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Publicação
Ambiente de Simulação com PLC para Automação Industrial
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 2.39 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Os controladores lógicos programáveis são vastamente utilizados em toda a indústria
da automação. Testar directamente no sistema físico pode ser um processo demoroso
como até pode originar graves problemas nos equipamentos. Estes problemas podem
ser encontrados em ambiente académico como também o orçamento pode ser demasiado
baixo para a aquisição de sistemas de controlo e software de desenvolvimento dos
autómatos. Uma solução para colmatar este problema é a utilização de ambientes de simulação
capazes de simular o comportamento de autómatos como também de processos
reais. Existem ambientes de simulação desenvolvidos por alguns fabricantes capazes de
testar programas escritos segundo a norma IEC 61131-3, mas possuem a contrapartida
de as licenças serem dispendiosas.
O objectivo desta dissertação é a descrição do desenvolvimento de um simulador
de PLC’s com ligação a um simulador de processo industrial. O simulador de PLC’s
consegue reconhecer instruções da linguagem em Texto Estruturado (ST) e, também,
validar a sua sintaxe, através da implementação de um analisador léxico e um analisador
sintáctico (utilizando as ferramentas Flex e Bison). Através destes analisadores é possível
traduzir código em Texto Estruturado para uma estrutura semanticamente equivalente,
que ao ser percorrida, são executadas as operações introduzidas pelo utilizador. Repetindo
esta execução de operações e conseguindo ler sinais de entrada e actuar em sinais de
saída, é possível controlar o simulador de processo construído. Este simulador possui
um modelo de um processo de fluxo de materiais, desenvolvido através do motor de
jogos Unity. Foi possível implementar um cenário em 3D, introduzindo, assim, alguns
aspectos de gamificação. Também foi desenvolvida uma interface gráfica, utilizando a
linguagem de programação Java, onde o utilizador consegue introduzir o seu código em
ST, declarar endereços, quer analógicos ou digitais, e verificar a sua evolução. Através
desta componente gráfica é possível comandar o simulador de PLC’s e fazer a ligação
com o simulador de processo. Este projecto foi dado como um sucesso, como demonstram
os resultados experimentais. Deste modo, é feita uma contribuição na área do ensino da
automação.
Programmable logic controllers are used extensively in the entire automation industry. Testing directly on the physical system can be a time consuming process as it can lead to serious equipment problems. These problems can be found in an academic environment as well as the budget may be too low to purchase control systems and software to develop the PLCs’ programs. One solution to overcome this problem is the use of simulation environments capable of simulating the behavior of PLCS as well as real processes. There are simulation environments developed by some manufacturers capable of testing programs written according to the IEC 61131-3 standard, but they have the disadvantage that the licenses are expensive. The objective of this dissertation is to describe the development of a PLC simulator connected to an industrial process simulator. The PLC simulator can recognize Structured Text (ST) language instructions and also validate its syntax, through the implementation of a lexical analyzer and a syntactic analyzer (using Flex and Bison tools). Using these analyzers it is possible to translate Structured Text code into a semantically equivalent structure, which, when going through it, executes the operations entered by the user. In this way, it is possible to control the process simulator that was built. This simulator has a model of a material flow process, developed using the Unity game engine. It was possible to implement a 3D scenario, thus introducing some gamification aspects. A graphic interface was also developed, using the Java programming language, where the user can enter his code in ST, declare addresses, either analog or digital, and check its evolution. Through this graphic component it is possible to control the PLC simulator and make the connection with the process simulator.This project was considered a success, as demonstrated by the experimental results. In this way, a contribution is made in the area of automation teaching.
Programmable logic controllers are used extensively in the entire automation industry. Testing directly on the physical system can be a time consuming process as it can lead to serious equipment problems. These problems can be found in an academic environment as well as the budget may be too low to purchase control systems and software to develop the PLCs’ programs. One solution to overcome this problem is the use of simulation environments capable of simulating the behavior of PLCS as well as real processes. There are simulation environments developed by some manufacturers capable of testing programs written according to the IEC 61131-3 standard, but they have the disadvantage that the licenses are expensive. The objective of this dissertation is to describe the development of a PLC simulator connected to an industrial process simulator. The PLC simulator can recognize Structured Text (ST) language instructions and also validate its syntax, through the implementation of a lexical analyzer and a syntactic analyzer (using Flex and Bison tools). Using these analyzers it is possible to translate Structured Text code into a semantically equivalent structure, which, when going through it, executes the operations entered by the user. In this way, it is possible to control the process simulator that was built. This simulator has a model of a material flow process, developed using the Unity game engine. It was possible to implement a 3D scenario, thus introducing some gamification aspects. A graphic interface was also developed, using the Java programming language, where the user can enter his code in ST, declare addresses, either analog or digital, and check its evolution. Through this graphic component it is possible to control the PLC simulator and make the connection with the process simulator.This project was considered a success, as demonstrated by the experimental results. In this way, a contribution is made in the area of automation teaching.
Descrição
Palavras-chave
Linguagem em Texto Estruturado Simulador Controlador Lógico Programável Ambiente de Simulação C++ Java