Descrição

Aula Prática Informática Industrial

Disciplina: Informática industrial I
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1
Unidade: Programação Industrial I: Linguagem Ladder.
Aula: 7– Elementos de Sequenciamento e Tempo

Software DIA

Software
Livre

Infraestrutura

Computador com sistema operacional Windows 10 ou Windows 11 (64 bits). Também disponível para distribuições Linux e macOS.
Processador compatível com arquitetura x64 ou superior.
Memória RAM recomendada de 4 GB ou superior.
Aproximadamente 100 MB de espaço livre em disco para instalação.

Descrição do software

O DIA é um software livre destinado à criação de diagramas técnicos, fluxogramas, organogramas, diagramas elétricos e diversos outros tipos de representações gráficas. Sua interface intuitiva permite elaborar fluxogramas por meio da inserção de blocos padronizados e conectores, facilitando a documentação de processos e o desenvolvimento de algoritmos para sistemas automatizados. Na área de automação industrial, o DIA é amplamente utilizado para representar graficamente sequências de operação, algoritmos de controle e fluxos lógicos que posteriormente podem ser implementados em Controladores Lógicos Programáveis (CLPs). A utilização de fluxogramas auxilia na organização das etapas do processo, reduz erros de programação e facilita a comunicação entre projetistas, programadores e equipes de manutenção.

Atividade Prática

Introdução

Os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) executam rotinas de controle desenvolvidas a partir de algoritmos que representam o comportamento desejado de um processo industrial. Antes da implementação desses algoritmos em qualquer linguagem de programação de CLPs, como Ladder, FBD ou Structured Text, é recomendável realizar o planejamento da lógica de funcionamento por meio de fluxogramas. Essa etapa permite organizar as decisões, identificar entradas, saídas e condições de operação, além de facilitar a validação da sequência lógica antes da programação propriamente dita.

Nesta atividade será utilizada a técnica de representação por fluxogramas para modelar o funcionamento de um sistema de partida direta de um motor de indução trifásico. Esse tipo de acionamento é amplamente empregado na indústria devido à sua simplicidade e consiste no acionamento do motor por meio de um contator, comandado por botões de liga e desliga e por um contato auxiliar responsável pela retenção elétrica do circuito. A compreensão dessa sequência operacional constitui uma das bases para o desenvolvimento de programas em CLPs.

Para representar essa lógica será utilizado o software DIA, uma ferramenta gratuita destinada à elaboração de diagramas e fluxogramas. Durante a atividade, o estudante conhecerá os principais símbolos utilizados em fluxogramas, aprenderá a estruturar decisões e ações utilizando blocos padronizados e desenvolverá um algoritmo capaz de representar corretamente o funcionamento do circuito de comando apresentado. Ao final da prática, espera-se que o estudante seja capaz de interpretar um circuito elétrico de comando, identificar sua sequência lógica de funcionamento e convertê-la em um fluxograma organizado, servindo como etapa preliminar para a programação em Controladores Lógicos Programáveis.

Atividade proposta

Desenvolver, utilizando o software DIA, um fluxograma que represente corretamente a lógica de funcionamento da partida direta de um motor de indução trifásico, identificando as etapas de leitura das entradas, tomada de decisão e acionamento das saídas do sistema.

Objetivos

Compreender a importância dos fluxogramas no desenvolvimento de algoritmos para CLPs;
Familiarizar-se com as ferramentas disponíveis no software DIA para elaboração de diagramas;
Desenvolver um fluxograma representando corretamente a sequência lógica de operação do sistema.

Procedimentos para a realização da atividade

Para utilizar o software DIA, o primeiro passo é realizar a sua instalação. Feita a instalação, execute o programa, chegando em sua tela inicial, apresentada na Figura 1.

Figura 1 | Tela inicial do software DIA.

Fonte: elaborado pelo autor.

Analisando a Figura 1, repare que na barra de ferramentas a esquerda, você tem acesso a todos os blocos que podem se utilizados em um fluxograma. A função dos principais blocos está detalhada na Figura 2.

Figura 2 | Função dos blocos do software DIA.

Fonte: elaborado pelo autor.

Considerando os blocos indicados na Figura 2, é importante saber que a leitura dos dados de um sensor, será feita com um bloco de entrada de dados. Normalmente, após a leitura das informações de um sensor, é colocada uma comparação, o que deve ser feito com o bloco de condição. Dependendo do resultado da condição, uma ação deve ser tomada, que deve ser indicada com o bloco de processo. Não se esqueça de iniciar o fluxograma com o bloco de início.

Voltando a Figura 1, repare que a direita você encontra a área onde irá montar o seu fluxograma. Para adicionar um bloco ao seu diagrama, clique sobre ele e o arraste para a área de montagem do fluxograma. Assim que adicionar o bloco, clique sobre ele para adicionar texto em seu interior. Caso queira alterar o texto de um bloco, selecione ele e utilize a ferramenta Edição de texto na barra a esquerda. Quando tiver colocado alguns blocos em seu diagrama, você deve interligar os blocos. Para isso utilize a ferramenta linha ou arco, na parte superior da barra à esquerda. Utilize as marcações que aparecem em volta dos blocos para realizar a ligação entre eles. Se quiser adicionar algum texto adicional ao seu fluxograma, utilize a ferramenta Texto. A Figura 3 mostra a posição das ferramentas citadas.

Figura 3 | Ferramentas de edição.

Fonte: elaborado pelo autor.

Para praticar e conhecer as funcionalidades do software, monte o diagrama genérico apresentado na Figura 3. Feito isso, você já pode partir para a atividade prática, que está descrita a seguir.

Agora, você deve estruturar por meio de um diagrama em blocos a partida direta de um motor de indução trifásico utilizado em um torno. A Figura 4 apresenta os diagramas de comando e potência para esse tipo de partida. Você deve montar o diagrama de blocos para garantir o funcionamento correto do circuito de comando. Perceba que nesse circuito de comando existem dois botões: S1, do tipo normalmente aberto; e S0, do tipo normalmente fechado. Além dos botões, existe o contato auxiliar do contator, representado por uma chave denominada K1 e a bobina que aciona o contator K1, com os terminais A1 e A2 representados no diagrama.

Figura 4 | Diagramas de partida direta: (a) comando; (b) potência.

(a) (b)

Fonte: Ravezi, 2014.

Na partida direta, com acionamento do botão S1, a bobina do contator K1 é energizada, fazendo com o contator seja acionado e o motor trifásico entre em funcionamento. Neste mesmo momento, o contato auxiliar K1 é fechado, mantendo sua bobina alimentada, mesmo se o botão S1 for solto. Quando o botão S0 for acionado, a alimentação da bobina do contator é interrompida, fazendo com que o motor trifásico se desligue.

Conhecendo o funcionamento da partida direta, você deve montar o diagrama de blocos que descreve esse processo. Para isso, é necessário conhecer o software a ser utilizado e todos os blocos que podem ser utilizados em um fluxograma.

Avaliando os Resultados

Apresente no seu relatório o fluxograma elaborado, justificando o porque da utilização de cada símbolo utilizado. Explique a ideia e o fluxo apresentado no fluxograma de forma detalhada, justificando a ordem adotada para cada uma das ações propostas.

Checklist

✓ Fazer uma pesquisa e compreender o que é e como funciona um motor de indução trifásico.
✓ Fazer uma pesquisa e compreender como acontece a partida direta de um motor de indução trifásico.
✓ Analisar o problema apresentado.
✓ Identificar a simbologia a ser utilizada.
✓ Compreender como utilizar o software.
✓ Utilizar as ferramentas do programa para a montagem do fluxograma.
✓ Verificar se a solução proposta atende a necessidade do sistema.

Estudante, você deverá entregar:

Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
Referências bibliográficas ABNT (quando houver).

Referências

FRANCHI, Claiton M.; CAMARGO, Valter Luís Arlindo de. Controladores Lógicos Programáveis: sistemas discretos e analógicos. 3. ed. São Paulo: Érica, 2021.
LAMB, F. Automação Industrial na Prática – Série Tekne. Porto Alegre: AMGH, 2015.

AULA PRÁTICA 2 — Informática Industrial I

Disciplina: Informática industrial I
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2
Unidade: Programação Industrial I: Linguagem Ladder.
Aula: 8– Instruções Avançadas e Detecção de Eventos

Software ZelioSoft2

Software
Livre

Infraestrutura

Computador com sistema operacional Windows 10 ou Windows 11 (64 bits).
Processador compatível com arquitetura x64.
Memória RAM recomendada de 4 GB ou superior.
Aproximadamente 300 MB de espaço livre em disco para instalação.

Descrição do software

O ZelioSoft 2 é o ambiente de programação desenvolvido pela Schneider Electric para configuração, programação e simulação dos Controladores Lógicos Programáveis da linha Zelio Logic. O software oferece suporte às linguagens Ladder (LD) e Function Block Diagram (FBD), permitindo desenvolver, testar e validar algoritmos de automação antes da implementação em um CLP físico.

Além da edição dos programas, o ZelioSoft disponibiliza um ambiente completo de simulação, no qual é possível monitorar entradas, saídas, temporizadores, contadores e memórias internas em tempo real. Essa funcionalidade permite verificar o comportamento do algoritmo, identificar falhas lógicas e realizar ajustes antes da aplicação prática, reduzindo tempo de desenvolvimento e aumentando a confiabilidade do sistema. Em ambientes acadêmicos, o ZelioSoft constitui uma importante ferramenta para o ensino de programação de CLPs, proporcionando ao estudante uma experiência próxima daquela encontrada em aplicações industriais de automação.

Atividade Prática

Introdução

Após o planejamento da lógica de funcionamento por meio de fluxogramas, a etapa seguinte no desenvolvimento de sistemas automatizados consiste na implementação do algoritmo em uma linguagem de programação de Controladores Lógicos Programáveis (CLPs). Entre as linguagens definidas pela norma IEC 61131-3, a linguagem Ladder (LD) destaca-se por sua ampla utilização na indústria, principalmente devido à sua representação gráfica inspirada nos tradicionais diagramas elétricos de comando.

Nesta atividade será utilizado o software ZelioSoft para desenvolver e simular um programa em linguagem Ladder responsável pelo controle de uma furadeira de bancada automatizada. O sistema proposto realiza uma sequência de operações composta pelo acionamento da furadeira, temporização inicial, deslocamento da ferramenta até a peça, permanência durante o processo de furação, retorno à posição inicial e desligamento automático da máquina. Todo esse ciclo será controlado utilizando entradas digitais, saídas, temporizadores e sensores de fim de curso.

Durante a implementação do algoritmo, o estudante utilizará diversos elementos típicos da programação Ladder, como contatos normalmente abertos e normalmente fechados, bobinas, temporizadores e memórias internas, compreendendo como esses recursos são empregados na solução de problemas reais de automação industrial. A simulação disponibilizada pelo ZelioSoft permitirá validar o funcionamento do programa antes de sua aplicação em um controlador físico.

Ao final da prática, espera-se que o estudante seja capaz de converter um fluxograma em um programa Ladder funcional, interpretar o comportamento das entradas e saídas do sistema e verificar, por meio da simulação, se a sequência lógica implementada atende aos requisitos especificados para o processo automatizado..

Atividade proposta

Desenvolver, utilizando o software ZelioSoft, um programa em linguagem Ladder capaz de automatizar o funcionamento de uma furadeira de bancada, implementando a sequência lógica proposta, realizando sua simulação e verificando o correto funcionamento do sistema.

Objetivos

Compreender a estrutura básica da linguagem Ladder aplicada à programação de CLPs;
Familiarizar-se com o ambiente de programação e simulação do software ZelioSoft;
Implementar um algoritmo de automação utilizando contatos, bobinas, temporizadores e sensores.

Procedimentos para a realização da atividade

Realize o download e instalação do Zelio Soft no seu computador. Após a instalação, execute o programa e em sua tela inicial, selecione a opção “Criar um novo programa” como mostra a Figura 1.

Figura 1 | Tela inicial do Zelio Soft.

Fonte: elaborado pelo autor.

Criado o novo projeto, selecione a família e modelo de CLP conforme indicado na Figura 2. O código do modelo a ser utilizado é SR2B201BD, que possui 6 entradas digitais, 6 entradas mistas e 8 saídas digitais com relés, podendo ser programado com linguagem LADDER ou FDB.

Figura 2 | Seleção do CLP no Zelio Soft.

Fonte: elaborado pelo autor.

Selecionado o modelo, na tela seguinte para a adição de expansões simplesmente clique em avançar. Na terceira tela, selecione a linguagem LADDER e clique em avançar. Feito isso, você será levado a tela de programação.

O programa possui vários blocos que podem ser utilizados no seu algoritmo. A Figura 3 apresenta os principais. Para a programação, existem 5 colunas onde podem ser colocados contatos e uma coluna referente a bobina, onde será colocado o elemento que será acionado quando a condição dos contatos for estabelecida (saída ou contador, por exemplo).

Figura 3 | Elementos de programação em LADDER do Zelio Soft.

Fonte: elaborado pelo autor.

Para adicionar um elemento, selecione a sua categoria e então arraste o item desejado para o local dentro do programa. A Figura 4 mostra o procedimento para adicionar a entrada I1 ao programa. Vale ressaltar que as entradas são adicionadas sempre em Normalmente Aberto no programa. Ao clicar com o botão direito sobre ela, haverá a opção de selecionar o contato Normalmente Fechado.

Na Figura 4 também é apresentada a forma de se adicionar uma saída ao programa. Caso se arraste o nome da saída, por exemplo Q1, ela será adicionada com um contato de entrada. Para os símbolos o elemento será adicionado no formato de saída, podendo ser ativa no estado (mais comum), na frente, set ou reset.

Figura 4 | Adição de entrada e saída no programa.

Fonte: elaborado pelo autor.

Para a adição do temporizador também existem várias opções. Ao adicionar o nome (T1, por exemplo) será adicionado o contato que será acionado quando a condição do temporizador for satisfeita. O símbolo T indica o comando, que quando acionado irá iniciar a contagem. O símbolo R é referente ao reinicio ou desabilitação do temporizador. Para configurar a forma que o temporizador irá funcionar, basta dar dois cliques sobre o elemento referente a ele adicionado no projeto.

Por sua vez, o contador possui as funções de contagem, direção da contagem e reinicialização, além do contato que será fechado quando a contagem pré-estabelecida for atingida. Você pode consultar a própria ajuda do programa, que possui a explicação detalhada de cada item presente no programa.

Conhecendo as funções dos blocos, você pode montar um programa de teste e realizar a simulação para compreender o processo. A Figura 5 mostra um programa simples que liga e desliga a saída Q1, utilizando as entradas I1 e I2. Para realizar a simulação você deve clicar no S, no canto superior direito da tela e então o “Run” para iniciar a simulação. Você terá a sua disposição teclas virtuais referentes as entradas físicas do CLP e lâmpadas que indicam o estado das saídas. Caso adicione temporizadores e contadores no programa, também será possível monitorar a temporização/contagem durante a simulação.

Figura 5 | Ambiente de simulação do Zelio Soft.

Fonte: elaborado pelo autor.

No link a seguir está disponível um vídeo tutorial de como utilizar as funcionalidades necessárias do Zeliosoft para realizar as simulações:

https://kroton-my.sharepoint.com/:v:/g/personal/giancarlo_lopes_kroton_com_br/Edv249DDVN9BvR00cinHxcMBtY6o18a-qvQvkqNhnDT6bQ?e=2RZube

Agora que você conhece como utilizar o software, você deve implementar um algoritmo de controle em linguagem LADDER para implementar a automação para uma furadeira de bancada. O funcionamento da automação deve seguir os seguintes passos:

1. Pressionar um botão para ligar a furadeira.
2. Após ligada contar 5 s.
3. Descer até a peça.
4. Esperar 5 s para furar a peça.
5. Retornar a posição inicial.
6. Desligar a furadeira.

Além dos motores (M1 e M2) e do botão, essa furadeira possui duas chaves fim de curso, uma superior (FC1) e uma inferior (FC2), que são utilizadas para identificar a posição da furadeira. A Figura 6 ilustra tais elementos e como estão dispostos no sistema, para a furadeira levantada e abaixada. Vale ressaltar que o motor M2 deve girar nos dois sentidos, sendo o horário para a furadeira descer e o anti-horário para subir. Assim, as ligações nas entradas e saídas do CLP seguem o apresentado no Quadro 1.

Figura 6 | Furadeira de bancada automatizada: (a) levantada; (b) abaixada.

(a) (b)

Fonte: elaborado pelo autor.

Quadro 1 | Ligações das entradas e saídas do CLP.

Fonte: elaborado pelo autor.

Assim, inicialmente utilizando o software Dia, elabore o fluxograma da automação. Então, elabore no ZelioSoft o algoritmo em LADDER que resolve o problema e faça a sua simulação. Caso haja algum erro, faça as correções e novas simulações até que o funcionamento desejado seja obtido.

Avaliando os resultados:

Apresente no seu relatório o fluxograma elaborado, justificando o porquê da utilização de cada símbolo utilizado. Explique a ideia e o fluxo apresentado no fluxograma de forma detalhada, justificando a ordem adotada para cada uma das ações propostas. Apresente ainda o algoritmo em LADDER criado, com comentários detalhados de cada linha e a lógica utilizada. Insira vários prints da simulação para comprovar que o algoritmo elaborado é funcional e atende os requisitos do procedimento.

Checklist

✓ Montar um fluxograma da automação, para facilitar o desenvolvimento do programa em LADDER.
✓ Analisar o problema proposto e identificar quantas entradas e saídas do CLP devem ser utilizadas.
✓ Estruturar a lógica de programação a ser utilizada e as condições para o acionamento das saídas, conhecendo os blocos existentes da linguagem LADDER.
✓ Montar o algoritmo no software de programação.
✓ Realizar a simulação do algoritmo, verificando o seu funcionamento.

Estudante, você deverá entregar:

Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
Referências bibliográficas ABNT (quando houver).

Referências

FRANCHI, Claiton M.; CAMARGO, Valter Luís Arlindo de. Controladores Lógicos Programáveis: sistemas discretos e analógicos. 3. ed. São Paulo: Érica, 2021.
LAMB, F. Automação Industrial na Prática – Série Tekne. Porto Alegre: AMGH, 2015.

AULA PRÁTICA 3 — Informática Industrial I

Disciplina: Informática industrial I
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 3
Unidade: Programação Industrial II: FBD, ST e Grafcet.
Aula: 10– Diagrama de Blocos Funcionais (FBD) Avançado

Software ZelioSoft2

Software
Livre

Infraestrutura

Computador com sistema operacional Windows 10 ou Windows 11 (64 bits).
Processador compatível com arquitetura x64.
Memória RAM recomendada de 4 GB ou superior.
Aproximadamente 300 MB de espaço livre em disco para instalação.

Descrição do software

O ZelioSoft 2 é o ambiente de programação desenvolvido pela Schneider Electric para configuração, programação e simulação dos Controladores Lógicos Programáveis da linha Zelio Logic. O software oferece suporte às linguagens Ladder (LD) e Function Block Diagram (FBD), permitindo desenvolver, testar e validar algoritmos de automação antes da implementação em um CLP físico.

Além da edição dos programas, o ZelioSoft disponibiliza um ambiente completo de simulação, no qual é possível monitorar entradas, saídas, temporizadores, contadores e memórias internas em tempo real. Essa funcionalidade permite verificar o comportamento do algoritmo, identificar falhas lógicas e realizar ajustes antes da aplicação prática, reduzindo tempo de desenvolvimento e aumentando a confiabilidade do sistema. Em ambientes acadêmicos, o ZelioSoft constitui uma importante ferramenta para o ensino de programação de CLPs, proporcionando ao estudante uma experiência próxima daquela encontrada em aplicações industriais de automação.

Atividade Prática

Introdução

Grande parte dos processos industriais opera de forma sequencial, ou seja, executa uma série de etapas em uma ordem previamente definida, respeitando tempos de espera, condições de operação e eventos provenientes de sensores ou comandos do operador. A implementação desse tipo de controle é uma das principais aplicações dos Controladores Lógicos Programáveis (CLPs), sendo a linguagem Ladder amplamente utilizada devido à sua facilidade de interpretação e proximidade com os tradicionais diagramas elétricos de comando.

Entre os exemplos clássicos de controle sequencial encontra-se o funcionamento de sistemas semafóricos. Embora aparentemente simples, um semáforo exige que diferentes saídas sejam acionadas de maneira sincronizada e obedecendo uma sequência contínua de temporizações. Esse tipo de aplicação permite explorar conceitos fundamentais da programação Ladder, como utilização de temporizadores, memórias auxiliares, intertravamentos, acionamento cíclico e controle de estados.

Nesta aula prática, será desenvolvido um algoritmo responsável pelo controle automático de um semáforo para uma única via, respeitando os tempos de permanência de cada sinal luminoso: vermelho, verde e amarelo. Além disso, o sistema deverá possuir comandos independentes para início e parada do funcionamento, garantindo que a operação possa ser iniciada ou interrompida por meio de pulsos de comando.

Durante a implementação, o estudante utilizará temporizadores, memórias internas, contatos e bobinas para estruturar uma lógica cíclica, observando como diferentes elementos da linguagem Ladder podem ser combinados para solucionar problemas de automação sequencial. A simulação no ZelioSoft permitirá validar o comportamento do algoritmo, identificar possíveis falhas de programação e realizar os ajustes necessários até que o funcionamento especificado seja alcançado. Ao final da prática, espera-se que o estudante compreenda como desenvolver algoritmos sequenciais utilizando múltiplos temporizadores, adquirindo maior domínio sobre os recursos avançados da linguagem Ladder empregados em aplicações industriais.

Atividade proposta

Desenvolver, utilizando o software ZelioSoft, um algoritmo em linguagem Ladder capaz de controlar automaticamente o funcionamento de um semáforo para uma única via.

Objetivos

Desenvolver algoritmos sequenciais utilizando a linguagem Ladder;
Aplicar temporizadores e memórias internas na implementação de sistemas cíclicos;
Compreender o funcionamento de máquinas de estados em aplicações de automação industrial;
Implementar o controle completo de um sistema semafórico utilizando Controladores Lógicos Programáveis.

Procedimentos para a realização da atividade

Com o ZelioSoft instalado no computador, você deve implementar um algoritmo de controle em linguagem LADDER para implementar o funcionamento de um semáforo para apenas uma via. O funcionamento da automação do semáforo deve considerar as seguintes temporizações:

Vermelho = 20 s;
Verde = 15 s;
Amarelo = 5 s;

Vale ressaltar que o funcionamento do semáforo é cíclico seguindo a temporização apresentada, ou seja, após o tempo em amarelo, o semáforo deve voltar para vermelho e seguir dessa forma enquanto o sistema estiver em funcionamento. Utilize uma entrada para indicar o início do funcionamento do sistema e outra para desliga-lo. Assegure-se que um pulso possa ser aplicado tanto para o início quanto para o final da operação do sistema.

Assim, utilizando o software, elabore o algoritmo que resolve o problema e faça a sua simulação. Caso haja algum erro, faça as correções e novas simulações até que o funcionamento desejado seja obtido.

Avaliando os resultados:

Apresente no seu relatório o algoritmo em LADDER criado, com comentários detalhados de cada linha e a lógica utilizada. Insira vários prints da simulação para comprovar que o algoritmo elaborado é funcional e atende os requisitos do procedimento.

Checklist

✓ Analisar o problema proposto e identificar quantas entradas e saídas do CLP devem ser utilizadas;
✓ Estruturar a lógica de programação a ser utilizada e as condições para o acionamento das saídas, conhecendo os blocos existentes da linguagem LADDER;
✓ Montar o algoritmo no software de programação;
✓ Realizar a simulação do algoritmo, verificando o seu funcionamento.

Estudante, você deverá entregar:

Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
Referências bibliográficas ABNT (quando houver).

Referências

FRANCHI, Claiton M.; CAMARGO, Valter Luís Arlindo de. Controladores Lógicos Programáveis: sistemas discretos e analógicos. 3. ed. São Paulo: Érica, 2021.
LAMB, F. Automação Industrial na Prática – Série Tekne. Porto Alegre: AMGH, 2015.

AULA PRÁTICA 4 — Informática Industrial I

Disciplina: Informática industrial I
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 4
Unidade: Supervisão e Pirâmide da Automação.
Aula: 14– Sistemas SCADA e IHM

Software ZelioSoft 2 e LAquis SCADA

Software
Livre

Infraestrutura

Computador com sistema operacional Windows 10 ou Windows 11 (64 bits);
Processador compatível com arquitetura x64;
Memória RAM recomendada de 8 GB ou superior;
Aproximadamente 500 MB de espaço livre em disco para instalação dos softwares.

Descrição do software

O ZelioSoft 2 é o software de programação da Schneider Electric para a família de Controladores Lógicos Programáveis Zelio Logic. O ambiente permite desenvolver programas em linguagem Ladder, realizar simulações, monitorar variáveis internas e validar algoritmos de automação antes da implementação em um controlador físico.

Já o LAquis SCADA é uma plataforma de supervisão desenvolvida para aquisição de dados, monitoramento de variáveis de processo, geração de alarmes, armazenamento de informações históricas e elaboração de interfaces gráficas para operação industrial. O software possibilita a criação de telas supervisórias contendo indicadores, instrumentos virtuais, gráficos, relatórios e comandos de operação, reproduzindo a arquitetura empregada em sistemas industriais modernos.

Atividade Prática

Introdução

Os sistemas modernos de automação industrial são estruturados em diferentes níveis hierárquicos, nos quais os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) executam a lógica de controle dos equipamentos, enquanto os sistemas supervisórios (SCADA) realizam o monitoramento, a aquisição de dados, o armazenamento de informações e a interação com os operadores. Essa integração permite aumentar a confiabilidade dos processos, facilitar a operação das plantas industriais e fornecer informações importantes para análise de desempenho e tomada de decisão.

Entre os diversos métodos utilizados para o acionamento de motores de indução trifásicos, destaca-se a partida estrela-triângulo, amplamente empregada para reduzir a corrente de partida em motores de média potência. Nesse método, o motor é inicialmente conectado em configuração estrela, reduzindo a corrente absorvida durante a partida. Após um intervalo de tempo previamente definido, ocorre automaticamente a comutação para a ligação em triângulo, permitindo que o motor opere em sua condição nominal. A automatização dessa sequência exige sincronização adequada entre contatores, temporizadores e intertravamentos, tornando-se uma excelente aplicação para programação em linguagem Ladder.

Além do desenvolvimento do algoritmo de controle, esta atividade introduz os conceitos fundamentais dos sistemas supervisórios. Por meio do software LAquis SCADA, o estudante poderá explorar interfaces gráficas de operação, observar o comportamento das variáveis do processo, visualizar relatórios e compreender como ocorre a comunicação entre sistemas de supervisão e dispositivos de automação. Embora seja utilizado um projeto de demonstração, os recursos explorados representam funcionalidades presentes em sistemas SCADA empregados em indústrias de diversos segmentos. Ao final da prática, espera-se que o estudante compreenda a integração entre o nível de controle e o nível de supervisão, desenvolvendo uma visão mais ampla da arquitetura dos sistemas de automação industrial utilizados em aplicações reais.

Atividade proposta

Desenvolver, utilizando o software ZelioSoft, um algoritmo em linguagem Ladder para o acionamento de um motor de indução trifásico por meio de uma partida estrela-triângulo, validando seu funcionamento através da simulação. Em seguida, utilizar o software LAquis SCADA para explorar um sistema supervisório de demonstração, analisando seus recursos de monitoramento, visualização gráfica e geração de relatórios.

Objetivos

Desenvolver um algoritmo em linguagem Ladder para automatizar uma partida estrela-triângulo;
Aplicar temporizadores, intertravamentos e comandos de acionamento de motores em Controladores Lógicos Programáveis;
Identificar e configurar corretamente as entradas e saídas necessárias para o funcionamento do sistema automatizado;
Compreender os princípios de funcionamento de sistemas supervisórios (SCADA) aplicados à automação industrial;
Explorar os recursos de monitoramento, visualização gráfica, alarmes e relatórios disponíveis no software LAquis SCADA.

Procedimentos para a realização da atividade

Etapa 1

Desenvolva um sistema para implementar a automação de uma partida estrela-triângulo utilizado para o acionamento de um motor de indução. Realize a simulação do programa desenvolvido, de forma a validar o seu funcionamento.

Um diagrama de potência e comando da partida estrela-triângulo está apresentado na figura a seguir. O diagrama de comando será substituído pelo CLP, assim, é necessário que sejam alocadas as devidas entradas e saídas do CLP para as botoeiras e bobinas dos contatores. O botão de emergência pode ser desconsiderado.

Fonte: Chavez, 2016.

Lembre-se que antes de realizar a programação é importante indicar quais entradas e saídas do CLP serão utilizadas. Feito isso, a programação pode ser realizada diretamente no ZelioSoft.

Etapa 2

Para compreender o funcionamento e como realizar a configuração de um sistema supervisório faça o download e instale o software LAquis SCADA. Uma vez instalado, execute o software e abra o programa de exemplo, disponível na pasta Laquis/Apls/teste.lqs, caso ele já não abra automaticamente. Com o exemplo aberto, explore as funcionalidades do software e execute a simulação clicando no botão ‘Ligar’.

Com a simulação em execução, analise o funcionamento dos elementos gráficos e o descreva em seu relatório. Abra os relatórios, tire prints e os apresente em seu relatório.

Avaliando os resultados:

Para a etapa 1, apresente no seu relatório o algoritmo em LADDER criado, com comentários detalhados de cada linha e a lógica utilizada. Insira vários prints da simulação para comprovar que o algoritmo elaborado é funcional e atende os requisitos do procedimento. Apresente ainda uma tabela contendo a indicação de quais e quantas entradas e saídas do CLP serão utilizadas.

Para a etapa 2, apresente os prints da simulação em execução e dos relatórios obtidos. Além disso, descreva uma possivel aplicação para o sistema simulado e sua funcionalidade.

Checklist

✓ Entender o funcionamento e o objetivo da partida estrela-triângulo;
✓ Identificar a quantidade de entradas e saídas necessárias para o funcionamento do sistema;
✓ Criar o esquema de ligação do CLP;
✓ Elaborar o Algoritmo em LADDER;
✓ Simular o sistema;
✓ Executar a simulação do sistema supervisório e coletar prints.

Estudante, você deverá entregar:

Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
Referências bibliográficas ABNT (quando houver).

Referências

FRANCHI, Claiton M.; CAMARGO, Valter Luís Arlindo de. Controladores Lógicos Programáveis: sistemas discretos e analógicos. 3. ed. São Paulo: Érica, 2021.
LAMB, F. Automação Industrial na Prática – Série Tekne. Porto Alegre: AMGH, 2015.

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