Apostila De

10/9/2014 APOSTILA DE

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APOSTILA DE

CLP

Controlador Lgico

Programvel

Prof. Marcus Valrio



INDICE

1. Introduo

2. Arquitetura bsica de um CLP

3. Esquema eltrico de ligao no PLC

4. Linguagem Ladder

0. Programas bsicos em Ladder

0. Principais programas de Intertravamento emLadder

0. Programar em Ladder com o Automation Studio

0. Exerccios

5. Temporizadores



CLP

1 Introduo

Na dcada de 60, o aumento da competitividade fez com que a indstria automotiva melhorasse o desempenho desuas linhas de produo, aumentando tanto a qualidade como a produtividade. Fazia-se necessrio encontrar umaalternativa para os sistemas de controle a rels. Uma sada, possvel, imaginada pela General Motors, seria umsistema baseado no computador.

Assim, em 1968, a diviso Hydramatic da GM determinou os critrios para projeto do PLC, sendo que o primeirodispositivo a atender s especificaes foi desenvolvido pela Gould Modicion em 1969.

As principais caractersticas desejadas nos novos equipamentos de estado slido, com a flexibilidade doscomputadores, eram:

Preo competitivo com o sistema a rels;

Dispositivos de entrada e de sada facilmente substituveis;

Funcionamento em ambiente industrial (vibrao, calor, poeira, rudo);

Facilidade de programao e manuteno por tcnicos e engenheiros;

Repetibilidade de operao e uso.



Inicialmente, os PLCs eram chamados PCs Programmable Contrllers, mas com o advento doscomputadores pessoais (PCs Personal Computers), convencionou-se PLCs para evitar conflitos denomenclatura. Originalmente os PLCs foram usados em aplicaes de controle discreto (on/off liga/desliga), comoos sistemas a rels, porm eram facilmente instalados, economizando espao e energia, alem de possuremindicadores de diagnsticos que facilitavam a manuteno. Uma eventual necessidade de alterao na lgica decontrole da mquina era realizada em pouco tempo, apenas com mudanas no programa, sem necessidade dealterao nas ligaes eltricas.

A dcada de 70 marca uma fase de grande aprimoramento dos PLCs. Com as inovaes tecnolgicas dosmicroprocessadores, maior flexibilidade e um grau tambm maior de inteligncia, os Controladores LgicosProgramveis incorporam:

1972. Funes de temporizao e contagem;

1973. Operaes aritmticas, manipulao de dados e comunicao com computadores;

1974. Comunicao com Interfaces Homem - Maquina;

1975. Maior capacidade de memria, controles analgicos e controles PID;

1979/80. Mdulos de I/O remotos, mdulos inteligentes e controle de posicionamento.

Nos anos 80, aperfeioamentos foram atingidos, fazendo do PLC um dos equipamentos mais atraentes naAutomao Industrial. A possibilidade de comunicao em rede (1981) hoje uma caracterstica indispensvel naindustria. Alm dessa evoluo tecnolgica, foi atingido um alto grau de integrao, tanto no numero de pontoscomo no tamanho fsico, que possibilitou o fornecimento de minis e micros PLCs ( a partir de 1982).

Atualmente, Os PLCs apresentam as seguintes caractersticas:

Mdulos de I/O de alta densidade (grande numero de pontos I/O por mdulo);

Mdulos remotos controlados por uma mesma CPU;

Mdulos inteligentes (co-processadores que permitem realizao de tarefas complexas: Controle de PID,posicionamento de eixos, transmisso via radio ou modem, leitura de cdigo de barras);



Softwares de programao em ambiente Windows (facilidade de programao);

E muitos outros mais.

2 Arquitetura bsica de um PLC

O PLC, propriamente dito, significa program logic control. Traduzido para o portugus, o PLC significaControlador Lgico Programvel tambm chamado de CLP .

A CPU de um PLC compreende os elementos que formam a inteligncia do sistema: O Processador e o Sistemade Memria por meio do Programa de Execuo (desenvolvido pelo fabricante) interpretam e executam oPrograma de Aplicao (desenvolvido pelo usurio), e gerencia todo o sistema. Os circuitos auxiliares de controleatuam sobre os barramentos de dados (data bus), de endereos (address bus) e de controle (control bus),conforme solicitado pelo processador, de forma similar a um sistema convencional baseado em microprocessador.

Abaixo, podemos ver a arquitetura bsica de um PLC:

Entradas Digitais: So entradas que recebem sinais que assumem apenas 2 nveis, 0 e 1, 0v ou 5v, 0v ou 24v, 0vou 220v. Estes sinais podem vir chaves fim de curso, botes de paines eltricos, sensores do tipo ON/OFF, etc.

Entradas Analgicas: So entradas que recebem sinais que podem assumir vrios valores dentro de uma faixadeterminada de tenso ou controle. Estes sinais podem vir de sensores de temperatura, velocidade, nvel, e quesejam proporcionais, ou seja, enviam um sinal que varia de 0v a 10v, por exemplo, para informar a temperaturaexata do processo naquele instante.

Sadas Digitais: So sadas que enviam sinais que podem assumir apenas 2 nveis de tenso, 0v ou 24v, porexemplo, e podem ser utilizados para acionar um motor, uma bomba, etc.

Sadas Analgicas: So sadas que enviam sinais que podem assumir vrios nveis de tenso dentro de umadeterminada faixa, por exemplo 0v a 10v. Podem ser utilizados para controlar a velocidade do motor abertura de



uma vlvula proporcional, etc.

Software: Existem vrios fabricantes de PLC , e cada um tem o seu prprio software com suasparticulariedades , como por exemplo a forma de dar nomes a cada entrada que podem ser:

I32.0 , I32.1 .... I32.7 , I33.0 ...I33.7 ( padro Siemens )

E0.0 , E0.1... E0.7, E1.0 , ... E1.7 ( padro Altus )

I0 , I1 , I2 ( padro WEG )

%I0.0 , %I0.1 , %I0.2 ( padro Telemecanique )

mas quando o assunto programao existem 03 formas bsicas de programar em PLC : Ladder (linguagem decontatos) , Blocos , Lista de instrues ( semelhante a Assembly ) , em todos os PLC modernos existem estasformas de programao , variando alguns recursos que alguns fabricantes tem a mais , a forma de programar idntica , portanto se voc souber programar bem em um determinado fabricante , para programar em PLCs deoutros fabricantes no ser difcil . Como a linguagem em Ladder a mais utilizada , vamos durante o curso utiliza-la.

3 Esquema eltrico de ligao no PLC

O esquema eltrico quem ir informar o que est ligado em cada entrada e em cada sada do PLC , no desenhoabaixo temos vrias chaves ligadas nas entradas digitais ( que poderiam ser sensores do tipo ON OFF termostatosou pressostatos ) , e lmpadas ligadas nas sadas digitais ( que poderiam ser motores , bombas , travas )

Dizemos que uma determinada entrada est atuada , quando o componente ligado a ela permite que a tenso de24v chegue at esta entrada . E que uma determinada sada est atuada quando esta sada libera , permite que saia24 v para alimentar o que estiver ligado a ela .

4 Linguagem Ladder



Esta linguagem baseada na linguagem de contatos de rels , que j era muito utilizada para automatizar mquinas

antes da inveno dos PLCs .

Simbologia bsica :

4.1 Programas bsicos em Ladder

Circuito Liga : Ao pressionar B1 a entrada I1 ser atuada ( receber 24v ) e portanto onde tiver o contato de I1

no programa dever mudar de estado , neste caso ele ficar fechado habilitando a sada Q1 ( liberando 24v paraacender L1 )

Circuito Desliga : basicamente o inverso do anterior , antes de B1 ser pressionada L2 est acesa , mas quando

B1 for pressionada L2 ir apagar .



Lgica Selo : sem que B3 ou B4 sejam pressionados L5 estar apagada , mas quando B3 for pressionadaatuar I3 que far a sada Q5 ser atuada , uma vez que a sada Q5 foi atuada o contato de Q5 ser fechado

fazendo com que esta sada continue atuada mesmo que o boto B3 seja solta . E esta sada s voltar a ficardesligada se B4 for pressionado . Portanto numa lgica selo sempre teremos um contato responsvel por ligar a

sada e outro para desliga-la , neste caso B3 tem a funo de ligar L5 e B4 a de desliga-lo .

Lgica OU : L3 ir acender se B1 ou B3 forem pressionados ou os 02 botes

Lgica E : L4 s ir acender se B1 e B2 forem pressionados ao mesmo tempo

4.2 Principais programas de Intertravamento em Ladder

Programa 1 : neste programa se B1 for pressionado L1 acende e impede que L2 seja aceso , e se B2 forpressionado L2 acende e impede que L1 seja aceso . A tabela ao lado do programa em Ladder chamada de

Tabela da Verdade , onde temos B1 e B2 nas entradas e L1 e L2 nas sadas . Quando temos 0 nas entradassignifica que as entradas no esto atuadas , ou seja neste caso que os botes no esto pressionados , e quando



B1 B2 L1 L2

0 0 0 0

1 0 1 0

0 0 0 0

0 1 0 1

0 0 0 0

1 1 0 0

B1 B2 B3 L1 L2

0 0 0 0 0

1 0 0 1 0

0 0 0 1 0

0 1 0 0 1

0 0 0 0 1

0 0 1 0 0

0 0 0 0 0

0 1 0 0 1

1 1 0 0 0

B1 B2 B3 L1 L2

0 0 0 0 0

1 0 0 1 0

0 0 0 1 0

temos 1 significa que as entradas esto atuadas , ou seja neste caso que os botes esto pressionados . Quando

temos 0 na sada significa que que esta sada no est acionada , ou seja , neste caso aquela lmpada que estligada a esta sada no estar acesa , e quando temos 1 , significa que a sada est acionada , ou seja , neste caso a

lmpada que estiver ligada a esta sada ir acender .

Programa 2 : este programa semelhante ao anterior s que foi acrecentado a lgica de selo , onde se B1for pressionado L1 ir acender e permanecer acesa mesmo que B1 seja solta , e s ir apagar se B2 ou B3 for

pressionada .

Programa 3 : observe que a diferena neste programa como anterior pequena mas observe na Tabela da

Verdade como mudou o funcionamento do circuito



0 1 0 1 0

0 0 0 1 0

0 0 1 0 0

0 0 0 0 0

0 1 0 0 1

1 1 0 0 1

4.3 Programar em Ladder com o Automation Studio



B1 B3 L1 L2 L4

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

1 1 1 0 1

0 1 1 1 1

0 0 0 0 0

Exerccios

Exerccio 1: Desenvolver um programa em ladder que:

Ao pressionar B1, L4 acenda.

Aps L4 estar acesa, se B3 for pressionada L1 dever acender.

Ao soltar B1, L4 e L1 devero continuar acesos e L2 dever acender.

Ao soltar B3, L4, L1 e L2 devero apagar.

Exerccio 2: Desenvolver um programa de um ladder que :

Ao pressionar B4, L4 acenda e permanea aceso mesmo aps B4 ter sido solto.

Aps L4 estar acesa e B4 solto, se B3 for pressionado L3 dever acender e dever permanecer aceso

mesmo aps B3 ser solta.

Aps L3 estar acesa e B3 estar solto, se B2 for pressionado L4 dever apagar e L3 dever permanecer

acesa, e L2 dever acender e dever continuar acesa mesmo aps B2 ser solta .



Aps L2 estar acesa e B2 solto , se B1 for pressionado L3 e L2 devero apagar , e devero continuarapagados mesmo aps B1 ser solta .

Exerccio 3: Desenvolva um programa em Ladder para realizar o avano do cilindro de dupla ao atravsdo acionamento de dois botes opcionais ( B1 ou B2 ) e o retorno pelo acionamento de outro boto ( B3 ).

Exerccio 4: Desenvolva um programa em Ladder para automatizar o dispositivo abaixo baseado noavano de um atuador de dupla ao que coloca tampas em latas.

O avano do atuador atuador ocorre atravs do acionamento de dois botes opcionais ( B1 ou B2 ) e comcondies de existncia de pea ( SP ), e o retorno pelo acionamento de outro boto ( B3 ), mas somentese o atuador estiver totalmente avanado ( 1S2 ).



Exerccio 5: Desenvolver um programa em Ladder para automatizar o Processo de Transporte de peasabaixo, composto por um atuador de dupla ao. Ao acionarmos um boto ( B1 ), o sistema entrar emfuncionamento contnuo, parando somente se outro boto for pressionado ( B2 ). As peas serodeslocadas quando houver a confirmao de que sua posio adequada para o transporte ( SP ).



Exerccio 6: Desenvolver um programa em Ladder para automatizar o Processo de Transporte de peas

abaixo :



Exerccio 7: Desenvolva um programa em Ladder para automatizar o Carimbador Industrial abaixo:



5 TEMPORIZADORES

Fazer o seguinte programa no Automation :



:



EXERCCIOS DE FIXAO DE TEMPORIZADORES

Desenvolva programas em Ladder que executem as seguintes seqncias no sistema fsico a seguir :

Exerccio 08



Exerccio 09



Exerccio 10

Exerccio 11: Desenvolva um programa em Ladder que execute a sequencia abaixo:



Exerccio 12 : Desenvolver um programa em ladder para fazer um motor trifsico partir em estrela quandoo boto B1 for pressionado ( liga C1 e C2 ) , e aps 10 seg. o motor passe a funcionar em tringulo ( desliga C2 e

liga C3 , ficando C1 e C3 ligados ) , e quando B2 ( desliga ) for pressionado desliga o motor ( desliga C1 e C3 ) .

Onde : B1- I1 boto de liga

B2- I2 boto de desliga

C1- Q1 contator principal

C2- Q2 contator que faz o fechamento em estrela

C3- Q3 contator que faz o fechamento em tringulo



Exerccio 13: Processo de aquecimento industrial.

A. Ao pressionar B1, SV1 deve ser atuada permitindo que a substncia caia no tanque

B. Quando a substncia atuar o sensor de nvel SN , SV1 deve ser desativado, SV2 deve ser ativado

(liberando a passagem de vapor na serpentina) e o motor deve ser ligado (permitindo que a substncia sejaaquecida homogeneamente).

C. Quando o sensor de temperatura ST for atuado, SV2 e o motor devem ser desligados e SV3 deve ser

ativado (liberando a substancia a ir para a prxima fase de produo).

D. Quando o tanque estiver vazio o sensor de fluxo ser desativado ( o sensor de fluxo SF foi ativadoquando SV3 foi ativado) , fazendo com que SV3 seja desativado SV1 seja novamente ativado, reiniciando

assim automaticamente o sistema.

E. Se o boto B2 for pressionado em qualquer momento do processo, o processo no dever ser

interrompido. Dever ir at o final (esvaziamento do tanque), e no dever ser reiniciado. S voltar afuncionar se B1 for novamente pressionado.

OBS: todos os sensores so normalmente abertos



Exerccio 14: Automatizar o seguinte teste de vazamento



Q1= SV1

Q2= Sv2/3

Q3= Sv4/5

Q4= Sv6/7

Q5= L1(Teste em andamento)

Q6= L2 (Pea aprovada)

Q7= L3 (Pea reprovada)

Q8= L4 (Fim de teste)

I1= B1(chave para iniciar teste)

I2= B2(chave para interromper teste)

I3= Chave do pressostato

Procedimentos: 1) Ao pressionar B1 SV1,2 e 3 devem ser acionados, permitindo que as peas sejampressurizadas, e L1 deve ser acessa. Aps 5 seg. SV1 deve ser desacionada, permitindo que a presso entre as

peas seja equalizada. Deve se contar mais 10 seg. e SV2 e 3 , tambm devem ser desacionados .

2)Aps 15 seg. deve-se atuar SV4 e 5 , permitindo a que a presso das peas cheguem at o pressostato. Aps 2

seg. verificar a situao da chave do pressostato :



a) Se a chave estiver aberta, a pea est aprovada portanto L2 deve acender e dever permanecer acessa at oincio de um novo teste .

b) Se a chave estiver fechada, a pea est rejeitada portanto L3 deve acender e dever permanecer acessa at oinicio de um novo teste .

3)Aps isto SV6 e 7 devem ser atuados , e aps 5 seg. deve-se desatuar SV4,5,6 e 7, L1 deve apagar e L4 deveacender e dever permanecer assim at o inicio de um novo teste .

4)Se B1 for novamente pressionado o teste dever ser reiniciado

5)Se B2 for pressionado em qualquer momento do teste deve-se executar direto do passo 3 em diante .

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