Mestrado - 1A1S - Supervisão via HMI num Grupo de Socorro com Arranque escalonado de cargas

Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial

SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO Supervisão via HMI num Grupo de Socorro com Arranque escalonado de cargas

2011

Egon dos Santos Rodrigues (nº1416) Ricardo Jorge de Loureiro Silva (nº1841)

Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial

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Introdução..................................................................................................................................... 3 Descrição do funcionamento do sistema.................................................................................. 3 Esquema unifilar........................................................................................................................ 5 Quadro eléctrico........................................................................................................................ 6 Sistema de comando e supervisão............................................................................................ 7 Componentes utilizados................................................................................................................ 8 Autómato S7-200 ...................................................................................................................... 9 Módulo CPU224 ...................................................................................................................... 11 Módulo CP243-1...................................................................................................................... 11 Formas de interligação dos módulos ...................................................................................... 12 Siemens HMI ........................................................................................................................... 12 Desenvolvimento do trabalho..................................................................................................... 13 Programação do S7-200 .......................................................................................................... 13 Sub-rotinas .............................................................................................................................. 15 I_Analógicas .................................................................................................................... 15 Alarmes ........................................................................................................................... 15 Controlo........................................................................................................................... 16 Cargas .............................................................................................................................. 16 Definição de variáveis ......................................................................................................... 17 Programação da HMI .............................................................................................................. 20 Definição da comunicação entre a HMI e Autómato.......................................................... 21 Tags de comunicação com o PLC......................................................................................... 21 Programação dos alarmes discretos ....................................................................................... 22 Classes de Alarmes .................................................................................................................. 23 Exemplo de uma interacção entre HMI e Autómato .............................................................. 24 Conclusão .................................................................................................................................... 26 Bibliografia .................................................................................................................................. 27 Anexos......................................................................................................................................... 28 Egon dos Santos Rodrigues (nº1416) Ricardo Jorge de Loureiro Silva (nº1841)

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Ƶ de figuras Figura 1 - Quadro Eléctrico, consola HMI e Multímetro a medir a frequência............................. 6 Figura 2 – Quadro Eléctrico (parte de trás), barramento de alimentação da rede e Autómato .. 6 Figura 3 – Entradas e saídas do autómato .................................................................................... 7 Figura 4 – Autómato S/-200 Fonte: Siemens – Basics of PLCs (ver bibliografia)........................... 9 Figura 5 – Diagrama de Comunicação Fonte: Siemens – Basics of PLCs (ver bibliografia) ......... 10 Figura 6 – Módulo CPU224 Fonte: meteau7.quangcaophuyen.net ........................................... 11 Figura 7 – Módulo CP243-1 Fonte: automatyka.siemens.pl ....................................................... 11 Figura 8 – Interligação dos módulos Fonte: Siemens – Basics of PLCs (ver bibliografia)............ 12 Figura 9 – HMI TP177B Fonte: SIMATIC Panels (ver bibliografia) ............................................... 12 Figura 10 –Programa principal no STEP7 – Micro/Win............................................................... 14 Figura 11 – Foto do ecrã de alarmes na HMI .............................................................................. 15 Figura 12 – Foto do ecrã de supervisão da rede geral ................................................................ 16 Figura 13 –Ecrã de entrada da HMI............................................................................................. 20 Figura 14 –Ecrã de supervisão da rede geral da HMI.................................................................. 20 Figura 15 – Listagem das tags no WinCC Flexible ....................................................................... 21 Figura 16 – Listagem das classes de alarmes no WinCC Flexible ................................................ 23 Figura 17 – Foto da listagem dos alarmes na HMI ...................................................................... 23 Figura 18 – Listagem das tags de alarmes no WinCC Flexible..................................................... 24 Figura 19 – Exemplo de configuração de objecto no WinCC Flexible ......................................... 24 Figura 20 – Bloco em LADDER que permite fazer o escalonamento no STEP7 – Micro/Win .... 25

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Introduçã o Neste trabalho implementámos um sistema de supervisão de um gerador de socorro com escalonamento de cargas.

Numa primeira fase do trabalho foi construída uma rede eléctrica em laboratório. A rede contém cargas do tipo existente em ambiente industrial, nomeadamente iluminação, equipamentos electrónicos (fontes comutadas) e força motriz.

Para além disto, foi associada a esta rede um grupo de relés de protecção/detecção de falhas que nos asseguram o pleno funcionamento em segurança, quer para os equipamentos quer para as pessoas.

Tudo isto é comandado, controlado por um Autómato S7-200 CPU224 e supervisionado por uma HMI TP177B. De forma a conseguirmos simular todo o sistema eléctrico, desenvolveu-se o esquema unifilar e montou-se numa estrutura todo o material necessário, facilitando assim toda a operação do sistema.

Descriçã o do funcionamento do sistema O sistema eléctrico é composto pela alimentação geral da rede eléctrica que através de um interruptor de corte geral liga ao barramento principal do quadro. Ligados a este, estão mais dois barramentos:  

um deles que vai alimentar as cargas não prioritárias, dotado das respectivas protecções diferencial e magnetotérmicas; e o outro das cargas prioritárias, onde ligam dois quadros parciais de forma a separar algumas cargas (cargas de arranque directo e cargas de arranque escalonado). Estes dois quadros parciais estão também dotados das devidas protecções diferencial e magnetotérmicas, e naturalmente um deles com as saídas equipadas com contactores para poder escalonar as cargas.

É ao barramento das cargas prioritárias que liga o nosso grupo de socorro – Gerador/motor.

Para garantir o funcionamento automático, inseriram-se diversos contactores que comandarão a alimentação de todo o sistema através das ordens de um autómato.

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Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial Para garantir segurança, nomeadamente nunca termos em simultâneo a alimentação da rede e a do grupo de socorro, os contactores que fazem o módulo inversor estão dotados de encravamentos, a nível de programa no PLC, mecânico e eléctrico, garantindo assim que nunca estão ligados os dois ao mesmo tempo.

Para detectar a falha da tensão da rede, desequilíbrio de tensões ou falta de uma fase, inseriuse na entrada da rede o relé S4, descrito atrás, que vai dar a informação ao autómato relativa a uma das falhas atrás descritas. Também, quer os contactores, quer os equipamentos de protecção diferencial, estão dotados de contactos auxiliares ligados ao autómato para controlo e em tempo real se saber o estado de cada um destes dispositivos no sistema de supervisão.

Para protecção do grupo gerador, inseriu-se na saída deste o relé GEN10 que irá, de acordo com a sua curva de funcionamento, fazer a protecção de sobrecargas, complementando também com a protecção quer de falta de fase quer de desequilíbrio de fases.

Para protecção do motor usado nesta simulação, utilizou-se o Relé E6 conforme foi referido anteriormente, faz a detecção de sobrecarga, falta de fase e desequilíbrio de fases.

O controlo da excitação do gerador e da respectiva máquina primária são feitos manualmente, utilizando as fontes de alimentação e os equipamentos de medida disponíveis nas bancadas e atrás descritos.

Utilizou-se uma consola HMI, interligada ao autómato, permitindo-nos em tempo real e em modo automático, acompanhar dinamicamente o estado do processo, alarmes e eventos. No modo manual permite intervir no sistema para testar online o grupo de emergência.

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Esquema unifilar O seguinte esquema unifilar, elaborado em AutoCad, representa o quadro eléctrico do trabalho.

Legenda RL S4 – Relé S4 da Fanox RL GEN10 – Relé GEN10 da Fanox KA3 E6 – Relé E6 da Fanox KM – Contactores ID – Interruptor Diferencial Int. – Interruptor Geral

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Quadro elé ctrico

Figura 1 - Quadro Eléctrico, consola HMI e Multímetro a medir a frequência

Figura 2 – Quadro Eléctrico (parte de trás), barramento de alimentação da rede e Autómato

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Sistema de comando e supervisã o

CPU 224

Figura 3 – Entradas e saídas do autómato

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Fases do trabalho 1. Levantamento do equipamento disponível para atingir os objectivos pedidos 2. Estudo de melhor forma de estabelecer a comunicação entre os diferentes equipamentos de hardware (PLC e HMI) e software de supervisão 3. Estabelecida a comunicação entre os diferentes elementos de hardware, implementar a comunicação entre o software de supervisão e o PLC, via carta de ethernet 4. Devido a incompatibilidade técnica surgida com o software de supervisão, impedindonos de desenvolver o projecto de HMI via PC, optamos por outras soluções 5. A escolha da HMI TP177B justifica-se por ser a única disponível e compatível com o PLC e o software de supervisão 6. Configuração e teste da comunicação HMI – PLC 7. A partir daqui, definição do comando para programação do autómato e supervisão da maquete em questão 8. Definição das variáveis do PLC e das tags da HMI 9. Desenvolvimento do programa do PLC 10. Implementação física do autómato e teste de endereçamento 11. Desenvolvimento dos ecrãs de base da supervisão, animação dos eventos 12. Testes na maquete dos programas do autómato e HMI 13. Desenvolvimento do sistema de alarmes e eventos, com registo numa tabela de histórico

As fases mais relevantes estão devidamente explanadas de seguida com suporte teórico, imagens e configurações da programação.

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Componentes utilizados Autó mato S7-200

Figura 4 – Autómato S/-200 Fonte: Siemens – Basics of PLCs (ver bibliografia)

O SIMATIC S7-200 é um sistema de micro-PLC modular para tarefas de automação de baixocusto. Para obter uma solução de automatização eficiente e económica, pode recorrer a uma grande variedade de componentes de sistema:  CPUs com diferentes performances  Módulos para:  ampliação do número de entradas e saídas digitais e analógicas  comunicação via PROFIBUS-DP, modo slave  comunicação via AS interface, modo master  medição de temperatura  Componentes de comando e monitorização  Software STEP 7-Micro/WIN O SIMATIC S7-200 oferece possibilidades de comunicação extremamente versáteis uma vez que as CPUs dispõem de um interface RS485 integrado e suportam a comunicação via ASInterface ou PROFIBUS-DP através de módulos de expansão opcionais.

A interface da CPU (RS 485) suporta as seguintes possibilidades de comunicação: • • • •

Comunicação como master ou como slave na rede S7-200 Participação na rede MPI (S7-300, S7-400) como slave Comunicação com componentes de comando e visualização, como o “display“ de texto TD 200, o “Touch Panel“ TP 070 ou outros produtos HMS SIMATIC Comunicação em modo Freeport através do protocolo ASCII programável (reprodução de protocolos específicos de aplicações) para, por ex. controlo comando de modems, Egon dos Santos Rodrigues (nº1416) Ricardo Jorge de Loureiro Silva (nº1841)

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• •

impressoras, leitores de códigos de barras, PLCs não-Siemens ou outros dispositivos com interface série Programação, incluindo download, visualização de estado, etc. através de PG ou PC standard com cabo PC/PPI ou uma placa MPI, e é também possível a manutenção remota mediante ligação por modem Comunicação com outros dispositivos que suportem o protocolo PPI (protocolo standard SIMATIC S7-200).

Características da interface RS 485: • Transferência de dados com taxas entre 9,6 e 187,5 kbit/s; no modo Freeport, de 0,3 a 38,4 kbit/s, máximo.

• Opção de funcionamento como interface RS485 ou RS232, através do cabo PC/PPI, opcional.

• Máx. 126 estações (32 por segmento) e máx. 32 masters

Figura 5 – Diagrama de Comunicação Fonte: Siemens – Basics of PLCs (ver bibliografia)

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Mó dulo CPU224 O módulo CPU224 é um módulo de expansão com 14 entradas (E) digitais e 10 saídas (S) analógicas.

Possui um interface de comunicação RS485 e suporta os protocolos de comunicação PPI1 (modo master e slave), MPI2 (modo slave) e Freeport.

Figura 6 – Módulo CPU224 Fonte: meteau7.quangcaophuyen.net

Tem ainda a possibilidade de comunicação opcional via PROFIBUS-DP (modo slave) e/ou AS-I (modo master).

Mó dulo CP243-1 Com o módulo de comunicação CP 243-1, o PLC SIMATIC S7-200 é capaz de suportar até oito ligações entre a rede Ethernet e outros PLCs da linha SIMATIC (S7-200, S7-300 e S7- 400).

Figura 7 – Módulo CP243-1 Fonte: automatyka.siemens.pl

A troca de dados é assegurada pelo protocolo de comunicação S7, que também confere total flexibilidade à instalação, permitindo que cada ligação seja estruturada como "cliente" ou "servidor", conforme a conveniência ou necessidade da aplicação.

Outro exemplo de aplicação é a interligação de um ou vários PLCs SIMATIC S7-200 a um PC via Ethernet, através da interface padrão OPC - OLE for Process Control. Com essa configuração, qualquer aplicativo do PC pode ter acesso aos dados do controlador, seja folha de cálculo do Excel ou mesmo softwares de supervisão, como o WinCC ou ProTool/Pro, entre outros.

Para implementar a comunicação com a interface OPC, a Siemens dispõe do SOFNET S7, um software que extrai os dados enviados pelo módulo CP243-1 e os fornece à interface OPC.

Point to Point Interface - is RS485 based and closely to PROFIBUS but due to the smaler performance for Communication the PPI Telegramm can contain gaps within the Data... so you have usually no defined Telegramlength like you would need it for PROFIBUS. Due to this MPI and PPI do not work together (retirado do site da Siemens) 1

Multi Point Interface - MPI is PROFIBUS based and is using the regulations of PROFIBUS too... So you have max. 256 Byte long telegrams with Header and Taylor like PROFIBUS (retirado do site da Siemens) 2

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Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial O módulo CP 243-1 também permite o acesso ao software de programação STEP7 Micro/WIN do S7-200, através da Ethernet. Assim, entre outras facilidades, é possível programar, projectar e diagnosticar à distância todos os S7-200 ligados à rede, operando com toda comodidade a partir de uma sala de comando central, com sensível redução nos custos de operação e manutenção.

Formas de interligaçã o dos mó dulos

Figura 8 – Interligação dos módulos Fonte: Siemens – Basics of PLCs (ver bibliografia)

Siemens HMI O painel táctil utilizado foi um SIMATIC TP177B de 5,6’’, com uma resolução de 320x240 e 256 cores.

Como ligações, tem disponíveis uma porta RS422, uma porta RS485 max. 12 Mbit/s e PROFINET. Tem ainda a possibilidade de ligação a uma impressora via USB. Este painel tem ainda a vantagem de poder ser ligado a uma variada gama de PLC: S7-200, S7-300/400/Win AC, SINUMERIK, SIMOTION, Allen Bradley (DF1), Mitsubishi (FX), Telemecanique (ADJUST), Modicon (Modbus), entre outros.

Figura 9 – HMI TP177B Fonte: SIMATIC Panels (ver bibliografia)

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Desenvolvimento do trabalho Programaçã o do S7-200 Inicialmente começámos por interligar todos os módulos para tentar fazer a programação do autómato via CP243-1, uma vez que não tínhamos disponível o cabo de ligação do autómato.

Feitas todas as configurações necessárias, tivemos problemas nessa ligação, o que nos levou a optar pela programação directa do autómato usando o cabo de ligação e o STEP 7-Micro/WIN, ferramenta que preza a facilidade de uso, possibilitando a programação em várias linguagens: LADDER, FDB e STL (SIMATIC).

A sua interface e operação são muito semelhantes às aplicações do Windows, o que facilitou a ambientação ao software a por consequência a programação. Além disso, verificámos que este software permite criar as nossas próprias bibliotecas, onde partes de programas podem ser reutilizadas, ou adicionar bibliotecas prontas. Também os wizards são uma ajuda essencial para quem se inicia neste software, pois disponibilizam assistentes de parametrização para funções importantes como a comunicação em rede e configuração do painel táctil, entre outros.

Usando os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas sobre as Redes de Petri (RdP), desenvolvemos a seguinte rede, que foi sendo alterada ao longo do trabalho conforme as necessidades do projecto:

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Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial A sequência de acontecimentos que considerámos para a programação do autómato foi a seguinte: Rede Geral

KM4

KM3

KM2

KM1

Fase inicial

ON

ON

ON

OFF

OFF

Detectada falha da rede?

OFF

OFF

ON

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

ON

ON

Detectada rede?

ON

ON

OFF

ON

ON

Alimentação da rede é estável?

ON

ON

ON

OFF

ON

ON

ON

ON

OFF

OFF

Gerador atinge 50Hz Alimentação da rede socorrida

Desliga o grupo de socorro Paragem do motor

Nota: 

Os contactores KM3 e KM2 têm encravamento mecânico e eléctrico para que as cargas não possam estar a ser alimentadas ao mesmo tempo de dois lados (rede geral e gerador)

O nosso programa está dividido em cinco partes: o corpo principal e as sub-rotinas I_Analógicas, Alarmes, Controlo e Cargas.

Figura 10 –Programa principal no STEP7 – Micro/Win

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Sub-rotinas O corpo principal faz a chamada das sub-rotinas:

I_Analógicas É uma sub-rotina preparada para implementar uma carta de entradas analógicas, como foi previsto inicialmente. Após testes de simulação em laboratório verificámos que o sinal continha muito ruído eléctrico, tornando-se completamente instável para podermos utilizá-lo em controlo.

Esta situação acabou por ser implementada utilizando o potenciómetro analógico do autómato.

Alarmes Esta sub-rotina gera alarmes e eventos, fazendo a interface com a HMI. Nesta sub-rotina é possível o especialista em automação verificar quais as ordens de animação activas para o sistema de supervisão.

Figura 11 – Foto do ecrã de alarmes na HMI

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Controlo Esta sub-rotina é a responsável pelo comando do automatismo que controla o gerador de emergência.

Figura 12 – Foto do ecrã de supervisão da rede geral

Fazem parte do controlo, as seguranças necessárias num sistema deste género a nível de autómato. Implementaram-se ainda seguranças em redundância a nível eléctrico de modo a evitar falhas por parte do comando programado.

Além disto, também é nesta parte do programa que se vai interagir com o HMI, provocando as animações nos elementos a serem comandados.

Cargas Nesta subrotina comanda-se o arranque sequencial das cargas socorridas após falha da rede.

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Definiçã o de variá veis Inputs Symbol

Address Comment

EDP

I0.0

Falta EDP Relé de falta de fase

DR1

I0.1

Disjuntor da rede não socorrida

D_1QPS

I0.2

1º Quadro parcial socorrido protecção diferencial

D_2QPS

I0.3

2º Quadro parcial socorrido protecção diferencial

Gerador

I0.4

KM2 - Contactor do gerador de emergência

S_Normal

I0.5

KM3 - Contactor da rede socorrida

Directa

I0.6

KM4 - Contactor da rede não socorrida

Termico

I0.7

Protecção térmica do motor

Primaria

I1.0

KM1 - Contactor da máquina primária do Gerador (motor DC)

C1_Des

I1.1

1º Circuito a deslastrar

C2_Des

I1.2

2º Circuito a deslastrar

C3_Des

I1.3

3º Circuito a deslastrar carga indutiva

C4_Des

I1.4

4º Circuito a deslastrar

C5_Des

I1.5

5º Circuito a deslastrar

Ouputs Symbol

Address Comment

QGerador

Q0.1

KM2 - Liga contactor

QSNornal

Q0.2

KM3 - Liga contactor

QPrima

Q0.3

KM1 - Liga contactor

Motor

Q0.4

Liga o motor - Carga

QC1_Des

Q0.5

1º Circuito a deslastrar Informática

QC2_Des

Q0.6

2º Circuito a deslastrar iluminação

QC3_Des

Q0.7

3º Circuito a deslastrar liga

QC4_Des

Q1.0

4º Circuito a deslastrar liga

QDirecta

Q1.1

KM4 - Liga contactor

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Address

Comment

AIW0

Corrente da rede de emergência

AIW2

Tensão da rede de emergência

AIW4

Corrente da máquina primária

AIW6

Tensão da máquina primária

Memory Bit Symbol

Address

Comment

M_EDP

M0.0

Falha da EDP há tempo suficiente para arranque socorro

L_Gera

M0.1

Condição para ligar o gerador

USincOK

M0.2

Gerador atingiu a tensão e o sincronismo

S_Gera

M0.3

Perda de condição para o gerador trabalhar

OFF_EDP

M0.4

KM 4 e KM 3 Fora = desligados

MTdrs

M10.0

Manual teste desliga rede socorro

R_EDP

M20.0

Ainda não retornou a EDP

Variable Memory Symbol

Address

Comment

VB109

Valor analógico da corrente a ser fornecida pelo gerador

VB121

Valor de corrente limite pedido para a carga Informática

VB122

Valor de corrente limite pedido para a carga Iluminação

VB120

Valor de corrente limite pedido para a carga indutiva

Icargas

VD220

Corrente consumida pelos circuitos socorridos

IexcDc

VD224

Corrente excitação da máquina primária DC

V228.0 OP_KM2

V228.1

OP_Liga KM2 Manual

OP_Gman

V228.2

OP_Liga gerador em manual

Freq_50_Hz_Ok

V228.3

50 Hz OK

Gauto

V250.0

Gerador em automático = 1

A_REmerg

V237.0

Alarme Rede de Emergência ligada Egon dos Santos Rodrigues (nº1416) Ricardo Jorge de Loureiro Silva (nº1841)

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Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial A_F_EDP

V237.1

EDP - Falta

A_C_EDP

V237.2

Falha EDP - Contagem crescente para arranque da máquina primária

A_KM_1

V237.3

Arranque da máquina primária falhou - KM 1

A_KM_2

V237.4

Não entrou a rede de emergência - KM 2

A_KM_3

V237.5

Não ligou a alimentação da EDP à rede Socorrida KM 3

A_KM_4

V237.6

Não ligou a alimentação da EDP à rede normal KM 4

A_DR_1

V237.7

Disparo do diferencial do quadro socorrido N.º 1

A_DR_2

V236.1

Disparo do diferencial do quadro socorrido N.º 2

A_Térmico

V236.2

Disparo do térmico da carga indutiva (motor)

D_2

VW322

I da carga informática

D_3

VW320

I da carga indutiva

D_1

VW324

I da Iluminação

Soma_CDesl

VW326

Soma da I das cargas a deslastrar

Soma_TCargas VW328

Soma da I de todas as cargas fixas e a deslastrar

IGerador

I Gerador

VW311

Timers ON/OFF Delay – 100ms Symbol

Address

Comment

T37

Atrasa a informação de Retorno da EDP

T38

Atrasa a informação de falta da EDP

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Programaçã o da HMI Para a programação da HMI utilizámos o software WinCC Flexible 2008 SP1, sendo o aspecto final o seguinte:

Figura 13 –Ecrã de entrada da HMI

Figura 14 –Ecrã de supervisão da rede geral da HMI

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Definiçã o da comunicaçã o entre a HMI e Autó mato

Definições do porto de comunicação da HMI

Configuração da rede entre a HMI e o autómato

Definições do porto de comunicação do PLC

Tags de comunicaçã o com o PLC

Figura 15 – Listagem das tags no WinCC Flexible

Para evitar utilizar muitas tags – uma vez que estas são pagas aquando da programação e licença – optámos por usar os tipos VW (de 16 bits) e VD (de 32 bits).

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Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial Estes tipos de tags, são memory tags, e podem ser utilizadas com valores inteiros no tipo VW, ou analógicos com virgula flutuante no VD. No nosso trabalho, poderíamos usar estes dois tipos de variáveis para fazer a animação dos botões da consola em 16 ou 32 pontos diferentes na supervisão.

Programaçã o dos alarmes discretos

Descrição do alarme a ser despoletado online, representa uma saída para o sistema de supervisão

Contém os bits de alarme para interface com o PLC

Número do alarme num sistema de supervisão

Possibilita a programação de: Erros Diagnóstico de Eventos Alarmes Informações de Sistema

Bit da tag que vai despoletar o alarme

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Classes de Alarmes

Figura 16 – Listagem das classes de alarmes no WinCC Flexible

Nas Classes de Alarmes, podemos ter definidas 4 cores relativamente ao estado do alarme.

Figura 17 – Foto da listagem dos alarmes na HMI

Definimos:    

A vermelho são os alarmes activos, não resolvidos nem reconhecidos pelo operador A branco são todos os alarmes em histórico, que ficaram activos e desactivos sem serem reconhecidos pelo operador (estão guardados no sistema FIFO) A amarelo são os alarmes resolvidos mas não reconhecidos pelo operador A verde são os alarmes que foram resolvidos e reconhecidos pelo operador

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Exemplo de uma interacçã o entre HMI e Autó mato Neste exemplo descrevemos o envio de dados decimais relativos ao tempo de arranque da carga respeitante ao Circuito de Iluminação, da HMI para o autómato.

Em primeiro lugar, temos de definir a tag que iremos usar para interligar os dois componentes, que no nosso caso será uma tag de 16 bits (VW502).

Como vemos na figura, estamos a ligar ao PLC1, embora possamos trabalhar com vários PLCs. Nesse caso teremos de aquando da definição da tag indicar com qual PLC queremos trabalhar.

Figura 18 – Listagem das tags de alarmes no WinCC Flexible

Numa segunda fase, e já no nosso ecrã de supervisão, vamos atribuir o objecto respectivo a essa variável, indicando se vai ser um objecto de entrada ou saída e qual o seu tipo de dados.

Figura 19 – Exemplo de configuração de objecto no WinCC Flexible

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Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial Relativamente à parte de configuração na HMI não precisamos para já de mais ajustes.

Passamos à parte do programa no autómato que vai interagir com o objecto da HMI, e onde vão actuar os valores introduzidos nas janelas de arranque escalonado (no caso VW502).

Figura 20 – Bloco em LADDER que permite fazer o escalonamento no STEP7 – Micro/Win

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Mestrado em Engenharia Electrotécnica - Energia e Automação Industrial

Conclusã o No culminar deste trabalho, há conclusões importantes a destacar, não só referentes à investigação teórica como também ao trabalho prático.

Procurámos apresentar um relatório-ferramenta que evidenciasse ilustrando as principais fases de configuração, programação dos equipamentos de comando e supervisão.

O facto de termos optado por apresentar um relatório onde a componente gráfica serviu de apoio às descrições/justificações teóricas tem o objectivo claro de explicar os passos apresentando ao mesmo tempo as ferramentas a utilizar, não tornando a leitura demasiadamente pesada.

Após o estudo do funcionamento de um gerador de socorro, e feito o levantamento das necessidades de comando do mesmo, ficámos com uma ideia de como elaborar o projecto de programação e supervisão da maquete.

Ao iniciarmos o processo de programação do autómato deparámo-nos com alguns problemas já descritos anteriormente, levando-nos a mudar radicalmente a filosofia de supervisão que estava prevista (controlo HMI via PC).

Implementou-se, e está programada, a utilização de entradas analógicas, as quais não pudemos utilizar devido ao ruído eléctrico nos equipamentos do Laboratório de Máquinas Eléctricas, que causa uma grande instabilidade nestas variáveis vindas do processo.

Atendendo às dificuldades surgidas, conseguimos superá-las utilizando outros equipamentos equivalentes dentro dos objectivos pedidos.

Este trabalho procurou representar fielmente um sistema de controlo e supervisão, dos mais actuais apresentados no mercado, dentro da área em que se insere.

Acreditamos que atingimos com sucesso os objectivos propostos para este trabalho, reconhecendo que queríamos ter explorado outras vertentes, o que ficará para uma próxima oportunidade.

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Bibliografia Siemens. (2003). Um pequeno CLP para um vasto mundo. GO! - A revista de automação com SIMATIC S7-200 e LOGO! Siemens. (s.d.). Basics of PLCs. Obtido em Dezembro de 2010, de http://sea.siemens.com/step/templates/lesson.mason?plcs:3:1:1 Siemens. (s.d.). S7-200 Quick Reference Information. Obtido em Novembro de 2010, de http://www.allmar.send.pl/upload/files/s7200/s7_200_quick_en.pdf Siemens. (s.d.). SIMATIC Panels - Operator panels to suit all demands. Obtido em Novembro de 2010, de http://www.automation.siemens.com/salesmaterialas/brochure/en/brochure_panels_en.pdf

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Anexos

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