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Engenharia Mecânica ·
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IEC11313 Ladder 1 SUPORTE DE CURSO IEC 11313 Ladder Livro Texto Programming industrial control systems using IEC 11313 RW Lewis UFMG Informática Industrial Prof Constantino Seixas Filho IEC11313 Ladder 2 IEC 11313 Ladder Structured Text ST Instruction List IL Textuais Function Block Diagram FBD Ladder Diagram LD Sequential Function Charts SFC Gráficas É usada para descrever o comportamento de Funções Blocos de funções Programas Em SFC para expressar o comportamento de passos ações e transições Princípios básicos A lógica ladder é uma técnica utilizada para desenhar lógica usando relés Estes diagramas já eram utilizados para documentar antigos armários de relés antes da existências dos CLPs Sua notação é bastante simples Uma linha vertical à esquerda representa um barramento energizado Uma outra linha paralela à direita representa uma barra de terra Os elementos constituídos por contatos normalmente abertos de relés contatos normalmente fechados e bobinas de relés são dispostos na horizontal formando malhas seriais ou paralelas A corrente elétrica ou de potência sempre flui da esquerda para a direita O diagrama final se parece com uma escada em que as laterais são as linhas de alimentação e os degraus representam a lógica Cada contato está associado ao estado de uma variável lógica Se a variável associada a um contato normalmente aberto NA está em TRUE então o contato estará ativo e se fechará deixando fluir a energia Se a variável TEXTUAIS GRÁFICAS ST IL LD FBD SFC IEC11313 Ladder 3 associada a um contato normalmente aberto NA está em FALSE então o contato estará aberto e o circuito será interrompido Se a variável associada a um contato normalmente fechado NF está em TRUE então o contato estará ativo e se abrirá interrompendo o circuito Caso contrário o contato ficará fechado e a energia fluirá Quando todos os contatos de uma linha horizontal estão fechados então a corrente fluirá até a bobina que é o último elemento da linha ou degrau A bobina será energizada e os contatos a ela associados passarão para os seus estados ativos aberto ou fechado dependendo da natureza destes contatos NF ou NA E x e m p l o Este diagrama é equivalente ao seguinte trecho de programa em Texto estruturado BombaDesligada DrenoFechado AND PortaFechada OR Manual Cada lógica associada a uma bobina é denominada ladder rung ou degrau T a b e l a F u n c i o n a m e n t o d e c o n t a t o s d a l ó g i c a l a d d e r Contatos Variável associada NA NF TRUE 1 ATIVA FECHADO ABERTO FALSE 0 PASSIVA ABERTO FECHADO DrenoFechado BombaDesligada PortaFechada Manual Fluxo de alimentação Trilho de alimentação direito opcional Trilho de alimentação esquerdo Bobina Contato Simbologia Linha horizontal fluxo de poténcia Interconex4o entre linhas horizontais e verticais a Conexao com a barra de alimentagao esquerda 4ponnnnnn nana nana nn nanan nn Conexao com a barra de alimentagao direita 4 Conectores LOADJOB LOADJOB SLOAD JOB LOADJOB TEC11313 Ladder 4 IEC11313 Ladder 5 Contatos Elemento Gráfico Representação semi gráfica Representação Gráfica Contato NA Contato NF Contato sensível à borda de subida P Contato sensível à borda de descida N Equivale a P N IEC11313 Ladder 6 Bobinas Elemento Gráfico Representação semi gráfica Representação Gráfica Bobina Bobina Negada É setada para o oposto do estado da linha de potência Bobina SET É setada quando é alimentada e resetada pela instrução RESET S Bobina RESET A bobina passa para o estado OFF e permanece neste estado até ser setada pela instrução SET R Bobina Retentiva com memória Estado é mantido em caso de falha de alimentação do CLP M Bobina Set Retentiva com memória SM Bobina Reset Retentiva com memória RM Bobina sensível à borda de subida Vai para 1 durante um scan se o fluxo de potência vai de 0 para 1 P Bobina sensível à borda de descida Vai para 1 durante um scan se o fluxo de potência vai de 1 para 0 N S N R M SM RM P IEC11313 Ladder 7 As bobinas com retenção são utilizadas para salvar o estado de variáveis que precisam ser recuperadas após o retorno de falha de alimentação Por exemplo o CLP precisa se lembrar dos modos de operação correntes e quaisquer outras variáveis que denotem estado Use VARRETAIN para definir variáveis associadas com bobinas retentivas E x e m p l o Basicamente a lógica de relés é ideal para representar circutos combinacionais onde as duas operações básicas são as operações AND e OR Equivale a P Switch Trigger Switch Trigger Scan t t A AN A A AN P IEC11313 Ladder 8 L i g a ç ã o e m s é r i e O p e r a ç ã o A N D L i g a ç ã o e m p a r a l e l o O p e r a ç ã o O R X1 A1 OR B1 AND A2 AND A3 OR C1 AND C2 A1 X1 A2 A3 A3 C1 C2 A1 X1 A2 A3 IEC11313 Ladder 9 Uso de blocos de função em diagramas ladder O standard não define Controlando a avaliação dos blocos de função MOTORCONT START MOTOR STOP FORWARD MAX SPEED CYCLE P SW1 P SW1 23000 BATCHCNT SPD2 INHIB2 MTR2 Variáveis Booleanas O bloco de função será avaliado se as linhas de potência que chegam ao bloco estiverem em OFF MAX EN ENO P CHECK COOL TEMP1 TEMP2 TEMP2 GT EN ENO 10000 P COMPLETE IEC11313 Ladder 10 Toda vez que CHECK passar de 0 para 1 o bloco MAX será executado uma única vez Qual o resultado produzido por este programa Realimentação em diagramas ladder Todas as entradas associadas a contatos ladder são avaliadas antes da execução do rung JUMPS e LABELS Jumps não são recomendados LIGA OXIGÊNIO BORBULHA BORBEN BORBULHADOR BORBULHA Transfere execução de programa para Borbulha somente após todo o circuito ter sido avaliado LIGA PERMISSÃO VENT VENT PARE Funciona como selo mantendo o motor ligado IEC11313 Ladder 11 Regras de avaliação do ladder Regras de consistência Regra Geral Ladder 1 Nenhum elemento de uma rede será avaliado até que o estado de todas as entradas tenham sido avaliadas Nenhum degrau de um diagrama ladder função ou bloco de função será avaliado a menos que todas as entradas tenham sido avaliadas 2 A avaliação de um elemento de uma rede só será completada quando os estados de todas as suas saídas tiverem sido avaliados A saída de um bloco de função só estará disponível quando todas as saídas tiverem sido avaliadas Uma bobina só mudará de estado após todos os caminhos do ladder terem sido avaliados 3 A avaliação de uma rede só estará completa quando todas as saídas de seus elementos tiverem sido avaliadas Todas as saídas de todas as funções blocos de funções e bobinas ladder devem ser atualizados antes que uma rede LD seja considerada completa 4 Quando dados são transferidos de uma rede para outra todos os valores provenientes da primeira rede devem ter sido produzidos pela mesma avaliação da rede A segunda rede não dever iniciar sua avaliação enquanto todos os valores provenientes da primeira rede não estiverem disponíveis IEC11313 Ladder 12 Equivalência entre ST FBD e LD Tradução de lógica booleana simples A3 C1 C2 A1 X1 A2 A3 AND OR X1 AND C1 C2 OR A1 B1 A2 A3 IEC11313 Ladder 13 Tradução de ladder com Blocos de função Tradução entre ST em LD encontra dificuldades Mapeamento de comandos IFTHEN CASE FOR WHILE REPEAT Referência a elementos em vetores e estruturas R TRIG CLK Q CHECK MAX EN EN0 GT EN EN0 COMPLETE COOL TEMP2 TEMP1 TEMP3 10000 MAX EN ENO P CHECK COOL TEMP1 TEMP2 TEMP2 GT EN ENO 10000 P COMPLETE IEC11313 Ladder 14 Layout de diagramas ladder Bons para Representação de lógicas booleanas simples Não são indicados para Cálculos Controle em malha fechada Seqüenciamento de operações Limites tais como número de blocos de função número de contatos em um degrau número de degraus etc dependem da implementação e não são tratados no standard E x e m p l o S i s t e m a d e m o n i t o r a ç ã o d e i n c ê n d i o Um sistema de detecção de incêndio possui três sensores FD1 FD2 e FD3 O alarme só dispara se pelo menos dois sensores acusarem fogo votação 2 em 3 Um botão manual também pode ser usado para disparar o alarme de incêndio Uma chave manual serve para desligar o alarme depois que os sensores voltam ao normal Se for feita uma tentativa de desligar o sistema de alarme com os sensores ativados o alarme continua Um led indica que pelo menos um dos sensores está atuado Isto pode significar um fogo localizado perto do detetor ou um detetor defeituoso FD1 FD2 FD3 MAN1 LimpaAlarme LED AlarmeIncêndio ALARME IEC11313 Ladder 15 FD1 FD2 SR S Q1 R FD1 FD3 FD2 FD3 MAN1 LimpaAlarme FD1 FD2 FD3 P AlarmeIncêndio ALARMESR Alarme Leitura Complementar L Bonfatti Monari Sampieri IEC11313 Programming Methodology CJ International 1997 Exercicios 1 Escreva 0 Ultimo exemplo do alarme de incéndio em ST 2 Faga um programa em linguagem ladder para comandar a partida de um motor O motor deve ser desligado quando um botao de Desliga for acionado ou quando sua temperatura for maior ou igual 200 C Vocé deve contar o numero de partidas e paradas do motor e 0 seu tempo de funcionamento horimetro 3 Desenhe o diagrama ladder equivalente a N Je 4 Desenhe o diagrama ladder para a funao ou exclusivo 5 Determine a tabela verdade par ao circuito a seguir e determine sua funao it TEC11313 Ladder 16
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IEC11313 Ladder 1 SUPORTE DE CURSO IEC 11313 Ladder Livro Texto Programming industrial control systems using IEC 11313 RW Lewis UFMG Informática Industrial Prof Constantino Seixas Filho IEC11313 Ladder 2 IEC 11313 Ladder Structured Text ST Instruction List IL Textuais Function Block Diagram FBD Ladder Diagram LD Sequential Function Charts SFC Gráficas É usada para descrever o comportamento de Funções Blocos de funções Programas Em SFC para expressar o comportamento de passos ações e transições Princípios básicos A lógica ladder é uma técnica utilizada para desenhar lógica usando relés Estes diagramas já eram utilizados para documentar antigos armários de relés antes da existências dos CLPs Sua notação é bastante simples Uma linha vertical à esquerda representa um barramento energizado Uma outra linha paralela à direita representa uma barra de terra Os elementos constituídos por contatos normalmente abertos de relés contatos normalmente fechados e bobinas de relés são dispostos na horizontal formando malhas seriais ou paralelas A corrente elétrica ou de potência sempre flui da esquerda para a direita O diagrama final se parece com uma escada em que as laterais são as linhas de alimentação e os degraus representam a lógica Cada contato está associado ao estado de uma variável lógica Se a variável associada a um contato normalmente aberto NA está em TRUE então o contato estará ativo e se fechará deixando fluir a energia Se a variável TEXTUAIS GRÁFICAS ST IL LD FBD SFC IEC11313 Ladder 3 associada a um contato normalmente aberto NA está em FALSE então o contato estará aberto e o circuito será interrompido Se a variável associada a um contato normalmente fechado NF está em TRUE então o contato estará ativo e se abrirá interrompendo o circuito Caso contrário o contato ficará fechado e a energia fluirá Quando todos os contatos de uma linha horizontal estão fechados então a corrente fluirá até a bobina que é o último elemento da linha ou degrau A bobina será energizada e os contatos a ela associados passarão para os seus estados ativos aberto ou fechado dependendo da natureza destes contatos NF ou NA E x e m p l o Este diagrama é equivalente ao seguinte trecho de programa em Texto estruturado BombaDesligada DrenoFechado AND PortaFechada OR Manual Cada lógica associada a uma bobina é denominada ladder rung ou degrau T a b e l a F u n c i o n a m e n t o d e c o n t a t o s d a l ó g i c a l a d d e r Contatos Variável associada NA NF TRUE 1 ATIVA FECHADO ABERTO FALSE 0 PASSIVA ABERTO FECHADO DrenoFechado BombaDesligada PortaFechada Manual Fluxo de alimentação Trilho de alimentação direito opcional Trilho de alimentação esquerdo Bobina Contato Simbologia Linha horizontal fluxo de poténcia Interconex4o entre linhas horizontais e verticais a Conexao com a barra de alimentagao esquerda 4ponnnnnn nana nana nn nanan nn Conexao com a barra de alimentagao direita 4 Conectores LOADJOB LOADJOB SLOAD JOB LOADJOB TEC11313 Ladder 4 IEC11313 Ladder 5 Contatos Elemento Gráfico Representação semi gráfica Representação Gráfica Contato NA Contato NF Contato sensível à borda de subida P Contato sensível à borda de descida N Equivale a P N IEC11313 Ladder 6 Bobinas Elemento Gráfico Representação semi gráfica Representação Gráfica Bobina Bobina Negada É setada para o oposto do estado da linha de potência Bobina SET É setada quando é alimentada e resetada pela instrução RESET S Bobina RESET A bobina passa para o estado OFF e permanece neste estado até ser setada pela instrução SET R Bobina Retentiva com memória Estado é mantido em caso de falha de alimentação do CLP M Bobina Set Retentiva com memória SM Bobina Reset Retentiva com memória RM Bobina sensível à borda de subida Vai para 1 durante um scan se o fluxo de potência vai de 0 para 1 P Bobina sensível à borda de descida Vai para 1 durante um scan se o fluxo de potência vai de 1 para 0 N S N R M SM RM P IEC11313 Ladder 7 As bobinas com retenção são utilizadas para salvar o estado de variáveis que precisam ser recuperadas após o retorno de falha de alimentação Por exemplo o CLP precisa se lembrar dos modos de operação correntes e quaisquer outras variáveis que denotem estado Use VARRETAIN para definir variáveis associadas com bobinas retentivas E x e m p l o Basicamente a lógica de relés é ideal para representar circutos combinacionais onde as duas operações básicas são as operações AND e OR Equivale a P Switch Trigger Switch Trigger Scan t t A AN A A AN P IEC11313 Ladder 8 L i g a ç ã o e m s é r i e O p e r a ç ã o A N D L i g a ç ã o e m p a r a l e l o O p e r a ç ã o O R X1 A1 OR B1 AND A2 AND A3 OR C1 AND C2 A1 X1 A2 A3 A3 C1 C2 A1 X1 A2 A3 IEC11313 Ladder 9 Uso de blocos de função em diagramas ladder O standard não define Controlando a avaliação dos blocos de função MOTORCONT START MOTOR STOP FORWARD MAX SPEED CYCLE P SW1 P SW1 23000 BATCHCNT SPD2 INHIB2 MTR2 Variáveis Booleanas O bloco de função será avaliado se as linhas de potência que chegam ao bloco estiverem em OFF MAX EN ENO P CHECK COOL TEMP1 TEMP2 TEMP2 GT EN ENO 10000 P COMPLETE IEC11313 Ladder 10 Toda vez que CHECK passar de 0 para 1 o bloco MAX será executado uma única vez Qual o resultado produzido por este programa Realimentação em diagramas ladder Todas as entradas associadas a contatos ladder são avaliadas antes da execução do rung JUMPS e LABELS Jumps não são recomendados LIGA OXIGÊNIO BORBULHA BORBEN BORBULHADOR BORBULHA Transfere execução de programa para Borbulha somente após todo o circuito ter sido avaliado LIGA PERMISSÃO VENT VENT PARE Funciona como selo mantendo o motor ligado IEC11313 Ladder 11 Regras de avaliação do ladder Regras de consistência Regra Geral Ladder 1 Nenhum elemento de uma rede será avaliado até que o estado de todas as entradas tenham sido avaliadas Nenhum degrau de um diagrama ladder função ou bloco de função será avaliado a menos que todas as entradas tenham sido avaliadas 2 A avaliação de um elemento de uma rede só será completada quando os estados de todas as suas saídas tiverem sido avaliados A saída de um bloco de função só estará disponível quando todas as saídas tiverem sido avaliadas Uma bobina só mudará de estado após todos os caminhos do ladder terem sido avaliados 3 A avaliação de uma rede só estará completa quando todas as saídas de seus elementos tiverem sido avaliadas Todas as saídas de todas as funções blocos de funções e bobinas ladder devem ser atualizados antes que uma rede LD seja considerada completa 4 Quando dados são transferidos de uma rede para outra todos os valores provenientes da primeira rede devem ter sido produzidos pela mesma avaliação da rede A segunda rede não dever iniciar sua avaliação enquanto todos os valores provenientes da primeira rede não estiverem disponíveis IEC11313 Ladder 12 Equivalência entre ST FBD e LD Tradução de lógica booleana simples A3 C1 C2 A1 X1 A2 A3 AND OR X1 AND C1 C2 OR A1 B1 A2 A3 IEC11313 Ladder 13 Tradução de ladder com Blocos de função Tradução entre ST em LD encontra dificuldades Mapeamento de comandos IFTHEN CASE FOR WHILE REPEAT Referência a elementos em vetores e estruturas R TRIG CLK Q CHECK MAX EN EN0 GT EN EN0 COMPLETE COOL TEMP2 TEMP1 TEMP3 10000 MAX EN ENO P CHECK COOL TEMP1 TEMP2 TEMP2 GT EN ENO 10000 P COMPLETE IEC11313 Ladder 14 Layout de diagramas ladder Bons para Representação de lógicas booleanas simples Não são indicados para Cálculos Controle em malha fechada Seqüenciamento de operações Limites tais como número de blocos de função número de contatos em um degrau número de degraus etc dependem da implementação e não são tratados no standard E x e m p l o S i s t e m a d e m o n i t o r a ç ã o d e i n c ê n d i o Um sistema de detecção de incêndio possui três sensores FD1 FD2 e FD3 O alarme só dispara se pelo menos dois sensores acusarem fogo votação 2 em 3 Um botão manual também pode ser usado para disparar o alarme de incêndio Uma chave manual serve para desligar o alarme depois que os sensores voltam ao normal Se for feita uma tentativa de desligar o sistema de alarme com os sensores ativados o alarme continua Um led indica que pelo menos um dos sensores está atuado Isto pode significar um fogo localizado perto do detetor ou um detetor defeituoso FD1 FD2 FD3 MAN1 LimpaAlarme LED AlarmeIncêndio ALARME IEC11313 Ladder 15 FD1 FD2 SR S Q1 R FD1 FD3 FD2 FD3 MAN1 LimpaAlarme FD1 FD2 FD3 P AlarmeIncêndio ALARMESR Alarme Leitura Complementar L Bonfatti Monari Sampieri IEC11313 Programming Methodology CJ International 1997 Exercicios 1 Escreva 0 Ultimo exemplo do alarme de incéndio em ST 2 Faga um programa em linguagem ladder para comandar a partida de um motor O motor deve ser desligado quando um botao de Desliga for acionado ou quando sua temperatura for maior ou igual 200 C Vocé deve contar o numero de partidas e paradas do motor e 0 seu tempo de funcionamento horimetro 3 Desenhe o diagrama ladder equivalente a N Je 4 Desenhe o diagrama ladder para a funao ou exclusivo 5 Determine a tabela verdade par ao circuito a seguir e determine sua funao it TEC11313 Ladder 16