TREINAMENTO BÁSICO DE CLP ALLEN-BRADLEY
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TREINAMENTO BÁSICO DE CLP ALLEN-BRADLEY
Elaborado por Marlon N. Barros – Engenheiro de Equipamentos Engenharia de Equipamentos Revisão: 1.1 Data da última revisão: 17/04/2000
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Introdução
Este material é destinado ao treinamento de técnicos da Visteon, visando capacitálos a desenvolver programas e dar manutenção em controladores lógicos da família Allen-Bradley. Este documento foi elaborado baseando-se na família Micrologix 1500 da Allen-Bradley e o ambiente de desenvolvimento utilizado é a plataforma Windows. Para maiores informações ou “download” de documentos sobre CLP’s e módulos especiais da família Allen-Bradley consulte o site www.ab.com/micrologix ou www.theautomationbookstore.com . Este material poderá ser reproduzido parcial ou integralmente desde que seja para fins didáticos dentro da corporação Visteon. Os técnicos que receberão treinamento precisam ter os sequintes prérequisitos: 1. Conhecimento em Eletrônica Digital 2. Sistemas de numeração 3. Interpretação de comandos elétricos Este treinamento não abrangerá todas as funções disponíveis do controlador e sim as mais utilizadas. Para maiores detalhes das funções consulte a opção Ajuda das Funções do Controlador no menu Ajuda do programa RSLogix500. Foram elaborados exercícios práticos, alguns casos com aplicações reais porém simplificadas em seu contexto a fim de auxiliar o aluno a ter um maior rendimento no aprendizado.
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TREINAMENTO BÁSICO DE CLP MICROLOGIX 1500 - AULA 1
Histórico:
Caixa de Curva (eletromecânica) ou Caixa de Came (existe até hoje) SINAIS
Digitais
Binários
Analógicos
CLP (Controlador Lógico Programável) Arquitetura:
HARDWARE
SOFTWARE
VARREDURA DE PROGRAMA Lê as Entradas e transfere para uma memória imagem
Atualiza as Saídas
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SISTEMAS DE NUMERAÇÃO ! BASE 10 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) Decimal ! BASE 2 (0, 1) Binária ! BASE 8 (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) Octal Hexadecimal ! BASE 16 (0, 1, 2…9, A, B, C, D, E, F) Sistema Decimal 2
1
0
205 = 2.10 + 0.10 + 5.10 = 205 Conversão Hexa para Decimal: 1
0
CD = 12.16 + 13.16 = 205 Conversão Decimal para Hexa: 205 |16 192 12 ! C 13 ! D Exercício: Converter 431d para hexa 431 |16 416 26 |16 15 16 1 10
" 1AF
Programa RSLinx
Programa de comunicação entre o CLP e o microcomputador via RS232.
Comunicação serial
Passos para configuração no RSLinx/RSLogix500 RSLinx 1. 2.
Abrir o RSLinx Clicar “Configure Drivers” no menu “Communications’
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3.
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Selecionar o drive RS232 DF1 e pressionar Add New.
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4.
Passo Final: Aceite a sugestão do nome AB_DF1-1 e clique em OK. Ao aparecer a janela abaixo, selecionar o canal de comunicação ao qual o CLP está conectado ao micro, clicar em Auto-Configure. Estando o CLP ligado e todos os cabos conectados deverá aparecer uma mensagem de Success.
Programa RSLogix 500 1.
Abrir o Programa RSLogix500, no menu Arquivo clicar em Novo. Será mostrada a tela abaixo. Selecionar o controlador a ser utilizado (no nosso caso será o MicroLogix 1500) e clicar OK.
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2.
Expansões - Para saber quais são as expansões que o controlador suporta clicar duas vezes em Configuração de E/S. Será aberta uma nova janela, como mostrado na figura abaixo:
3.
No campo da direita “Placas disponíveis” são apresentados todos os módulos de expansões que o controlador Micrologix 1500 suporta.
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PROGRAMAÇÃO LADDER Análoga aos comandos elétricos (lógica de reles)
Diagrama elétrico
Diagrama de tempo
Ao pressionar S1 estando S2 desacionada, a bobina de K1 será energizada fechando o contato de K1. Ao pressionar S2 o “celo” de K1 será derrubado desenergizando a bobina. Flip-Flop. SIMBOLOGIA:
--| |--
--|/|--
N.A.
N.F.
---(
)
SAIDA
Entradas: sensores, chaves etc. Saídas: bobinas, lâmpadas, cigarras etc. REPRESENTAÇÃO:
Configuração dos cartões: Unidade Base: Endereço #0 (bastidor) (vide figura da página anterior) 12 entradas digitais: I:0 Exemplo da unidade 12 saidas digitais: O:0 base 24BWA
I : 0 / 5 Operando endereço
Bit
Exemplo: Bit 5 da placa de entrada 0. BITS (binários) São estados internos que funcionam como uma saída, porém somente dentro do programa. No Micrologix os bits são identificados por: B3:0/0 etc. Elaborado e preparado por Marlon Userid: mbarros Março de 2000
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Descrição dos componentes do programa. • • •
Descrição dos componentes Descrição dos Labels Descrição das rotinas
Exercício: Desenvolver um programa que aceite uma única combinação binária das entradas I:0/6, I:0/7 e I:0/8. Um usuário deverá elaborar uma seleção com estas entradas. Caso a combinação esteja correta ao acionar a entrada I:0/0 a saída O:0/0 deverá acionar e manter acionada até a entrada I:0/1 ser acionada. Caso a combinação esteja errada ao pressionar a entrada I:0/0 a saída O:0/1 deverá acionar desligando através da entrada I:0/2. (Arquivo AULA_1_001)
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SAÍDAS COM RETENÇÃO ----( L ) ----( U )
! similar ao SET do flip-flop ! similar ao RESET do flip-flop
Exemplo: I:0 B3:0 --| |-------------( L ) 0 0 I:0 B3:0 --| |-------------( U ) 1 0 Exercício: Modificar o programa anterior de tal forma que seja utilizadas as funções Latch e Unlatch. (Arquivo AULA_1_002):
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SISTEMAS DE NUMERAÇÃO - AULA 2 Tipo Inteiro Inteiro Longo Byte Word
Faixa -32768..32767 -2147483648..2147483647 0..255 0..65535
Formato 16 bit com sinal 32 bit com sinal 8 bit sem sinal 16 bit sem sinal
TEMPORIZADORES/CONTADORES:
TON : Temporizador na Energização
Descrição Use a instrução TON para ligar ou desligar a saída após o temporizador permanecer ligado durante o intervalo de tempo predefinido. Essa instrução de saída começa a contar o tempo (a intervalos de um segundo ou um centéscimo de segundo) quando sua linha vai para "verdadeiro". Ela aguarda o tempo especificado (definido em PRESET), acompanha os intervalos acumulados que ocorreram (ACCUM), e ativa o bit DN (pronto) quando o tempo ACCUM (acumulado) alcança o tempo PRESET. Enquanto as condições da linha permanecerem verdadeiras, o temporizador ajusta seu valor acumulado (ACC) a cada avaliação até que alcance o valor predefinido (PRE). O valor acumulado é zerado quando as condições da linha vão para falso, independentemente do temporizador ter excedido o tempo. Bits de Instrução: 13 = DN (pronto) 14 = EN (bit ativar) 15 = TT (bit de sincronização do temporizador) Se faltar alimentação enquanto TON está marcando o tempo mas não alcançou seu valor predefinido, os bits EN e TT permanecem ativos e o valor acumulado (ACCUM) permanece o mesmo. Isso também é verdadeiro se o processador mudar do modo Execução REM ou Teste REM para o modo Programar REM. Nota Se a linha vai para "falso" (perde continuidade lógica) durante o processo de temporização, o valor acumulado é zerado e os bits DN, EN e TT são zerados, quer o temporizador tenha ou não alcançado o valor PRESET.
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Aviso! A sincronização pode ser imprecisa se as instruções JMP, LBL, JSR ou SBR ignorarem a linha contendo uma instrução de temporizador enquanto o temporizador está sincronizando. Endereçando a Ajuda Digite um endereço de TIMER, TIME BASE, um valor de PRESET e um valor ACCUM (acumulado). Os arquivos de temporizador usam três palavras por elemento, uma para bits de instrução (a palavra de controle), uma para o predefinido e uma para o acumulador. T4:0 representa o arquivo temporizador número quatro, elemento número 0. Exercicio: Criar um oscilador onda quadrada com base de tempo de 2s. (Arquivo AULA_2_TON):
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TOF : Temporizador na Desenergização
Descrição Use a instrução TOF para ligar ou desligar uma saída após sua linha ser desligada por um interval de tempo predefinido. Essa instrução de saída começa a contar o tempo (a intervalos de um segundo ou um centéscimo de segundo) quando sua linha vai para "falso." Ela aguarda o tempo especificado (definido em PRESET), acompanha os intervalos acumulados que ocorreram (ACCUM), e zera o bit DN (pronto) quando o tempo ACCUM (acumulado) alcança o tempo PRESET. O valor acumulado é zerado quando as condições da linha vão para verdadeiro, independentemente do temporizador ser excedido ou não. Bits de Instrução:
13 = DN (pronto) 14 = TT (bit de sincronização do temporizador) 15 = EN (bit ativar)
Se a linha vai para "verdadeiro" (ganha continuidade lógica) durante o processo de temporização, o Nota ACCUM é zerado quer o temporizador tenha ou não alcançado o valor PRESET, os bits DN e EN são zerados e o bit TT é ativado. Se faltar alimentação enquanto TOF está marcando o tempo mas não alcançou seu valor predefinido, os bits EN, TT e DN permanecem ativos e o valor acumulado (ACCUM) permanece o mesmo. Isso também é verdadeiro se o processador mudar do modo Execução REM ou Teste REM para o modo Programar REM. Importante A sincronização pode ser imprecisa se as instruções JMP, LBL, JSR ou SBR ignorarem a linha contendo uma instrução de temporizador enquanto o temporizador está sincronizando. A instrução Redefinir (RES) não pode ser usada com a instrução TOF porque RES sempre zera os bits de status e também o valor acumulado. Endereçando a Ajuda Digite um endereço de TIMER, TIME BASE, um valor de PRESET e um valor ACCUM (acumulado). Os arquivos de temporizador usam três palavras por elemento, uma para bits de instrução (a palavra de controle), uma para o predefinido e uma para o acumulador. T4:0 representa o arquivo temporizador número quatro, elemento número 0. Resumo: EN: Este bit atua quando a linha é verdadeira. DN: Quando a linha é verdadeira o bit DN atua e quando a linha passa de verdadeira para falsa conta o tempo e quando o valor do acumulador for igual ao do predefinido e o bit desliga. TT: atua quando a linha passa de verdadeira para falsa, conta o tempo e quando o valor do acumulador for igual ao do predefinido e o bit desliga. Elaborado e preparado por Marlon Userid: mbarros Março de 2000
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Exercício: Criar um bimanual de 500ms com as entradas I:0/0 e I:0/1. Quando o bimanual atuar a saida O:0/0 deverá acionar e somente desligar ao atuar a entrada I:0/2 (Arquivo AULA_2_TOF):
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AULA 3 RTO: TEMPORIZADOR RETENTIVO I:0 --| |-------- RTO 0 TEMPOR. T4:2 BASE T. 1 PRE-DEF. 5 ACC 0
---(EN)
---(DN)
Descrição Uma função RTO é o mesmo que uma TON exceto que uma vez que tenha começado a temporização, ela mantém sua contagem de tempo mesmo se a linha for para falso, se ocorrer uma falha, se o modo mudar de Executar REM ou Testar REM para Programar REM, ou se faltar alimentação. Quando a continuidade da linha retorna (a linha vai novamente para verdadeiro), o RTO recomeça a temporização do tempo acumulado que foi gravado quando a continuidade da linha foi perdida. Ao reter seu valor acumulado, os temporizadores retentivos medem o período acumulado durante o qual as condições da linha são verdadeiras. Bits de Instrução:
13 = DN (pronto) 14 = TT (bit de sincronização do temporizador) 15 = EN (bit ativar)
Nota O valor acumulado pode ser zerado pela instrução RES. Quando a instrução RES com o mesmo endereço da RTO é ativada, o valor acumulado e o bits de controle são zerados. Importante A sincronização pode ser imprecisa se as instruções JMP, LBL, JSR ou SBR ignorarem a linha contendo uma instrução de temporizador enquanto o temporizador está sincronizando (será visto no treinamento avançado). Endereçando a Ajuda Digite um endereço de TIMER, TIME BASE, valor de PRESET e valor ACCUM (acumulado).. Os arquivos do temporizador usam três palavras por elemento, uma para bits de instrução (a palavra de controle), uma para o predefinido e uma para o acumulador. T4:2 representa o arquivo temporizador número quatro, elemento número 2. Resumo: EN: Quando a linha é verdadeira EN é energizado DN: Quando a linha é verdadeira, conta o tempo e quando o valor do acumulador for igual ao do predefinido o bit liga. Quando a linha passa de verdadeira para falsa o valor da contagem não é zerado.
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Digitar o programa do exemplo anterior e verificar o funcionamento dos bits (Arquivo AULA_3_RTO):
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RES: ZERA CONTAGEM DE RTO O temporizador RTO somente pode ser zerado por esta instrução: I:0 T4:0 --| |--------------(RES) 3 Exercíco: Criar um programa com o temporizador retentivo, o acumulador deverá ser zerado ao atingir o valor 20, ou ao pressionar o botão da entrada I:0/0 (Arquivo AULA_3_RES):
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CTU: CONTADOR CRESCENTE I:0 --| |-------- CTU 5 TEMPOR. C5:1 PRE-DEF. 15 ACC 0
---(CU)
---(DN)
I:0 C5:1 --| |---------------------------(RES) 0 Descrição Essa instrução de saída conta acima para cada transição falso-para-verdadeiro das condições precedendo-a na linha e produz uma saída quando o valor acumulado alcança o valor predefinido. As transições de linha podem ser disparadas por uma chave de limite ou por peças passando por um detector. A capacidade do contador de detectar transições falso-para-verdadeiro depende da velocidade (frequência) do sinal recebido. A duração entre ativar e desativar de um sinal recebido não deve ser menor que o tempo de varredura Cada contagem é mantida quando as condições da linha tornam-se falsas novamente, permitindo que a contagem continue além do valor predefinido. Dessa forma você pode basear uma saída no valor predefinido e continuar contando para acompanhar o estoque/peças etc. Nota Utilize uma instrução RES (reinicializar) com o mesmo endereço que o contador, ou outra instrução no programa para substituir o valor. O status ativado ou desativado de bits de fim de contagem, estouro e estouro negativo é mantido. O valor acumulado e os bits de controle são reinicializados quando uma RES é ativada. Arquivos de contador usam três palavras por elemento. Bits de Instrução:
12 = Bit OV (estouro de contagem acima) 13 = Bit DN (pronto) 15 = Bit CU (ativar contagem acima) Os bits CU são sempre ativados antes de entrar nos modos de Teste REM ou Executar REM. Fornecendo Parâmetros Digite um endereço COUNTER, um valor PRESET e um valor ACCUM. O valor predefinido é o ponto que deve ser alcançado para ativar o bit DN (pronto). O valor acumulado representa o status atual de contagem. C5:1 representa o arquivo contador número cinco, elemento número 1. Resumo: CU: Energiza quando a linha é verdadeira DN: Quando o valor do acumulador for maior ou igual ao pré estabelecido. O bit é energizado. RES: Zera a contagem.
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Escrever o programa mostrado acima (AULA_3_CTU):
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CTD: CONTADOR DECRESCENTE I:0 --| |-------- CTD 5 TEMPOR. C5:1 PRE-DEF. 15 ACC 0
---(CD)
---(DN)
I:0 C5:1 --| |---------------------------(RES) 0 Descrição Essa instrução de saída conta abaixo para cada transição falso-para-verdadeiro das condições precedendo-a na linha e produz uma saída quando o valor acumulado alcança o valor predefinido. As transições de linha podem ser disparadas por uma chave de limite ou por peças passando por um detector. Cada contagem é mantida quando as condições da linha voltam novamente para falso. A contagem é mantida até que a instrução RES (reinicializar) com o mesmo endereço do contador seja ativada, ou se outra instrução em seu programa alterar o valor. O valor acumulado é mantido após a instrução CTU ou CTD ir para falso, e quando a alimentação do processador é removida e restaurada. E também, o status ativado ou desativado de bits de fim de contagem, estouro e estouro negativo é mantido. O valor acumulado e os bits de controle são reinicializados quando uma RES é ativada. Arquivos de contador usam três palavras por elemento. Bits de Instrução:
11 = Bit UN (estouro negativo em contagem abaixo) 13 = Bit DN (pronto) 14 = Bit CD (ativar contagem abaixo) Os bits CD são sempre ativados antes de entrar nos modos de Teste REM ou Executar REM. Fornecendo Parâmetros Digite um endereço COUNTER, um valor PRESET e um valor ACCUM. O valor predefinido é o ponto que deve ser alcançado para ativar o bit DN (pronto). O valor acumulado representa o status atual de contagem. C5:1 representa o arquivo contador número cinco, elemento número 1. Resumo: CD: Energiza quando a linha é verdadeira DN: Eneergiza quando o valor do acumulador for menor ou igual ao pré estabelecido. RES: Zera a contagem.
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Escrever o programa do exemplo anteriror (AULA_3_CTD):
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FUNÇÕES DE COMPARAÇÃO: EQU: IGUAL EQU ORIG.A ORIG.B
-----------( ) N7:0 N7:2
Descrição Essa instrução de entrada é verdadeira quando Origem A = Origem B. A instrução EQU compara dois valores especificados pelo usuário. Se os valores são iguais, ela permite a continuidade da linha. A linha vai para verdadeiro e a saída é energizada (desde que outras forças não afetem o status da linha). Fornecendo Parâmetros Você deve digitar um endereço de palavra para Origem A. Você pode digitar uma constante de programa ou um endereço de palavra para Origem B. Negativos inteiros são armazenados na forma de "complemento de dois". ORIGEM A: Registro que pode conter uma constante, um arquivo contendo um inteiro N, um inteiro longo L ou ainda ACC e PRE de temporizadores/contadores. ORIGEM B: Registro que pode conter uma constante, um arquivo contendo um inteiro N, um inteiro longo L. Obs: Os campos A e B não podem ser constantes simultâneamente. Exemplo: EQU ORIG.A ORIG.B
O:0 -----------( ) T4:0.ACC 0 5
Neste exemplo quando o valor do acumulador do temporizador T4:0 for igual a constante 5 a saída O:0/0 será acionada. Exercício: Criar um programa contendo o temporizador T4:0 que quando o valor do acumulador for igual à 5s a saída Q:0/0 deverá acionar. O Preset do temporizador deverá ser valor 10s. (Arquivo AULA_3_EQU):
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Outras Funções de Comparação: NEQ: LES: GRT: LEQ: GEQ:
Compara se o conteúdo de A é diferente de B. Compara se o conteúdo de A é menor que B. Compara se o conteúdo de A é maior que B. Compara se o conteúdo de A é menor ou igual à B. Compara se o conteúdo de A é maior ou igual à B.
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Exercício: Criar um contador de zero à quinze, que seja incrementado à cada 1 s. Quando a contagem for >= 5 e = que A e B = 0.5 este será arredondado para cima.
•Quando
FUNÇÃO OSR E OSF (BITS) OSR: ASCENÇÃO SIMPLES I:0 --| |------0
OSR BIT ARM. B3:0/0 BIT SAIDA B3:0/1
Sensível à subida de rampa. BIT ARM: Ativo enquanto a linha for verdadeira. No exemplo acima o bit B3:0/0 estará em 1 enquanto a entrada I:0/0 estiver acionada. BIT SAIDA: Quando a linha for comutada de falsa para verdadeira, ou seja, de 0 para 1, o bit de saida (B3:0/1 no exemplo) ficará tivo por uma varredura de programa. OSF: MONOESTÁVEL DE DESCIDA Identico ao anterior, porém sensível à descida de rampa., ou seja, quando houver uma transição na linha de verdadeiro para falso (de 1 para 0). Exercício: Criar um contador de 0 à 10 utilizando as funções apresentadass (não utilizar os contadores convencionais C).O contador deverá ser incrementado à cada 0.5 segundo e zerado à qualquer instante ao pressionar a chave I:0/4 ou quando o valor da contagem for maior que 10. O programa deverá ter uma chave de contagem automática/manual (I:0/7), quando a chave estiver na posição manual à cada pulso na entrada I:0/0 o contador deverá ser incrementado de uma unidade. A saída Q:0/0 deverá indicar que a chave está na posição automática. (Arquivo AULA_4_001):
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AULA 5 (PRÁTICA) Exercício Final: Lava rápido Desenvolver um programa conforme o fluxograma abaixo. Ao pressionar o botão de emergência as saídas Q:0/0 à Q:0/3 deverão ser desligadas e a saída de Emergência Acionada deverá piscar. Ao desligar o Botão de Emergência deverá ser iniciado um novo ciclo, desde que os sensores das estações A, B e Final não estejam acionados, ou seja, não exista mais nenhum carro nestas estações. Neste exercício deveremos ter alguns dados de produção nos registros conforme indicado abaixo: N7:0 ! Média Carros/h N7:1 ! Tempo de Downtime (processo parado contado a partir do primeiro carro) Estação Inicial
Estação A - Jato de água - Jato de espuma
Estação B -Secador
Estação Final
Motor da Esteira U1S1S2S3S4S5S6-
Contador de Produção : Sensor estação inicial: Sensor estação A : Sensor estação B : Sensor estação Final : Emergência : Zera contador :
C5:0 I:0/6 I:0/7 I:0/8 I:0/9 I:0/10 I:0/0
M1M2M3M4H1H2H3H4H5-
Motor da esteira : Bomba de água : Bomba de espuma : Secador : Emergência acionada : Sensor Estação Inicial: Sensor Estação A : Sensor Estação B : Sensor Estação Final :
Q:0/0 Q:0/1 Q:0/2 Q:0/3 Q:0/4 Q:0/5 Q:0/6 Q:0/7 Q:0/8
Sensor Estação Inicial atuado?
Liga Esteira
S
Desliga Esteira Sensor Estação B atuado?
Jato de água, espuma ou Secador acionado?
S
S
Desliga Esteira N
Liga Esteira
Liga Secador por 10s
Liga Esteira Sensor Estação A atuado?
S
N
Sensor Estação Final atuado?
Desliga Esteira S
Desliga Esteira Liga Jato de Água por 10s
Liga Jato de Espuma por 10s
Liga Jato de Água por 10s
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