Codigo ladder

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

IMPLEMENTAÇÃO EM LADDER DE
SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO
DESCRITOS POR REDES DE PETRI
INTERPRETADAS PARA CONTROLE

RAFAEL PENTAGNA SILVESTRE

Rio de Janeiro, RJ - Brasil
Janeiro de 2010

IMPLEMENTAÇÃO EM LADDER DE
SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DESCRITOS
POR REDES DE PETRI INTERPRETADAS
PARA CONTROLERAFAEL PENTAGNA SILVESTRE

PROJETO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO DEPARTAMENTO DE
ENGENHARIA ELÉTRICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO, COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO ELETRICISTA.

Aprovado por:

MARCOS VICENTE DE BRITO MOREIRA, D. Sc.
(Orientador)

JOÃO CARLOS DOS SANTOS BASILIO, Ph.D.

LILIAN KAWAKAMICARVALHO, M.Sc.

Rio de Janeiro, RJ - Brasil
Janeiro de 2010

RESUMO
Rafael Pentagna Silvestre

Projeto de Graduação

UFRJ - DEE

Janeiro 2010

Implementação em Ladder de Sistemas de Automação
Descritos por Redes de Petri Interpretadas para Controle
A utilização de um sistema de controle automático é atualmente uma condição necessária para tornar qualquer processo industrial maiseficiente. A crescente complexidade desses processos gera a necessidade de novos meios de modelá-los e controlá-los.
Nas últimas décadas foram desenvolvidas ferramentas matemáticas capazes de lidar
de maneira mais estruturada com a lógica de controle de sistemas a eventos discretos (SEDs), como autômatos, redes de Petri e Grafcet. Neste projeto a estrutura
utilizada é a rede de Petri, pois possui umacaracterística visual que facilita o estudo
do comportamento dinâmico dos SEDs, tornando mais simples a detecção e solução
de conflitos nos mesmos, e, por conseguinte, o controle dos SEDs. Entretanto, a
implementação de sistemas de automação é em geral realizada utilizando-se controladores lógico programáveis (CLPs), cujas linguagens de programação normatizadas
são: diagrama de blocosfuncionais; lista de instruções; texto estruturado; diagrama
Ladder; diagrama funcional sequencial, sendo o diagrama Ladder a mais utilizada.
A proposta deste projeto é apresentar um método de conversão onde seja possível
modelar a automação de um SED através de uma rede de Petri mais sofisticada,
denominada rede de Petri interpretada para controle (RPIC), e em seguida, através de suas equaçõesmatemáticas e matrizes de incidência, realizar uma conversão
para o próprio diagrama Ladder que será implementado no controlador lógico programável CLP, permitindo assim um considerável ganho de tempo, além de maior
simplicidade na realização do controle do SED.

ii

Sumário
RESUMO

ii

LISTA DE FIGURAS

vii

LISTA DE TABELAS

ix

1 Introdução

1

2 Redes de Petri

5

2.1

52.1.1

Dinâmica da Rede de Petri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.1.1.1

Marcação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.1.1.2

Habilitação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.1.1.3

Disparo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.1.1.4
2.2

Conceitos Básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .

Equação de Estado e Matriz de Incidência . . . . . . 10

Conflitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.0.1
2.2.0.2

2.3

Conflito Estrutural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Conflito Efetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Estruturas Especiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1
2.3.2Segura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.3

Pura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.4
2.4

Ordinária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Generalizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Tipos de Arcos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13...
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