Curso de Formação Profissional Técnico em
Eletroeletrônica – Módulo III
Senai Arcos-MG
CFP Eliezer Vitorino Costa
Raphael Roberto Ribeiro Silva
Técnico em eletroeletrônica pelo INPA – Arcos
Estudante de Engenharia Elétrica do IFMG - Formiga
CLP
Automação
A automação consiste em um conjunto de tecnologias que podem ser
aplicadas dentro de um processo, afim de diminuir custos e aumentar a
velocidade da produção, ou seja, potencializa determinado aspecto da cadeia
produtiva.
CLP
CLP¹ (Controlador Lógico Programável) é um equipamento composto de
componentes eletrônicos e memória programável ou não-programável que
contém dados e programas com a finalidade de ler e executar instruções,
interagindo com um sistema que se deve ser controlado por dispositivos de
input (entrada) e output (saída) do tipo digital ou analógico. (Norma IEC 61131-
1).
Marca registrada da Rockwell Automation no Brasil¹
Criação do CLP
• Facilidade de programação e reprogramação;
• Possibilidade de manutenção e reparos;
• Confiabilidade;
• Redução do tamanho;
• Ser competitivo em custo;
• Possibilitar a expansão sem grandes alterações;
• Memoria programável;
• Estações de operação com interface mais amigável;
CLP
O CLP e seus periféricos são projetados de forma a serem integrados
compondo um sistema de controle industrial.
Assim como os computadores, possuem memória programável para
armazenamento e execução de instruções de um programa de modo
sequencial conforme a necessidade do processo produtivo.
Para que o CLP controle algo, necessita de informações do
comportamento do processo. Para obter essas informações ele depende de
sensores, botões, fim de curso, entre outros.
Os atuadores são os elementos que podem ser diretamente controlados
pelo CLP ou podem ainda ser controlados indiretamente, através de contatores
e válvulas.
CLP
Vantagens Desvantagens
• Flexibilidade;
• Fácil gestão das falhas;
• Grande números de contatos;
• Observação do funcionamento;
• Velocidade de operação;
• Facilidade de programação.
• Custo mais elevado;
• Uso de algum tipo de programação;
• Sensibilidade a interferência e
ruídos elétricos;
• Necessidade de maior qualificação
da equipe de manutenção.
CLP
Painel
de comando
com Relés
Painel de
Comando
com CLP
Sistema de Controle
Embora existam tamanhos e complexidades diferentes, todos os sistemas
de controle podem ser divididos em três partes com funções bem distintas:
Arquitetura do CLP
Os principais blocos que compõe um CLP são:
Exemplo de PLC disponível no mercado
Arquitetura do CLP
CPU: Compreende os elementos que formam a ‘inteligência’ do sistema: o
Processador e o Sistema de Memória, além dos circuitos auxiliares de controle.
Sua função é coletar os dados recebidos pelas entradas do controlador,
executar o processamento dessas informações de acordo com o programa do
usuário , definindo uma resposta para os pontos de saída.
Arquitetura do CLP
Módulo de entrada: São circuitos utilizados para adequar eletricamente os
sinais de entrada para que possa ser processado pela CPU ( ou
microprocessador ) do CLP. Eles são divididos em dois: analógicos e digitais.
• Módulo de Entrada Digital: Recebe sinais conhecidos como ON/OFF.
Ligado/desligado ou níveis lógicos 1/0. Entre os dispositivos de entrada
estão os botões, sensores, pressostato, entre outros.
• Módulo de Entrada Analógico: Recebe um sinal de entrada variável
normalmente entre 0 a 10 V ou 4 a 20 mA, proveniente de sensores que
fornecem valores analógicos (termopar, ultrassônico, etc.).
Arquitetura do CLP
Módulo de saída: São circuitos utilizados para adequar eletricamente os sinais
vindos da CPU do PLC, para que possa atuar nos circuitos controlados. Assim
como o de entrada ele também possui saídas digitais e analógicas.
• Módulo de saída digital: fornece sinais digitais do tipo ON/OFF,
ligado/desligado ou 1/0. Essas saídas são utilizadas para a ligação de
lâmpadas, contatores, válvulas solenoides, entre outros.
• Módulo de saída analógica: É usado, por exemplo, para movimentar,
proporcionalmente a abertura de uma válvula de controle de vazão,
fornecendo um sinal que varia normalmente de 0 a 10 V ou de 4 a 20
mA. O sinal é enviado para a válvula controlando sua abertura, variando
assim a vazão.
Arquitetura do CLP
Fonte: responsável pela tensão de alimentação fornecida à CPU e aos
Circuitos/Módulos de I/O. Em alguns casos, proporciona saída auxiliar (baixa
corrente). Recebe tensão alternada e fornece tensão continua estabilizada
para alimentar o CLP. Além disso, as fontes proporcionam proteção contra
curto-circuito e contra interferência eletromagnética.
Arquitetura do CLP
CLP Compacto:
Ciclo de Scan
A CPU do PLC faz todas as suas operações conforme uma ordem
sequencial à qual se dá o nome de Ciclo de Scan, esquematizado abaixo.
Leitura da entrada física, cópia do estado
da entrada no registro, tabela imagem.
Elaboração das informações segundo o
programa contido na memória
Elaboração de um pedido de comunicação
Execução de auto teste.
Envio das informações para as saídas
Programação do CLP
A norma de referência para a programação do PLC é a IEC 61131-3, que
resume todas as modalidades de programação do PLC. De todas a
Linguagens de Programação, pode-se fazer uma primeira macrodistinção em
duas grandes categoriais:
Linguagem de Programação
IEC 61131-3
Linguagem Gráfica
Diagrama Ladder
Diagrama de Blocos
Linguagem Textual
Lista de Instruções
Texto Estruturado
Diagrama de Blocos Funcionais - FDB
Modela o sistema em termos do fluxo de sinais entre elementos de
processamento; Os blocos avaliam todas as variáveis internas e de saída a
cada ciclo; Na maioria dos fabricantes apenas os parâmetros de entrada e
saída de um bloco podem ser acessados externamente.
Lista de Instruções - STL
Linguagem orientada de baixo nível; É a mais apropriada para
programadores experientes; Em alguns casos, resolve problemas de forma
mais fácil que as outras linguagens de programação.
Texto Estruturado
Linguagem orientada de alto nível (Pascal) utilizada na programação;
Programa de algoritmos complexos; Programação de funções matemáticas;
Otimização de processos; Normalmente é utilizada para criação de blocos.
Linguagem LADDER
Foi a primeira linguagem desenvolvida para CLP; É a mais utilizada,
estando presente em todos os CLP's dos mais diferentes fabricantes;
Linguagem gráfica baseada em símbolos elétricos.
Linguagem LADDER
O nome Ladder foi dado pela semelhança com a estrutura de uma escada
(Ladder significa “escada” em inglês). O diagrama Ladder (LD) também é uma
linguagem de programação orientada a elementos gráficos que se aproximam
a estrutura de um circuito elétrico, só que na horizontal.
Seguem nos quadros os símbolos referentes a alguns dispositivos de
entradas e saídas digitais do CLP, conforme a norma IEC 61131-3.
Linguagem LADDER
Instruções Básicas
Instruções Básicas
Exercícios
1 – Faça a programação da partida direta de um motor com botão de retenção.
2 – Faça a programação da partida direta de um motor com push button.
3 – Faça a programação da partida direta com reversão de um motor.
Instrução Set e Reset
A instrução Set-Reset possui uma bobina chamada de “Set” e outra de
“Reset”. Quando a bobina “Set” recebe apenas um pulso, ela é ligada e se
mantem dessa forma até que a bobina “Reset” receba também um pulso.
Exercícios
1 – Faça a programação de uma partida direta com reversão utilizando as
instruções Set-Reset.
Instrução de Temporização
Essa instrução faz papel semelhante aos relés temporizadores, mas com a
vantagem de que não é necessário introduzir novos dispositivos no sistema.
Além disso possui diversas formas de operar como: retardo na energização,
retardo na desenergização, entre outros.
Exercícios
1 – Faça a programação de uma partida estrela-triangulo utilizando a instrução
de temporização.
Instrução de Contagem
O CLP possui instruções de contagem virtuais, as quais mantem a mesma
vantagem do temporizador, isto é, não requerer um contador fisicamente
presente.
Basicamente, a norma IEC define duas instruções de contagem. São elas:
a) Contador crescente;
b) Contador decrescente.
Exercícios
1 – Faça a programação de um circuito que deverá acionar uma esteira após a
contagem de 6 caixas.
2 – Faça uma programação em que uma esteira fique ligada ate contar a
passagem de 5 objetos, após essa contagem se desliga durante 3 segundos e
depois recomeça o novo ciclo
Instrução de Comparação
O CLP tem instruções que comparam dois valores. Se a condição
considerada verdadeira for atendida, uma resposta booliana de nível 1 é
sinalizada, o que torna possível a tomada de decisões com base nesse
principio.
As funções de comparação definidas pela norma IEC 61131-3 são:
a) EQ: igual a;
b) NE: diferente de;
c) GT: maior que;
d) LT: menor que;
e) GE: maior ou igual a;
f) LE: menor ou igual a.
CFP Eliezer Vitorino Costa
Referências Bibliográficas
Allen-Bradley SLC 500™ - Manual de instalação e
operação.
SILVEIRA, Paulo R. da, SANTOS, Winderson E.
Automação e Controle Discreto - Editora Érica, São
Paulo, 1998.
FRANCHI, Claiton Moro; CAMARGO, Valter Luís Arlindo
de. Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas
Discretos - 1. ed. - São Paulo: Érica, 2008.
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