Controladores Lógicos Programáveis

Prévia do material em texto

Controladores 
Lógicos Programáveis 
CLP 
CLP 
Controladores lógicos programáveis (CLP), também 
chamados de controladores programáveis (ou Power Line 
Comunication – PLC) de estado sólido são membros da 
família de computador, que utilizam circuitos integrados em 
vez de dispositivos eletromecânicos para implementar 
funções de controle. 
Eles são capazes de armazenar 
instruções, tais como a 
sequência de tempo, contagem, 
aritmética, manipulação de 
dados e comunicação, para 
controlar máquinas e processos 
industriais. 
COMPOSIÇÃO DO CLP 
Os controladores programáveis são sistemas 
modulares compostos basicamente de: 
 
• fonte de alimentação; 
• CPU; 
• memória; 
• módulos de entradas e saídas; 
• linguagens de programação; 
• dispositivos de programação; 
• módulos de comunicação e 
• módulos especiais (opcionais). 
COMPOSIÇÃO DO CLP 
CLP Compacto 
O conjunto de entradas e saídas de um CLP, abrange todos 
os tipos de sinal que o CLP pode monitorar e acionar. 
Na prática, alguns CLP chamados de 
compactos apresentam, incorporados à 
CPU (ou onboard), um conjunto reduzido de 
entradas e saídas, podendo ser aplicados a 
pequenas máquinas ou processos. 
 
Esses CLP são popularmente conhecidos 
como “Micro CLP”. 
 
Alguns tipos de Micro CLP permitem a 
expansão de suas entradas e saídas por 
meio de módulos auxiliares. 
CLP Modulares 
Para aplicações maiores, que requerem maior capacidade 
de processamento em função do número de pontos de E/S a 
ser controlado, são utilizados os CLP modulares que 
apresentam características similares aos computadores, em 
termos de expansão e configurações, pois, nesse tipo de 
CLP é possível substituir a CPU, a fonte de alimentação, 
acrescentar placas de expansão, etc. 
EVOLUÇÃO DOS CLP 
Os CLP foram projetados, inicialmente, para substituir os 
sistemas de controle por relés e limitavam-se a aplicações em 
máquinas e processos de operações repetitivas. 
 
Com a evolução tecnológica dos microprocessadores, os CLP 
ampliaram suas funções, aumentando consideravelmente sua 
capacidade e flexibilidade operacionais. 
Veja a seguir o ciclo evolutivo dos 
controladores programáveis: 
 
• 1968 – Projeto de um CLP para a 
General Motors Co., com o objetivo 
de substituir os sistemas de 
controle a relés; 
EVOLUÇÃO DOS CLP 
• 1969 – Primeiro CLP fabricado para indústria automobilística 
com componentes equivalentes aos relés; 
 
• 1971 – Primeira aplicação de um CLP fora da indústria 
automobilística; 
 
• 1972 – Introdução de instruções de temporização e contagem 
nos CLPs; 
 
• 1973 – Introdução de operações aritméticas, controle de 
impressão, movimentação de dados e operações matriciais; 
 
• 1974 – Introdução de terminais de programação com TRC 
(tubos de raios catódicos); 
 
• 1975 – Introdução de controle análogo PID (proporcional, 
íntegra e derivativo) 
 
EVOLUÇÃO DOS CLP 
• 1976 – Primeira aplicação de um CLP numa configuração 
hierárquica, como parte de um sistema integrado de fabricação; 
 
• 1977 – Introdução de CLP bastante compactos, baseados na 
tecnologia dos microprocessadores; 
 
• 1980 – Introdução de módulos inteligentes de entrada e 
saída, proporcionando alta velocidade e controle preciso 
em aplicações de posicionamento; 
 
• 1981 – Introdução de redes de comunicação permitindo 
que o CLP se comunique com dispositivos inteligentes 
como computadores, leitores de códigos, etc.; 
 
• 1982 – Introdução de mini e micros CLP; 
 
• 1983 – Introdução de redes de controle, permitindo que 
vários CLPs acessem os mesmos módulos. 
ESTRUTURA DO CLP 
A estrutura básica de um CLP tem sua origem no hardware 
básico de um computador. 
 
Um CLP é um computador 
para aplicações específicas, 
pois utiliza a mesma Unidade 
Central de Processamento de 
um PC, mais uma fonte de 
alimentação com ótimas 
características de 
filtragem/estabilização, 
interface E/S imune a ruídos 
para aplicações industriais. 
Processador do CLP 
O processador identifica a parte do CLP responsável pela 
execução de todas as suas funções. Ele se assemelha à UCP de 
um computador quanto à concepção do hardware, pois ambos 
são compostos de blocos funcionais similares. 
 
Tem a função de coletar os dados enviados pelos módulos de 
entrada, assim como selecionar os dados previamente 
armazenados, efetuando seu processamento de acordo com o 
programa do usuário. 
 
O Resultado Lógico destas Operações será posteriormente 
enviado para os módulos de saída. 
CLP 
PC 
ESTRUTURA da Memória do CLP 
A memória do controlador programável pode ser visualizada 
como um grande conjunto bidimensional de células unitárias 
de armazenamento, cada um das quais armazena uma única 
informação na forma de “1” ou “0”. 
 
O sistema de numeração binário é o usado para representar a 
informação armazenada na memória. 
O sistema de memória pode ser dividido em três partes: 
•memória do sistema; •memória da aplicação; •tabela de dados. 
ESTRUTURA DO CLP: 
Memória do sistema: Armazena o programa responsável por 
toda a operação de funcionamento do controlador. O programa 
executivo é um conjunto de programas armazenado 
permanentemente na memória do controlador com o objetivo de 
controlar e supervisionar as atividades do sistema, como o controle 
do ciclo de varredura, a comunicação como os dispositivos 
periféricos, os diagnósticos e outras atividades. 
 
Memória da aplicação: Armazena a lógica de controle 
definida pelo usuário, isto é, o programa de aplicação ou 
programa do usuário. 
 
Tabela de dados: A tabela de dados define o endereçamento 
dos diversos tipos de dados que um controlador pode 
manipular. 
BOBINAS INTERNAS 
Bobinas internas, também chamadas de bobinas lógicas ou 
saídas internas, são utilizadas para realizar intertravamentos 
e armazenamentos de estados lógicos internos no programa. 
 
Diferentemente das saídas externas, as bobinas internas não 
têm um ponto físico correspondente no sistema de saídas. 
Sistema de Entradas e Saídas 
O sistema de entradas e saídas fornece a conexão física 
entre o mundo externo (equipamentos de campo) e a 
unidade central de processamento. 
Por meio de circuitos de 
interface, o controlador 
pode sensorar ou medir 
quantidades físicas, 
independente da máquina 
ou processo, como 
proximidade, posição, 
movimento, nível, 
temperatura, pressão, 
corrente e tensão. 
Entradas e Saídas Discretas 
A classe mais comum de interface de entrada e saída 
é o tipo discreto. 
Essa interface conecta dispositivos de entrada de campo 
que fornecem sinais de entrada. 
Interface por relé acoplador 
Estabelece o acoplamento do 
sinal gerado pelo CLP para 
acionamento de cargas. 
+ 
- comum 
NA 
NF 
Controladores 
Lógicos Programáveis 
CLP 
 
Linguagem de 
Programação 
Linguagem de Programação 
Existem 5 tipos básicos de linguagem que normalmente são 
encontradas em controladores programáveis e padronizadas, 
segundo a norma IEC 61131-3: 
 
• Linguagens de relés ou diagrama de contatos 
 (LD – Ladder Diagram) 
 
• Linguagens por blocos funcionais 
 (FBD – Function Block Diagram) 
 
• SFC – Sequential Function Chart 
 (SFC – System Function Chart) 
 
• Lista de instruções (IL – Instruction List) 
 
• Texto estruturado (ST – Structured Text) 
Diagrama Ladder - Ladder Diagram (LD) 
 
É uma linguagem gráfica baseada em diagramas elétricos, que 
representa contatos e bobinas interconectados, destacando o 
fluxo de energização entre os elementos. O diagrama Ladder 
surgiu nos EUA para representar a lógica usando relés. O 
diagrama final se parece com uma escada (ladder, em inglês), 
em que as laterais são as linhas de alimentação e os degraus 
representam a lógica. 
Linguagens por blocos - Function Block 
Diagram (FBD) 
 
O FBD é uma linguagem gráfica baseada nos diagramas de 
circuitos (diagrama lógicos) que representablocos 
interconectados, destacando o fluxo de sinais entre os 
elementos. É de fácil representação e entendimento do 
modelamento do sistema em termos do fluxo de sinais entre os 
elementos de processamento. É muito útil para controle lógico 
combinacional e sequencial. 
Seqüenciamento gráfico de funções –
Sequential Function Chart (SFC) 
 
 Descreve graficamente o 
comportamento sequencial de 
um programa de controle. É 
derivado da norma IEC 848, com 
as alterações necessárias para 
converter a representação de 
uma documentação padrão para 
um conjunto de elementos de 
controle de execução. 
 
Lista de instruções (IL – Instruction List) 
É uma linguagem textual, próxima do código de máquina. Na 
verdade é apenas uma linguagem adicional, menos amigável e 
flexível e que deve ser usada para produzir código otimizado 
para trechos de performance crítica em um programa. 
Texto estruturado - (ST – Structured Text) 
Também é uma linguagem textual, porém de alto nível, que 
permite a programação estruturada. A vantagem do texto 
estruturado esta na utilização de sub-rotinas para executar 
diferentes partes de uma função de controle. 
ZELIO SOFT 
Modelo 
SR2B121BD 
3) Na tela “Escolha do Módulo”, selecione a categoria do módulo indicado na figura: 
4) Selecione o tipo de módulo Zelio a programar, indicado na figura: 
5) Selecionar o módulo de extensão compatível, indicado na figura: 
6) Selecionar o tipo de programação “Ladder” (indicado na figura): 
7) Reconhecimento do ambiente de trabalho: 
 
Nessa etapa, vamos reconhecer o ambiente de trabalho ao qual iremos 
desenvolver os programas em linguagem “Ladder”: 
a) Note que logo acima, existem 3 áreas distintas: 
 
1ª - identificada como “área de contatos” ela possui a coloração 
amarela no local onde são discriminadas as colunas de trabalho 
(Contato 1, Contato 2, Contato 3, Contato 4, Contato 5). A coloração 
amarela é importante, pois o ZelioSoft2 identifica onde cada 
elemento deve ser posicionado, através das cores, como iremos 
detalhar mais a frente. 
 
2ª - identificada como “saídas” ela possui a coloração azul no local 
onde é discriminada a coluna de trabalho (Saídas). 
 
3ª - identificada como “Comentários” ela possui a coloração cinza no 
local onde é discriminada a coluna de trabalho (Comentários). 
b) Note também a “área de 
Programação”, onde se deve 
inserir o programa desejado e 
as identificações das linhas 
disponíveis para programação 
(“Linhas de programação”). 
c) Para concluir, existem os locais identificados para adição de 
elementos ao programa Ladder em desenvolvimento, são eles: 
8) Identificação das áreas Amarelas e azuis: 
Note que conforme os elementos são selecionados nos seus 
locais respectivos, abre uma janela que relaciona quais são os 
elementos disponíveis para serem usados e identificados com a 
cor amarela e à cor azul. 
9) Exemplo 1: Será feito um programa cujo objetivo é: 
Acender uma lâmpada: 
10) Ao pressionar a “Barra de espaço” do teclado o contato alterna 
entre NA (Normalmente Aberto) para NF (Normalmente Fechado). 
11) Para adicionar um nome ao contato: 
a. Clique duas vezes sobre o contato; 
b. Selecione a guia “Comentários”; 
c. Descreva o nome do contato no local reservado para comentários; 
d. Marque a opção: “Mostrar o comentário”, e; 
e. Clique no botão “OK”. 
12) Adicione ao programa uma Saída Digital, na coluna de “Saídas” 
– azul, na área de programação, com isso, o elemento que será 
adicionado ao programa, será um elemento também da cor azul: 
13) Feche as ligações. Para isso, basta clicar na extremidade 
da chave, segurar o botão do mouse e arrastar até a linha 
vermelha se encontrar com o elemento da Saída Digital. 
14) Simule o programa, clicando no ícone de simulação 
no canto superior direito. 
15) O programa abrirá a tela de simulação: Para iniciar a 
simulação, clique na tecla “Run” (que está em azul). Ao ser iniciada 
a simulação, o botão “Run” fica com a coloração verde. 
 
Outra forma de identificar que a simulação está em andamento, é 
que o símbolo da Zelio, fica girando. 
15) Para acionar a tela “I1” Selecione o botão “mostrar / ocultar as 
entradas”. Com isso, abrirá uma janela, onde é possível a interação com o 
circuito, durante a simulação. 
16) Quando a simulação estiver em andamento, observe que o local 
identificado em vermelho, mostra onde o circuito está “energizado”. Os 
locais identificados em azul, mostra onde o circuito NÃO está “energizado”. 
17) Para parar a simulação clique na tecla “Stop” identificada na figura. 
Para sair do modo de simulação e voltar ao modo de programação, 
basta clicar na tecla indicada na figura a seguir: 
18) Salvando seu programa Ladder no ZelioSoft 2: 
19) O Zelio Soft 2 dispõe de uma ajuda na barra de 
menus, bastando clicar no menu ? e em Ajuda ou então 
diretamente a partir do ícone na barra de ferramentas. 
Função de coerência 
A função de coerência, representada pelo ícone do olho na barra de 
estado, permite assinalar quaisquer incoerências na sequência. 
 
Se o ícone estiver a azul, a lógica está correta. Se estiver vermelho, 
isso significa que existem erros. Clique no ícone e verifique os erros. 
Ícone azul: Nada a assinalar 
 
Ícone vermelho: problema de cablagem 
Se fizer duplo clique em TT1 ou T1, aparece a janela de parametrização 
do bloco temporizador T1: