único cabo, que vai de uma ponta a outra (barramento) permite as trocas de informações de acordo com regras predefinidas (protocolo) melhorando a velocidade e a segurança. COMPOSIÇÃO DO SISTEMA: BASTIDOR VERTICAL: O bastidor vertical em estrutura tubular de aço, tratada com pintura eletrostática com tinta epóxi, nas dimensões de 660 mm de largura X 935 mm de altura X 350 mm de profundidade, ideais para o trabalho em laboratório. Possui 4 linhas de 200 mm para a fixação dos módulos e permite a fixação manual dos vários módulos de simulação dispensando a utilização de parafusos e ferramentas. MÓDULOS: O sistema possibilita a montagem em laboratório de vários circuitos utilizados em aplicações de CLP e acelera assim a assimilação dos seus conceitos e arquiteturas. Ele é composto de vários módulos, com base em chapa de aço de 1,5 mm de espessura tratada quimicamente e pintada pelo processo eletrostático com tinta epóxi. Todos os terminais e pontos de ligação dos componentes são disponíveis através de bornes tipo banana de 2 ou 4 mm (conforme a tensão). Os componentes, bem como, seus terminais e pontos de acesso são identificados com sua respectiva simbologia impressos em silk-screen. O SISTEMA É FORMADO PELOS SEGUINTES MÓDULOS: MÓDULO DO CLP Formado por um CLP da família Siemens S&-1200, que abriga o programa aplicativo, verifica o estado das entradas e utilizando a lógica interna, determina o momento e os tipos de atuadores que devem ser chamados a trabalhar; um monitor colorido gráfico (IHM) tipo Touch Screen que possibilita o acompanhamento dos processos que estão se desenvolvendo; um software para editoração e parametrização para escrever o programa aplicativo e editora-lo. O módulo de CLP é formado pelos seguintes componentes: 1 X S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC, 1 X STEP7 BASIC, SINGLE LIC., 1 X ANALOG OUTPUT SB1232, 1 AO, 1 X SIMULATOR MOD. SIM1274 8CH, 3 X RJ45 CABLE, LENGTH 6 M, 2 AUTOMAÇÃO 1 X KTP600 BASIC COLOR PN 5,7", 1 X COMPACT SWITCH MODULE CSM 1277, SWITCH ETHERNET (SIEMENS - COMPACT SWITCH MODULE CSM 1277) Para conetar o PC o CLP e o IHM é utilizado o switch ethernet industrial de várias camadas, com quatro portas RJ45 e alimentação 24VDC, modelo CSM 1277 da Siemens. O switch Ethernet (CSM 1277) interconeta 4 dispositivos no barramento Profinet (Ethernet Industrial) de 10/100 Mbit/s: 1- O CLP S7-1200 2- O PC para editoração do aplicativo 3- O monitor IHM de 5,7” a cores 4- Disponivel CLP (SIEMENS - S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC) Este controlador (CLP), modelo S7-1200 da Siemens contem um processador, uma fonte de alimentação, os circuitos de entrada e saida, controle bidirecional de acionamentos, entradas analógicas e o barramento Profinet (tipo Ethernet Industrial). Uma vez carregado o programa aplicativo o controlador está apto a monitorar e controlar os dispositivos previstos no projeto. O CLP monitora as entradas e muda as saidas de acordo com a lógica do programa aplicativo que pode incluir lógica Booleana, contadores, temporização, operações matematicas complexas e comunicação com os dispositivos inteligentes existentes. As carateristicas do CLP (com a CPU 1214C) são: 1. Memoria de trabalho/retentiva: 75+10 Kbbytes 2. Entradas digitais 24VDC:14 3. Saidas digitais 24VDC:10 4. Entradas analógicas DE 12 BITS: 0-10V E 0-20MA: 2 5. Placas de expansão SM: 8 6. Placas de expansão SB/BB/CB:1 7. Expansão disponíveis de cartões de comunicação tipo CM: 3 8. Contadores de alta velocidade: 6 (3 de 100KHz e 3 de 30 KHz) 9. Porta Ethernet/Profinet: 1 3 AUTOMAÇÃO 10. Saidas pulsadas (com Placas SB):4 O controlador S7- 1200 tem: Alta velocidade de I/O com entradas analógicas (já inclusas nele) e com capacidade de acionar motores Função PID com controle de 8 malhas Barramento Ethernet Industrial utilizando conector RJ45 Entrada para módulo de expansão de sinal Entrada para placa simuladora de 8 chaves e permite adicionar (não incluso), entre outros: Módulo de conversão PROFINET para PROFIBUS Módulo de conversão PROFINET para AS-i e Can Open Módulo de conversão PROFINET para I/O generico ( ET 200). Módulo Inversor de frequência com protocolo PROFINET Este CLP permite escolher quatro tipos de CPU. Este sistema utiliza a CPU 1214C 4 AUTOMAÇÃO Conexões/Indicadores disponiveis no CLP (S7-1200) 1=Conector de alimentação 2=Posição do cartão de memoria (em baixo da tampa) 3=Conector removivel 4=Duas linhas de Led´s de I/O 5=Conector do barramento Profinet Posicionamento dos módulos adicionais 5 EXPANSÃO DE SAÍDA ANALÓGICA (SIEMENS - ANALOG OUTPUT SB1232, 1 AO) Este módulo de expansão possui uma saída analógica: 0-10V (12 bits) e 0-20mA (11 bits) para ser conectada a CPU. MÓDULO IHM COLORIDO, GRÁFICO COM TOUCH SCREEN (SIEMENS - KTP600 BASIC COLOR PN 5,7") Este IHM permite acompanhar o processo graficamente. Ele tem tamanho de 5,7 polegadas TFT, colorido e compatível com o CLP, sendo conetado ao barramento Ethernet/Profinet através de sua porta RJ45. AUTOMAÇÃO SIMULADOR DE ENTRADAS (SIEMENS - SIMULATOR MOD. SIM1274 8CH) Este simulador permite similar até 8 posições de entradas para a CPU S7-1200 SOFTWARE “STEP SEVEN” (SIEMENS - STEP7 BASIC, SINGLE LIC) Este software, entre outros é utilizado para desenvolver o programa aplicatico da rede industrial. Com a sua vasta gama de funções fáceis de usar, o software STEP 7 aumenta significativamente a eficiência em todas as tarefas de automação. Não importa se é para a configuração de hardware, o estabelecimento de comunicações, programação, testes, comissionamento e funções de serviço, documentação e arquivamento e de diagnóstico, este software é uma referência neste campo. Mesmo a versão básica do STEP 7 dá um acesso fácil a todo o potencial dos controladores da Siemens. O STEP 7 Professional abre ainda mais possibilidades graças a uma grande variedade de editores de programas, enquanto a versão Basica fornece uma plataforma comum para a programação do controladore S7-1200 e dos monitores HMI. Ele entrosa perfeitamente o SIMATIC S7 e SIMATIC WinAC facilitando o acesso ao software controlador no Portal TIA, ao software de programação STEP 7, as opções para programação e projeto, as opções para diagnóstico e serviços. Ele fornece funções convenientes para todas as fases de um projeto de automação: Planejamento, configuração e parametrização de hardware e comunicação. Criação de um programa do usuário. Documentação. Teste, partida e serviço. Controle de Processos. Arquivamento O STEP 7 utilizao o standard DIN EN 6.1131-3 reduzindo assim o tempo de familiarização e sendo baseado no Windows reduce o tempo de teinamento. Todos os dados de projeto ( symbol tables, configuration data and parameter assignment data) são armazenados em um database central e estão disponíveis para todas as ferramentas. Ele é orientado para aplicações e os programas são armazenados em “librarias” sendo possível copia-los para o projeto sucessivo. As rotinas de diagnostico inclusas como ferramentas reducem os tempos e custos de projeto. 6 AUTOMAÇÃO 1 Módulo com fonte de tensão com três fontes de alimentação independentes com proteção contra inversão de pólos e sobre corrente. Uma saída fixa de 12Vcc, uma saída fixa de 24Vcc e saídas variáveis de 0a 24Vcc. 1 Módulo com fonte de alimentação e proteção dos demais módulos do painel, composto por disjuntor de proteção e sinaleiro. Alimentação e saída de força em 110/220V - 50/60Hz. 1 Módulo para indicação de sinal analógico que permite a medição de dois sinais simultaneamente. Uma das entradas é adequada para sinais de corrente (4 a 20mA) e outra para sinais de tensão (0 a 10Vcc). 7 1 Módulo para estudo de acionamento do motor de passo, com motor de passo acoplado e com driver de acionamento eletrônico de quatro bits, com indicação luminosa para cada um dos bits de acionamento. 1 Módulo motor DC 24 V composto por um encoder acoplado a um motor DC com driver de potência para estudo de motores DC, acionamento adequado para CLP's com entradas digitais NPN ou PNP. 1 Módulo de led's para indicação luminosa de sinais de saída digital de oito bits, cor vermelha, adequado para CLP's com saídas NPN ou PNP. AUTOMAÇÃO 1 Módulo de Fixação com trilhos DIN e bornes. 1 Módulo A/D para estudo de conversor Analógico/Digital. Conversor A/D de quatro bits, com entrada de sinal analógico de 0 a 10Vcc e de 0 a 20mA e saída de quatro bits em 24Vcc. 1 Módulo D/A para estudo de conversor Digital/Analógico. Conversor D/A de quatro bits, com saída de sinal analógioco de 0 a 10Vcc e de 0 a 20mA e entrada de quatro bits em níveis de 24Vcc. 1 Módulo com chave de retenção e pulsadoras para simulação de sinais de entrada digital. Composto por quatro chaves de contato NA/NF pulsadoras e quatro chaves de contato NA/NF com retenção. 1 Módulo com chave pulsadora para simulação de sinais de entrada com chaves de contato momentâneo. Composto por oito chaves de contato NA/NF. 8 AUTOMAÇÃO 2 Módulo com uma chave BCD para simulação de sinais de entrada. Composto por uma chave tipo THUMBWEEL. 1 Módulo de relés independentes e com contatos reversíveis compostos por quatro relés para correntes de 10A e bobina de 24Vcc, adequado para CLP's com saídas NPN ou PNP. 1 Módulo de potenciômetros com dois potenciômetros de 10K lineares para simulação de sinais de tensão ou corrente. 1 Módulo para simulação de processos industriais. Possibilita a execução de experimentos com CLP, envolvendo variáveis digitais e analógicas de entrada e saída de processo. O módulo é constituído de uma estrutura de alumínio que acomoda dois reservatórios de 20 litros interligados por uma bomba hidráulica e equipados com sensores, transmissores e válvulas. O módulo possibilita a simulação de controle de processos industriais envolvendo as variáveis de pressão, temperatura, nível e vazão. Dimensões: 800mm (H) x 350mm (P) x 750mm (L). 9 AUTOMAÇÃO ACESSÓRIOS 1 1 1 1 4 10 10 10 5 5 10 5 5 10 10 5 Bastidor modular vertical tubular de aço, contendo 4 linhas para fixação dos módulos Software de programação do CLP Manuais Técnicos Apostila com teoria e exercícios práticos sobre CLP Cabo banana 4mm 80cm amarelo Cabo banana 2mm 100cm vermelho Cabo banana 2mm 100cm preto Cabo banana 2mm 100cm azul Cabo banana 2mm 140cm vermelho Cabo banana 2mm 140cm preto Cabo banana 2mm 140cm azul Cabo banana 2mm 80cm vermelho Cabo banana 2mm 80cm preto Cabo banana 2mm 60cm azul Cabo banana 2mm 60cm preto Cabo banana 2mm 60cm vermelho 10