UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO SEMICURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOAutomação e Controle Aula 03 - Grafcet Profª Danielle Casillo PROGRAMAÇÃO DE CLPS SEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE FUNÇÕES (SFC) OU GRAFCET Aula 04 - Grafcet 2 GRAFCET o O Grafcet surgiu no ano de 1977 em um grupo de trabalho da AFCET (Associação Francesa para a Cibernética Econômica e Técnica). o A criação do Grafcet foi necessária, devido a dificuldades para a criação de processos com várias etapas simultâneas utilizando linguagens normais de programação. o Trata-se de uma técnica criada para a modelagem de sistemas sequenciais. Aula 04 - Grafcet 3 GRAFCET o Os elementos do Diagrama Funcional Sequencial (SFC) ou Grafcet são: - Etapas – às quais são associadas as Ações. - Transições – às quais são associadas as Condições. - Ligações Orientadas – que conectam as etapas às transições, e estas às etapas. Aula 04 - Grafcet 4 GRAFCET o Etapa: representa um estado parcial do sistema, no qual uma ação é realizada. A etapa pode ser “ativa” ou “inativa”. o Ação associada à etapa: somente é realizada se a etapa estiver ativa, e permanece inalterada se a etapa estiver inativa. Aula 04 - Grafcet 5 GRAFCET o Transição: “conecta” a etapa precedente à etapa seguinte, representa uma decisão para mudança de estado do sistema. Para que uma transição seja efetuada, são necessárias duas condições: - que a etapa precedente à transição esteja ativa; - que a condição (booleana) associada à transição seja verdadeira. Aula 04 - Grafcet 6 GRAFCET o ETAPAS - Cada etapa corresponde a uma condição invariável e bem definida do sistema descrito. 2 - Não é permitido que etapas distintas tenham a mesma referência. Aula 04 - Grafcet 7 GRAFCET o ETAPA INICIAL - É aquela ativada incondicionalmente no início do controle de um sistema e indica a sua situação atual. 0 o INDICAÇÃO DO ESTADO DE UMA ETAPA - Uma etapa pode estar ativa ou não. Uma etapa ativa é indicada por um ponto. 2 Aula 04 - Grafcet 8 GRAFCET o AÇÕES ASSOCIADAS ÀS ETAPAS - São executadas quando a etapa associada estiver ativa. 2 Acionamento Motor 1 - Para representar mais de uma ação associada à mesma etapa, utiliza-se uma das etapas abaixo: 2 Ação X Ação Y Ação Z 2 Ação X Ação Y Aula 04 - Grafcet Ação Z 9 GRAFCET o DEFINIÇÃO DA AÇÃO ASSOCIADA À ETAPA - É preciso definir se a ação será mantida ou finalizada após a desativação da etapa. 12 12 Aciona Motor 1 Aciona Motor 1 - Permanece acionado - a) Ação iniciada e finalizada 22 Desliga Motor 1 - Permanece desligado - b) Ação iniciada e continuada a) b) A ação (Aciona Motor 1) é iniciada ao ser ativada a etapa 12 e mantida enquanto essa etapa estiver ativa, sendo finalizada pela sua desativação. A ação (Aciona Motor 1) é iniciada ao ser ativada a etapa 12 e continuada mesmo após a sua desativação, sendo finalizada ao ser ativada a etapa 22. Aula 04 - Grafcet 10 EXEMPLO DE GRAFCET ETAPA TRANSIÇÃO 1 0 Desligar Motor Botoeira = “ON” Ligar Motor Botoeira = “OFF” 2 Desligar Motor Botoeira = “ON” AÇÃO ASSOCIADA À ETAPA CONDIÇÃO ASSOCIADA À TRANSIÇÃO o Em 1988 a IEC (International Eletrotechnical Commission) adotou o GRAFCET como norma internacional sob o a sigla SFC (Sequencial Function Chart). o Os elementos de um SFC são: etapas, transições e ligações orientadas. Aula 04 - Grafcet 11 GRAFCET o AÇÕES DETALHADAS (QUALIFICADAS) – Quando quisermos condicionar e/ou limitar uma ação. a b - O campo ‘a’ deve conter o qualificador que define como a ação associada à etapa será executada. O campo ‘b’ deve conter a declaração textual ou simbólica da ação. - São cinco os qualificadores definidos: - S (stored), D (delayed), L (time limited), P (pulse shaped) e C (conditional). Aula 03 - Grafcet 12 GRAFCET o S (stored – armazenada/mantida) – A ação é mantida após a desativação da etapa até ser finalizada por outra etapa. Aula 03 - Grafcet 13 GRAFCET o D (delayed - atrasada) – A ação é iniciada após decorrido o tempo (atraso) especificado, e mantida enquanto a etapa estiver ativa. Se a etapa permanecer ativa por um período menor que o especificado, a ação não é iniciada. Aula 03 - Grafcet 14 GRAFCET o L (time limited – tempo limitado) – A ação é iniciada e mantida enquanto a etapa estiver ativa e até ser atingido o tempo especificado. Aula 03 - Grafcet 15 GRAFCET o P (pulse shaped - pulsada) – Quando o tempo de execução da ação for muito pequeno, utiliza-se o qualificador P em vez de L. Aula 03 - Grafcet 16 GRAFCET o C (conditional - condicional) – A ação é iniciada e mantida enquanto a etapa estiver ativa, desde que a condição lógica especificada seja satisfeita (verdadeira), a qual pode ser indicada interna ou externamente ao símbolo. Aula 03 - Grafcet 17 GRAFCET o Além de um único qualificador, uma ação pode ser detalhada por meio de uma combinação de qualificadores. – SD – ação é armazenada e iniciada após tempo, mesmo que a etapa não esteja mais ativa. – DS – ação é iniciada após tempo e continuada até ser finalizada por uma etapa seguinte. – CSL – ação é iniciada desde que a condição lógica seja satisfeita e mantida por tempo especificado. Aula 03 - Grafcet 18 GRAFCET o DEFINIÇÃO DE UM ESTADO ASSOCIADO À ETAPA – Quando a etapa não tem ação associada, ou seja, nenhuma ação é iniciada ou finalizada pela ativação da etapa em questão, mas tem um estado associado. 0 “Motor parado” Botoeira acionada 22 “Verificação acionamento sensor 7” Sensor 7 acionado Aula 03 - Grafcet 19 GRAFCET o CONDIÇÕES ASSOCIADAS ÀS TRANSIÇÕES – São proposições lógicas, as quais podem ser verdadeiras ou falsas em determinado instante. Exprimem condições que devem ser satisfeitas para que a transição seja transposta. Aula 03 - Grafcet 20 GRAFCET o CONDIÇÕES DETALHADAS – Para representar uma condição relacionada ao tempo, por meio de declaração textual, por exemplo, utiliza-se a notação “tempo/condição”. Aula 03 - Grafcet 21 GRAFCET o Para representar uma condição relacionada ao estado lógico (0 ou 1) ou à transição (0 → 1 ou 1→ 0) de uma variável binária, recomenda-se a utilização das seguintes notações: – – – – a a ↑a ↓a estado lógico 0 da variável ‘a’ estado lógico 1 da variável ‘a’ transição 0→1 da variável ‘a’ transição 1→0 da variável ‘a’ Aula 03 - Grafcet 22 GRAFCET o TRANSIÇÃO INCONDICIONAL – À transição que deva ser transposta incondicionalmente, desde que habilitada, utiliza-se a notação “=1”. Aula 03 - Grafcet 23 GRAFCET o LIGAÇÕES ORIENTADAS - As etapas são conectadas às transições, e estas ás etapas, por meio das ligações orientadas. - O sentido da evolução é sempre de cima para baixo. Aula 03 - Grafcet 24 GRAFCET – O cruzamento das ligações deve ser evitado. – Para interromper uma ligação para continuá-la em outra página... 15 a Etapa 16 Página 03 Aula 03 - Grafcet 25 GRAFCET o IMPORTANTE!!! – Duas etapas nunca podem ser conectadas diretamente; portanto, devem ser separadas por uma única transição. – Duas transições nunca podem ser conectadas diretamente; portanto, devem ser separadas por uma única etapa. Aula 03 - Grafcet 26 GRAFCET – Regras de evolução o Regra 1: Situação inicial – É dada pelas etapas iniciais, que são ativadas incondicionalmente no início da sua operação, deve existir pelo menos uma etapa inicial. o Regra 2: Transposição de uma transição – Uma transição somente é transposta se: • ela estiver habilitada e • a condição associada for verdadeira. Aula 03 - Grafcet 27 GRAFCET – Regras de evolução o Regra 3: Evolução das etapas ativas – A transposição de uma transição ocasiona a ativação da(s) etapa(s) imediatamente seguinte(s) e a desativação da(s) etapa(s) imediatamente precedente(s), simultaneamente. o Regra 4: Transposição simultânea de transições - A representação deverá ser feita através de linhas duplas ou se as transições estiverem separadas, deve constar o asterisco Aula 03 - Grafcet 28 GRAFCET – Regras de evolução o Regra 5: seguintes 15 * 16 * 17 #a * 17 #a * 16 #a Condições verdadeiras e imediatamente 15 #a X15 X16 X17 a Aula 03 - Grafcet 29 GRAFCET – Regras de evolução o Regra 6: Ativação e desativação simultâneas de uma etapa – A ativação é prioritária. o Regra 7: Tempo nulo – Os tempos para transposição de uma transição, ou ativação de uma etapa, podem ser extremamente curtos, geralmente dependentes da tecnologia utilizada para implementação do sistema automatizado, porém nunca podem ser considerados nulos, ou iguais a zero. Aula 03 - Grafcet 30 EXERCÍCIOS Aula 03 - Grafcet 31 Sistema de partida estrela-triângulo estrelao Finalidade: Reduzir a corrente de sua partida, ou seja, a corrente de pico no momento da partida. o A tensão triangulo deve ser a mesma da rede (será nesta tensão que o motor irá trabalhar). A tensão em estrela (tensão de partida do motor) também será a mesma da triangulo, a diferença esta no tipo de ligação dos terminais do motor (na ligação estrela o motor oferece mais resistência a passagem de corrente, diminuindo assim a corrente de pico). Aula 03 - Grafcet 32 Sistema de partida estrela-triângulo estrela- o O motor parte em configuração estrela, aonde cada enrolamento receberá a uma tensão mais baixa (fase-neutra). Após o motor vencer a sua inércia, a chave é atuada, convertendo a configuração para triângulo, aumentando a tensão nos enrolamentos (fase-fase). Logo, para um sistema trifásico 220/ 380 V, cada enrolamento do motor inicia com 220 V e termina a partida em 380 V, no qual será sua tensão nominal. Aula 03 - Grafcet 33 Sistema de partida estrela-triângulo estrelao Um motor trifásico deve ser acionado por meio de partida estrela-triângulo. Para isto são utilizados três contatores (acionamento geral, chaveamento estrela e chaveamento triângulo) e uma botoeira. O sistema automatizado deve apresentar o seguinte comportamento: – Ao ser acionada a botoeira pela primeira vez, os contatores de acionamento geral e chaveamento estrela são acionados (ligados); Aula 03 - Grafcet 34 Sistema de partida estrela-triângulo estrela– Dois segundos após, apenas o contator de chaveamento estrela é desligado; – Ao ser confirmado o desligamento do contator de chaveamento estrela, o contator de chaveamento triângulo é acionado; – Os contatores de acionamento geral e chaveamento triângulo permanecem acionados; – A qualquer instante, um novo acionamento da botoeira ocasiona o desligamento dos contatores acionados, retornando à condição inicial. Aula 03 - Grafcet 35 Sistema de partida estrela-triângulo estrela0 “Verificação Botoeira” Botoeira Acionada 1 S Acionamento Geral = 1 Chaveamento Estrela = 1 2s/X1 ↑ Botoeira Acionada 2 “Verificação chaveamento estrela” Chaveamento Estrela = 0 ↑ Botoeira Acionada 3 Chaveamento Triângulo = 1 ↑ Botoeira Acionada 4 =1 S Acionamento Geral = 0 Aula 03 - Grafcet 36 Portão Automático o O acionamento de um portão deve ser realizado automaticamente. o Por intermédio de uma única botoeira podem-se realizar a abertura e o fechamento total do portão, além de interromper tais movimentos a qualquer instante. Acoplado mecanicamente ao portão, um motor elétrico realiza os movimentos pela inversão do sentido de rotação. Aula 03 - Grafcet 37 Portão Automático o O sistema automatizado deve proporcionar o seguinte comportamento: – No primeiro acionamento da botoeira, inicia-se a abertura do portão; – A parada da abertura se dá por meio de novo acionamento da botoeira (com o portão em movimento) ou pela abertura total do portão (acionamento do fim de curso 1); Aula 03 - Grafcet 38 Portão Automático – Estando o portão totalmente aberto (fim de curso 1 acionado), ou tendo sido interrompida a abertura, no próximo acionamento da botoeira inicia-se o fechamento do portão; – A parada do fechamento se dá por meio de novo acionamento da botoeira (com o portão em movimento) ou pelo fechamento total do portão (acionamento do fim de curso 2); Aula 03 - Grafcet 39 Portão Automático – Estando o portão totalmente fechado (fim de curso 2 acionado), ou tendo sido interrompido o fechamento, no próximo acionamento da botoeira inicia-se a abertura do portão; – Esta sequência deve ser repetir indefinidamente. Aula 03 - Grafcet 40 Portão Automático - Grafcet Aula 03 - Grafcet 41