Projeto 02 - 2021 2

Disciplina: ME656 - Automac¸˜ao Industrial Professor: Jos´e Rodrigues de Oliveira Neto Universidade Federal de Pernambuco Centro de Tecnologia e Geociˆencias Departamento de Engenharia Mecˆanica Projeto #02 - 2021.2 Informac¸˜oes Gerais • Para implementar o c´odigo LADDER, utilizar o simulador ladder.js1, salve suas respostas em arquivos separados e coloque nomes que identifquem vocˆe e a que quest˜ao eles correspondem. – Exemplo: Para quest˜ao 1, letra b), o nome do arquivo fcaria: P02 Q1 B SEU NOME.jsld; em que SEU NOME ´e o seu nome. • Para as quest˜oes em que seja necess´ario escrever algo, adicione todas as suas respostas em um ´unico documento devidamente identifcado e salve em formato PDF e chamado-o P02 SEU NOME.pdf, em que SEU NOME ´e o seu nome. • Por fm, coloque todos os documentos em uma pasta intitulada P02 SEU NOME, em que SEU NOME ´e o seu nome. • Compacte a pasta em algum formato (.rar, .zip, .tar, etc. ) e anexe no classroom como a resposta do exerc´ıcio. • Todas as quest˜oes tem uma parte escrita (modelagem e descric¸˜ao do sistema) e uma parte de implementac¸˜ao (c´odigo LADDER). C´odigos sem modelagem n˜ao ser˜ao corri- gidos, assim como sistemas modelados que n˜ao forem implementados tamb´em n˜ao ser˜ao corrigidos. Exerc´ıcios Propostos 1. (30 Pontos) Considere o sem´aforo mostrado na Figura 2. Ele ´e o “sem´aforo principal” do sem´aforo de pedestres que implementamos na segunda quest˜ao dos exerc´ıcios da Aula S´ıncrona - AS22. O sistema dever´a funcionar de acordo com as seguintes especifcac¸˜oes: • Assim que ligado, o sistema comec¸a com o sinal aberto (luz verde ligada) e deve perma- necer assim at´e que um “pedido” chegue do sinal de pedestres; • Quando a entrada pedido fcar em n´ıvel l´ogico ‘1’ ´e para o sinal ent˜ao: – Passar 10 segundo aberto (verde ligado); – Passar 5 segundo em atenc¸˜ao (amarelo ligado); – Antes de sa´ır do atenc¸˜ao, enviar um sinal de 1 segundo de durac¸˜ao para o sinal de pedestres; – Passar 20 segundos fechado (vermelhor ligado). 1Dispon´ıvel em https://joaopaulo-cerquinhocajueiro.github.io/jsladder/public/. Figura 1: Sem´aforo da Quest˜ao 1. • Depois desse tempo, voltar a fcar aberto (verde ligado), at´e que um novo pedido do sem´aforo de pedestres ocorra e se repita o processo novamente. Dado o comportamento descrito para o sistema, ´e pedido: (a) Modele o sistema por um GRAFCET N´ıvel 2, ou por m´aquinas de estados fnitos (MEF), que implemente o comportamento do processo indicado na Figura 1 e cujo comporta- mento foi descrito anteriormente. Para isso: i. Liste todas as entradas do sistema, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. ii. Liste todas as sa´ıdas, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. iii. Liste todas as vari´aveis internas utilizadas, se existirem, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. iv. Liste como as etapas/estados ser˜ao representadas no c´odigo. (b) Implemente em LADDER o sistema modelado no ´ıtem 1a. 2. (30 Pontos) Considere o sistema automatizado para carregamento de silos de um entreposto agropecu´ario, conforme mostrado na Figura 2. Figura 2: Esquem´atico da Quest˜ao 2. O sistema ´e composto de trˆes silos 푆1, 푆2 e 푆3; 퐷1 ´e o damper de descarregamento do silo 푆1; 퐷2 ´e o damper de desvio da caixa desviadora de duas vias (permite a mudanc¸a do fuxo do material para 푆2 ou 푆3); 푚1 e 푚2 s˜ao os motores das correias transportadoras; 푆1min, 푆2min e 푆3min s˜ao os detectores de n´ıvel m´ınimo do material dos silos; e 푆2max e 푆3max s˜ao os detectores de n´ıvel m´aximo de material dos silos. O sistema dever´a funcionar de acordo com as seguintes especifcac¸˜oes: • O bot˜ao BL liga o sistema e o bot˜ao BD desliga. Ambos os bot˜oes n˜ao retˆem o comando. Esta condic¸˜ao de funcionamento dever´a estar presente em todo o restante do programa para o funcionamento geral do sistema. • O damper 퐷1 dever´a abrir (ser acionado) se pelo menos um dos silos 푆2 ou 푆3 estiverem vazios (푆2min ou 푆3min n˜ao acionados) e houver um m´ınimo de material no silo 푆1. • Quando aberto, o damper 퐷1 deve fechar caso ele termine de encher o silo que o fez abrir ou se n˜ao tiver um m´ınimo de material em 푆1. • Se o damper 퐷1 estiver aberto e os dois reservat´orios estiverem vazios, 퐷2 ir´a direcionar o material primeiramente para 푆3 at´e que este esteja complemente cheio e s´o depois direcionar´a o material para 푆2. • A condic¸˜ao 0 (n˜ao acionada) direciona 퐷2 para o silo 푆2 e a condic¸˜ao 1 (acionada) para o silo 푆3. • O motor 푚1 dever´a funcionar enquanto o silo 푆2 estiver sendo carregado de material vindo de 푆1 e deve permanecer por 3 segundos ligado apos parar de ser carregado, para terminar de retirar o material de cima da correia. • O motor 푚2 dever´a funcionar enquanto o silo 푆3 estiver sendo carregado de material vindo de 푆1 e deve permanecer por 3 segundos ligado apos parar de ser carregado, para terminar de retirar o material de cima da correia. Dado o comportamento descrito para o sistema, ´e pedido: (a) Modele o sistema por um GRAFCET N´ıvel 2, ou por MEFs, que implemente o compor- tamento do processo indicado na Figura 2 e cujo comportamento foi descrito anterior- mente. Para isso: i. Liste todas as entradas do sistema, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. ii. Liste todas as sa´ıdas, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. iii. Liste todas as vari´aveis internas utilizadas, se existirem, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. iv. Liste como as etapas/estados ser˜ao representadas no c´odigo. (b) Implemente em LADDER o sistema modelado no ´ıtem 2a. 3. (40 Pontos) Escreva o programa de controle do processo mostrado na Figura 3, cujo compor- tamento ´e descrito a seguir: • O n´ıvel do reservat´orio ´e controlado por uma vari´avel de entrada “anal´ogica” L1 = {0, 99}. • Os sensores G1, G2 e G3 indicam presenc¸a de uma garrafa posicionada para o enchi- mento, sob as v´alvulas V1, V2 e V3, respectivamente. • Os sensores de n´ıvel N1, N2 e N3 indicam se uma garrafa est´a cheia. • O motor M1 ´e respons´avel pelo acionamento da esteira. O motor M1 acionar´a a esteira 5 segundos ap´os o enchimento das garrafas que estiverem posicionadas e V1, V2 e V3 estiverem fechadas. Figura 3: Processo industrial da Quest˜ao 3. • O ciclo recomec¸a automaticamente quando a pr´oxima garrafa vazia se posicionar no local de enchimento abaixo de V1. N˜ao necessariamente sempre existir´a 3 garrafas para serem enchidas, mas deve ter ao menos uma garrafa para ser enchida por V1. • V1, V2 e V3 s˜ao respons´aveis pela abertura das v´alvula de enchimento. Elas tˆem funcio- namento independente entre si e devem ser abertas caso exista uma garrafa que n˜ao est´a cheia sob ela por mais de 3 segundos e o n´ıvel de l´ıquido no reservat´orio esteja acima de L1 = 30. • A bomba B1 ´e utilizada para o bombeamento do liquido para o reservat´orio. A bomba B1 dever´a funcionar enquanto o n´ıvel m´aximo (L1 = 99) do reservat´orio n˜ao for atingido. Se o n´ıvel m´aximo for atingido, a bomba somente dever´a ligar novamente se o n´ıvel do reservat´orio descer at´e atingir o seu n´ıvel m´ınimo (L1 ≤ 30). • Considerar inicialmente que n˜ao h´a nenhuma garrafa posicionada em nenhum dos locais de enchimento e que a bomba est´a ligada. • O sistema deve contar quantas garrafas j´a foram cheias. Se esse n´umero for maior que 15, ´e para enviar um sinal para o SUPERVIS ´ORIO. A contagem deve ser reiniciada sempre que um sinal vindo do SUPERVIS ´ORIO estiver em n´ıvel l´ogico ‘1’. Dado o comportamento descrito para o sistema, ´e pedido: (a) Modele o sistema por um GRAFCET N´ıvel 2, ou por MEFs, que implemente o compor- tamento do processo indicado na Figura 3 e cujo comportamento foi descrito anterior- mente. Para isso: i. Liste todas as entradas do sistema, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. ii. Liste todas as sa´ıdas, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. iii. Liste todas as vari´aveis internas utilizadas, se existirem, com os nomes e uma breve descric¸˜ao de suas func¸˜oes. iv. Liste como as etapas/estados ser˜ao representadas no c´odigo. (b) Implemente em LADDER o sistema modelado no ´ıtem 3a.