Projeto de automação de uma cena do Factory IO apresentado como requisito avaliativo para a disciplina de Automação Industrial, ministrada no semestre 2022.2 do Instituto de Computação da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
- Lucas Lemos Cerqueira de Freitas
- Hugo Tallys Martins Oliveira
Neste projeto, foi implementado uma solução de automação utilizando a linguagem Ladder com a ajuda do software Siemens's TIA Portal V16. Em seguida, foi realizado a simulação do código em um Controlador Lógico Programável (CLP), juntamente com o ambiente onde a problemática será abordada, utilizando a cena do Elevador Avançado disponibilizada pelo software Factory IO. O problema consiste coletar objetos que são liberados através de diferentes níveis de uma torre com o auxílio de um elevador portando uma caixa. Ao final do processo, a caixa é entregue (descarga) e o ciclo se inicia novamente.
Figura 1: Elevator Advanced.
Para o controle do elevador, é utilizado o painel do CLP onde existe a seguinte interface de entrada:
- Um botão verde 🟢 (Start) que da início ao ciclo do processo de automação
- Um botão vermelho 🔴 (Stop) que suspende a execução do próximo ciclo.
- Um botão amarelo 🟡 (Reset) que suspende a execução do ciclo atual e retorna o elevador ao nível 0.
- Um botão de emergência
⚠️ que suspende o processo atual desligando todos os atuadores. - Uma chave 🎚️ que controla o funcionamento do sistema, pode ser tanto manual quanto automático.
Como saídas, o CLP contém alguns dispositivos utilizados para sinalizar o estado atual de funcionamento. Entre eles podemos citar:
- Luzes azuis 🔵 (Floor 1, 2, 3) indicando em qual andar o elevador se encontra.
- Display 🖥️ para informar quantos itens foram carregados no ciclo atual.
Figura 2: Painel do CLP.
Ao pressionar o botão Start 🟢, o processo se inicia no nível 0, onde uma caixa vazia é posicionada sobre uma esteira. Após o início do processo, a esteira é acionada para mover a caixa em direção ao elevador.
Figura 3: Início do processo.
Uma vez que a caixa esteja adequadamente posicionada no elevador, o mesmo é acionado e se desloca até o nível 1. Nesse nível, uma placa está localizada sobre uma esteira, a qual é ativada para transportar a placa em direção a uma rampa que a leva até a caixa. O deslocamento do elevador para coletar as placas é executado de maneira semelhante em todos os níveis subsequentes, assim como durante a descida, até que o elevador retorne ao nível 0 para efetuar o descarregamento da caixa.
Figura 4: Processo de coleta da placa.
Após percorrer todos os níveis e coletar as placas, o elevador retorna ao nível 0 para realizar o descarregamento da caixa. Nesse momento, a esteira do elevador é ativada para movimentar a caixa em direção à esteira de saída, finalizando esse ciclo. Após o descarregamento da caixa, o próximo ciclo se inicia com o carregamento da próxima caixa que está aguardando.
Figura 5: Descarga da caixa carregada.
A qualquer momento, se o botão de Stop 🔴 for pressionado, o ciclo atual será finalizado porém a execução do próximo ciclo de carregamento é suspensa até que o processo seja retomado. AO pressionar os botões de reset ou emergência todos os atuadores são desligados com a seguinte distinção:
- Reset 🟡 - antes de suspender o ciclo o elevador é trazido ao nível 0, para que o processo seja eventualmente retomado.
- Emergência
⚠️ - o ciclo é suspenso e a luz de emergência 🚨 é ativada.
A chave de seleção fica responsável 🎚️ por selecionar o modo Manual (onde o operador precisa acionar cada botão manualmente) ou Automático (onde o sistema opera de modo contínuo 🟢 e so pode ser parado ao se pressionar o botão de emergência
A linguagem de programação utilizada para programar o CLP foi a Linguagem LADDER, disponibilizada no ecossistema do TIA Portal. Os diagramas documentando as fluxos podem ser visualizados clicando neste link .
A seguir listamos a tabela de entradas/saídas do CLP tal como configurada no Factory I/O e as tags que foram associadas ao programa implementado no TIA Portal.
| Endereço | Tag | Tipo |
|---|---|---|
| %I0.6 | At 0 (low) | Bool |
| %I0.7 | At 0 (high) | Bool |
| %I1.0 | At 1 (low) | Bool |
| %I1.1 | At 1 (high) | Bool |
| %I1.2 | At 2 (low) | Bool |
| %I1.3 | At 2 (high) | Bool |
| %I1.4 | At 3 (low) | Bool |
| %I1.5 | At 3 (high) | Bool |
| %I1.6 | Start | Bool |
| %I1.7 | Reset | Bool |
| %I2.0 | Stop | Bool |
| %I2.1 | Emergency stop | Bool |
| %I2.2 | Auto | Bool |
| %I2.4 | Sen. Entrada Elev. | Bool |
| %I2.5 | Sen. Sobre Elev. | Bool |
| %I2.6 | Sen. Saída Elev. | Bool |
| %I2.7 | At 1 | Bool |
| %I3.0 | At 1 | Bool |
| %I3.1 | At 1 | Bool |
| Endereço | Tag | Tipo |
|---|---|---|
| %Q0.0 | Esteira 0 | Bool |
| %Q0.1 | Esteira 1 | Bool |
| %Q0.2 | Esteira 2 | Bool |
| %Q0.3 | Esteira 3 | Bool |
| %Q0.4 | Esteira saída | Bool |
| %Q0.5 | Esteira elevador | Bool |
| %Q0.7 | Subir | Bool |
| %Q1.0 | Descer | Bool |
| %Q1.1 | Devagar | Bool |
| %Q1.6 | Andar 1 | Bool |
| %Q1.7 | Andar 2 | Bool |
| %Q2.0 | Andar 3 | Bool |