Método de GRAFCET

Até agora, já somos capazes de obter um diagrama Ladder a partir de circuitos de comando. Apesar de ser uma estratégia muito comum, existem outras abordagens que podemos utilizar. Uma delas corresponde ao desenvolvimento de diagramas Ladder com base no método do GRAFCET. Em vez de desenvolver um circuito e depois convertê-lo para Ladder, podemos utilizar o GRAFCET para construir o nosso próprio diagrama. Para tal, vamos considerar o diagrama da Figura 12, a seguir, como exemplo. Basicamente, ele representa a sequência de operações a ser executada por etapas.

Suponha que estamos na etapa inicial, identificada no diagrama por 0. Caso a chave CH seja acionada, o sistema vai da etapa 0 para a etapa 1, acendendo a lâmpada. Em seguida, se a chave for aberta (condição representada por CH), o sistema sai da etapa 1 para a etapa 2. Esta, por sua vez, serve apenas para verificar se a chave será novamente acionada. Em caso positivo, a lâmpada é desligada na etapa 3. Nesta última, caso a chave seja novamente aberta, o sistema retorna para a etapa 0, na qual permanece aguardando CH ser fechada. Em resumo: se CH for uma botoeira, precisamos pressioná-la para ligar a lâmpada; para desligá-la, precisamos soltar CH e pressioná-la novamente.

A Figura 13, a seguir, apresenta o diagrama Ladder para a situação da Figura 6. Nesse diagrama, é interessante ressaltar que nem todos os seus elementos estão associados a dispositivos físicos, como chaves e solenoides. Alguns são apenas variáveis auxiliares, como as que vamos utilizar na identificação das etapas do GRAFCET. Podemos alterar essas variáveis (que são binárias) da mesma forma que fazemos com uma saída convencional. Precisamos apenas satisfazer as condições necessárias para a mudança - ou seja, fechar todas as chaves associadas ao respectivo solenoide.

Outra novidade é o símbolo definido para a saída (solenoide) no Quadro 1. Note que agora na Figura 13 existe um S ou R no seu interior. Isso significa que vamos forçar o valor 1 (S) ou 0 (R) numa dada saída (ou variável), caso as condições da respectiva linha sejam satisfeitas (ou seja, chaves fechadas). Mesmo após mudanças nessas condições (abertura das chaves), o valor da saída se mantém o mesmo (0 ou 1, dependendo do último comando executado). É importante ressaltar que quando uma determinada saída no diagrama Ladder recebe 1, a tensão de saída nos terminais do CLP será 24V; caso receba 0, essa tensão será 0V. Em contrapartida, se uma variável auxiliar do programa receber 0 ou 1, apenas o seu valor na memória é alterado para 0 (S), ou para 1 (R), respectivamente.

Para testar o valor de uma determinada variável, o procedimento é o mesmo utilizado para testar o estado de uma entrada. Vamos associar à respectiva variável uma chave NA (ou NF). Caso o valor da variável seja 1, o estado original da chave no nosso diagrama Ladder será alterado; se o valor for 0, o estado original é mantido.

Após as devidas apresentações, vamos começar com a análise do nosso diagrama Ladder. Basicamente, temos uma entrada (CH), uma saída (Y) e quatro variáveis auxiliares (S0, S1, S2 e S3). Essas variáveis serão utilizadas para identificar qual é a etapa ativa do GRAFCET no momento. Um 1 significa que a respectiva etapa está ativa e um 0, que ela está inativa. Desse modo, somente uma deve estar ativa por vez; caso contrário, teremos problemas na execução do processo.

Suponha, agora, que o programa inicie com todas as variáveis internas nulas. A primeira tarefa é garantir que a etapa inicial (S0) seja ativada. É justamente o que faz a linha 1 (Figura 14, a seguir) do nosso programa. Caso o valor das variáveis S1, S2 e S3 seja 0, a variável S0 recebe 1, indicando que o sistema se encontra na etapa inicial 0. Note que as variáveis auxiliares S1, S2 e S3 estão sendo representadas por chaves do tipo NF (linha 1) - ou seja, por chaves que se encontram originalmente na condição fechada. A atribuição de um 0 a essas variáveis, como já mencionado, faz com que a condição original da chave seja mantida. Então, na primeira linha, como S1, S2 e S3 estão em 0, as chaves utilizadas no diagrama (linha 1) continuam fechadas (condição original). A mesma ideia é empregada nas representações com chaves NA. Observe que, na Figura 13, existem os dois tipos de representação. Na linha 4, por exemplo, a variável S2 (anteriormente representada por uma chave NF na linha 1) é agora representada por uma chave NA.

A próxima linha a ser executada corresponde à linha 2 (Figura 15), desde que a chave CH esteja fechada. Nesse caso, como a variável S0 (representada por uma chave NA) está em 1 (ou seja, na condição fechada), ela recebe 0 (R) e a variável S1 recebe 1 (S). Isso significa que o sistema sai da etapa 0 para a etapa 1.

A próxima linha a ser executada corresponde à linha 3 (Figura 16, em seguida). Note que a chave NA, utilizada para representar a variável S1, está fechada, uma vez que S1 recebeu 1 na execução anterior. Sendo assim, automaticamente a saída Y recebe 1 (S). Apesar de satisfazer parte do objetivo principal (acender a lâmpada), essa linha precisa, ainda, garantir que a próxima etapa (etapa 2) seja ativada quando CH for aberta. A ramificação inferior da Figura 16 garante essa operação. Nesse caso, a variável S1 recebe 0 (R) e a variável S2 recebe 1 (S). Ou seja, o sistema sai da etapa 1 para a etapa 2.

A próxima linha a ser executada corresponde à linha 4 (Figura 17), que é bem similar à linha 2. A ideia é novamente passar para a próxima etapa, se a chave CH for fechada. Nesse caso, como a variável S2 (representada por uma chave NA) já está em 1 (ou seja, na condição fechada), S2 recebe 0 (R) e a variável S3 recebe 1 (S). O sistema sai da etapa 2 para a etapa 3

A próxima linha a ser executada corresponde à linha 5 (Figura 18), que é bem similar à linha 3. Como a chave utilizada para representar S3 está fechada (ver execução da linha anterior), a saída Y recebe 0, fazendo com que a lâmpada do nosso processo se apague. Além disso, caso a chave CH esteja aberta (receba 0), a variável S3 recebe 0 (R) e a variável S0 recebe 1 (S). O sistema sai da etapa 3 para a etapa 0, reiniciando o ciclo de trabalho.