EGE – GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA ELÉTRICA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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Os CLPs são compostos por hardware, software, unidade central de processamento (CPU), memória, entradas e saídas. O hardware deve possuir alta confiabilidade, imunidade a ruídos eletromagnéticos, isolação galvânica de entradas e saídas, deve também ser facilmente configurável e de manutenção simples. O software deve possuir uma programação simples com recursos para processamento em tempo real e alta velocidade de processamento.

A CPU é responsável pela tomada de decisões. Através da programação ela analisa o estado das entradas e altera o estado das saídas de acordo com a lógica programada.

A Figura 1, mostra um esquema simplificado de um CLP:

Figura 1 - Controlador Lógico Programável.

[pic 1]

A programação é feita utilizando a linguagem Ladder. A linguagem Ladder é baseada no princípio de contatos elétricos. Cada um dos componentes pode possuir um número infinito de contatos que são limitados pela capacidade de memória do controlador programável. Ladder é uma palavra inglesa que quer dizer escada e este nome está associado à representação gráfica dos contatos: ela é feita horizontalmente, em linhas paralelas, que lembram os degraus de uma escada.

Figura 2 - Estrutura de um programa em Ladder.

[pic 2]

Para a realização da programação foi utilizado o software TwidoSuite® que é compatível com o CLP do modelo TWDLCAE40DRF da marca Schneider Eletric. Essa programação foi anexada ao final deste relatório.

1.2 Decodificador 4511 e Display de 7 segmentos

O display de sete segmentos, nada mais é do que um invólucro com sete led´s com formato de segmento, posicionados de tal forma a possibilitar a formação de números decimais e algumas letras utilizadas no código hexadecimal. O display de 7segmentos é mostrado na Figura 3.

Figura 3 - Display de 7 segmentos.

[pic 3]

Os segmentos do display são representados pelas letras A, B, C, D, E, F, G, são encontrados nas configurações anodo comum e catodo comum, conforme mostra as Figuras 4.

Figura 4 - Representação interna nas configurações anodo e catodo comum.

[pic 4] [pic 5]

1.3 O Circuito integrado 4511

O Circuito integrado 4511 da família lógica CMOS tem como função converter saídas lógicas de um contador do BCD em números decimais expondo-os em um display de 7 segmentos.

O circuito integrado 4511 é mostrado na Figura 5, com as devida disposição dos pinos.

Figura 5 - Circuito Integrado 4511.

[pic 6]

2. SISTEMA DE SEMÁFORO

Visando aprimorar o funcionamento dos semáforos, será realizado um sistema de controle. O sistema de controle do semáforo terá dois modos de operação, que poderão ser selecionados através de uma chave de seleção.

No modo 1 cada semáforo irá controlar a circulação de carros, sendo que o tempo de abertura de cada semáforo será de trinta segundos. Já no modo 2, o sistema irá verificar a quantidade de carros presentes na via através de sensores instalados e então definir o tempo de abertura em função da quantidade de carros se movimentando na travessia.

A lâmpada na cor amarela indicará ao motorista para ficar atento, pois em seguida irá ser acionada a lâmpada indicando para parar e aguardar até a lâmpada verde ser acionada, que irá indicará ao motorista para seguir.

Juntamente com as lâmpadas serão instalados dois displays de 7 segmentos que irão indicar o tempo em que a sinaleira permanecerá com a lâmpada verde acionada. Essas lâmpadas serão a saída da programação.

Para cada entrada serão utilizados três sensores. Quando apenas um sensor estiver acionado, o tempo de abertura da lâmpada verde deverá ser de dez segundos. Caso dois sensores estiverem acionados, o tempo de abertura será de vinte segundos. Já se os três sensores estiverem acionados o tempo passa a ser de trinta segundos.

2.1 Implementação Prática.

Para a realização do projeto, foi feita a lógica de um semáforo utilizando o software TwidoSuite ®.

Para a implementação na pratica, foram utilizados os seguintes materiais:

- 2 Protoboards;

- 2 Decodificadores 4511;

- 2 Displays 7 segmentos( catodo comum);

- 14 Resistores de 250Ω;

- 6 Mini push-buton 4p.

- Fonte de alimentação.

Inicialmente foi desenhado um circuito inicial, para a ligação dos displays 7 segmentos, para o mesmo foi utilizado o simulador Protheus, para posteriormente ser realizada a implementação na pratica.

Figura 6 - Circuito inicial desenhado no software Protheus.

[pic 7]

Para as ligações na práticas, foram utilizadas chaves mini push-buton no lugar onde são mostradas as saídas da CLP. A Figura 7, mostra a ligação do 4511 nos displays 7 segmentos.

Figura 7 - Esquema de ligação do 4511.

[pic 8]

2.2 Lógica

A lógica programada para esta montagem foi feita visando a utilização de um sistema de sinaleiras de quatro tempos que funciona totalmente automatizado e da seguinte forma:

Para que o sistema funcione, devemos primeiramente acionar a chave I0.0, a qual dará inicio á lógica. Após acionado I0.0 o programa entra em looping acionando Q0.3 como a sinaleira verde da rua 1, Q0.4 amarelo da rua 1 e Q0.5 vermelho da rua 1, as demais ruas seguirão a sequencia de saídas até Q0.14, sendo Q0.6 a sinaleira verde da rua 2 e Q0.14 a sinaleira vermelha da rua 4, as saídas seguem a mesma sequência da rua 1.

Foram utilizados temporizadores do tipo TON para acionar as sinaleiras em sequência, e do tipo TP para que fossem desligadas