CLP APOSTILA

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NDICE DE TPICOS I . Introduo II. Informaes Gerais II.1. DESCRIO II.2. CARACTERSTICAS II.3. HISTRICO II.4. EVOLUO II.5. APLICAES III. Estrutura Bsica III.1. UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (UCP) III.2. MEMRIA III.3. DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SADA III.3.1. CARACTERSTICAS DAS ENTRADAS E SADAS - E/S MDULOS DE ENTRADA TRATAMENTO DE SINAL DE ENTRADA MDULOS DE SADA TRATAMENTO DE SINAL DE SADA III.4. TERMINAL DE PROGRAMAO IV. Princpio de Funcionamento de um CLP IV.1. ESTADOS DE OPERAO IV.2. FUNCIONAMENTO V. Linguagem de Programao V.1. CLASSIFICAO LINGUAGEM DE BAIXO NVEL LINGUAGEM DE ALTO NVEL

2 Controlador Lgico Programvel

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VI. Programao de Controladores Programveis VI.1. DIAGRAMA DE CONTATOS VI.2. DIAGRAMA DE BLOCOS LGICOS VI.3. LISTA DE INSTRUO VI.4. LINGUAGEM CORRENTE VI.5. ANLISE DAS LINGUAGUES DE PROGRAMAO Quanto a Forma de Programao Quanto a Forma de Representao Documentao Conjunto de Instrues VI.6. NORMALIZAO VII. Programao em Ladder VII.1. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA LADDER VII.1.1 ASSOCIAO DE CONTATOS NO LADDER. VII.1.2. INSTRUES VII.1.3. INSTRUES BSICAS INSTRUO DE TEMPORIZAO INSTRUO DE CONTAGEM INSTRUO MOVER INSTRUO COMPARAR VII.1.4. INSTRUES MATEMTICAS INSTRUO SOMA INSTRUO SUBTRAO INSTRUO MULTIPLICAO INSTRUO DIVISO VII.1.5. INSTRUES LGICAS INSTRUO AND INSTRUO OR INSTRUO XOR VIII. Noes de Sistema Supervisrio Intouch. IX. Noes de Blocos I/O Remotos


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I . Introduo

O Controlador Lgico Programvel, ou simplesmente CLP, tem revolucionado os comandos e controles industriais desde seu surgimento na dcada de 70. Antes do surgimento dos CLPs as tarefas de comando e controle de mquinas e processos industrias eram feitas por rels eletromagnticos, especialmente projetados para este fim.

II. Informaes Gerais

II.1. DESCRIO O primeiro CLP surgiu na indstria automobilstica, at ento um usurio em potencial dos rels eletromagnticos utilizados para controlar operaes sequenciadas e repetitivas numa linha de montagem. A primeira gerao de CLPs utilizou componentes discretos como transistores e CIs com baixa escala de integrao. Este equipamento foi batizado nos Estados Unidos como PLC ( Programable Logic Control ), em portugus CLP ( Controlador Lgico Programvel ) e este termo registrado pela Allen Bradley ( fabricante de CLPs). Definio segundo a ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) um equipamento eletrnico digital com hardware e software compatveis com aplicaes industriais. Definio segundo a Nema (National Electrical Manufacturers Association) Aparelho eletrnico digital que utiliza uma memria programvel para o armazenamento interno de instrues para implementaes especficas, tais como lgica, seqenciamento, temporizao, contagem e aritmtica, para controlar, atravs de mdulos de entradas e sadas, vrios tipos de mquinas ou processos.


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II.2. CARACTERSTICAS Basicamente, um controlador programvel apresenta as seguintes caractersticas: Hardware e/ou dispositivo de controle de fcil e rpida programao ou reprogramao, com a mnima interrupo da produo. Capacidade de operao em ambiente industrial . Sinalizadores de estado e mdulos tipo plug-in de fcil manuteno e substituio. Hardware ocupando espao reduzido e apresentando baixo consumo de energia. Possibilidade de monitorao do estado e operao do processo ou sistema, atravs da comunicao com computadores. Compatibilidade com diferentes tipos de sinais de entrada e sada. Capacidade de alimentar, de forma contnua ou chaveada, cargas que consomem correntes de at 2 A. Hardware de controle que permite a expanso dos diversos tipos de mdulos, de acordo com a necessidade. Custo de compra e instalao competitivo em relao aos sistemas de controle convencionais. Possibilidade de expanso da capacidade de memria. Conexo com outros CLPs atravs de rede de comunicao.

II.3. HISTRICO O controlador programvel nasceu praticamente dentro da indstria automobilstica americana, especificamente na Hydromic Division da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de se mudar a lgica de controle de painis de comando a cada mudana na linha de montagem. Estas mudanas implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Sob a liderana do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificao que refletia os sentimentos de muitos usurios de rels, no s da indstria automobilstica como de toda a indstria manufatureira. Nascia assim a indstria de controladores programveis, hoje com um mercado mundial estimado em 4 bilhes de dlares anuais. Que no Brasil estimado em 50 milhes de dlares anuais.


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II.4. EVOLUO Desde o seu aparecimento at hoje, muita coisa evolui nos controladores lgicos. Esta evoluo est ligada diretamente ao desenvolvimento tecnolgico da informtica em suas caractersticas de software e de hardware. O que no seu surgimento era executado com componentes discretos, hoje se utiliza de microprocessadores e microcontroladores de ltima gerao, usando tcnicas de processamento paralelo, inteligncia artificial, redes de comunicao, fieldbus, etc. At recentemente no havia nenhuma padronizao entre fabricantes, apesar da maioria utilizar as mesmas normas construtivas. Porm, pelo menos ao nvel de software aplicativo, os controladores programveis podem se tornar compatveis com a adoo da norma IEC 1131-3, que prev a padronizao da linguagem de programao e sua portabilidade. Outra novidade que est sendo incorporada pelos controladores programveis o fieldbus (barramento de campo), que surge como uma proposta de padronizao de sinais a nvel de cho-de-fbrica. Este barramento se prope a diminuir sensivelmente o nmero de condutores usados para interligar os sistemas de controle aos sensores e atuadores, alm de propiciar a distribuio da inteligncia por todo o processo. Hoje os CLPs oferecem um considervel nmero de benefcios para aplicaes industriais, que podem ressaltar em economia que excede o custo do CLP e devem ser considerados quando da seleo de um dispositivo de controle industrial. As vantagens de sua utilizao, comparados a outros dispositivos de controle industrial incluem: Menor Ocupao de espao; Potncia eltrica requerida menor; Reutilizao; Programvel, se ocorrerem mudanas de requisitos de controle; Confiabilidade maior; Manuteno mais fcil; Maior flexibilidade, satisfazendo um maior nmero de aplicaes; Permite a interface atravs de rede de comunicao microcomputadores; projeto do sistema mais rpido.

com

outros

CLPs

e


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Todas estas consideraes mostram a evoluo de tecnologia, tanto de hardware quanto de software, o que permite o seu acesso a um maior nmero de pessoas tanto nos projetos de aplicao de controladores programveis quanto na sua programao. II.5. APLICAES O controlador programvel existe para automatizar processos industriais, sejam de sequnciamento, intertravamento, controle de processos, batelada, etc. Este equipamento tem seu uso tanto na rea de automao da manufatura, de processos contnuos, eltrica, predial, entre outras. Praticamente no existem ramos de aplicaes industriais onde no se possa aplicar os CLPs, entre elas tem-se: Mquinas industriais (operatrizes, injetoras de plstico, txteis, calados); Equipamentos industriais para processos ( siderurgia, papel e celulose, petroqumica, qumica, alimentao, minerao, etc ); Equipamentos para controle de energia (demanda, fator de carga); Controle de processos com realizao de sinalizao, intertravamento e controle PID; Aquisio de dados de superviso em: fbricas, prdios inteligentes, etc; Bancadas de teste automtico de componentes industriais; Etc.

Com a tendncia dos CLPs terem baixo custo, muita inteligncia, facilidade de uso e massificao das aplicaes, a utilizao deste equipamento no ser apenas nos processos mas tambm nos produtos. Poderemos encontr-lo em produtos eletrodomsticos, eletrnicos, residncias e veculos.


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III. Estrutura Bsica

O controlador programvel tem sua estrutura baseada no hardware de um computador, tendo portanto uma unidade central de processamento (UCP), interfaces de entrada e sada e memrias. As principais diferenas em relao a um computador comum esto relacionadas a qualidade da fonte de alimentao, que possui caractersticas timas de filtragem e estabilizao, interfaces de E/S imune a rudos e um invlucro especfico para aplicaes industriais. Temos tambm um terminal usado para programao do CLP. O diagrama de blocos a seguir, ilustra a estrutura bsica de um controlador programvel:TERMINAL DE PROGRAMAO

PROCESSADORFONTE DE ALIMENTAO

Unidade Central de Processamento(UCP)

MEMRIA

INTERFACE DE E/S

CARTES DE ENTRADA

CARTES DE SADA

Dentre as partes integrantes desta estrutura temos: UCP Memria E/S (Entradas e Sadas) Terminal de Programao


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III.1. UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (UCP) A Unidade Central de Processamento (UCP) responsvel pelo processamento do programa, isto , coleta os dados dos cartes de entrada, efetua o processamento segundo o programa do usurio, armazenado na memria, e envia o sinal para os cartes de sada como resposta ao processamento. Geralmente, cada CLP tem uma UCP, que pode controlar vrios pontos de E/S (entradas e sadas) fisicamente compactadas a esta unidade - a filosofia compacta de fabricao de CLPs, ou constituir uma unidade separada, conectada a mdulos onde se situam cartes de entrada e sada, - esta a filosofia modular de fabricao de CLPs. Este processamento poder ter estruturas diferentes para a execuo de um programa, tais como: Processamento cclico; Processamento por interrupo; Processamento comandado por tempo; Processamento por evento.

Processamento Cclico a forma mais comum de execuo que predomina em todas as UCPs conhecidas, e de onde vem o conceito de varredura, ou seja, as instrues de programa contidas na memria, so lidas uma aps a outra seqencialmente do incio ao fim, da retornando ao incio ciclicamente.

Um dado importante de uma UCP o seu tempo de ciclo, ou seja, o tempo gasto para a execuo de uma varredura. Este tempo est relacionado com o tamanho do programa do usurio (em mdia 10 ms a cada 1.000 instrues).


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Processamento por interrupo Certas ocorrncias no processo controlado no podem, algumas vezes, aguardar o ciclo completo de execuo do programa. Neste caso, ao reconhecer uma ocorrncia deste tipo, a UCP interrompe o ciclo normal de programa e executa um outro programa chamado de rotina de interrupo. Esta interrupo pode ocorrer a qualquer instante da execuo do ciclo de programa. Ao finalizar esta situao o programa voltar a ser executado do ponto onde ocorreu a interrupo. Uma interrupo pode ser necessria , por exemplo, numa situao de emergncia onde procedimentos referentes a esta situao devem ser adotados.

Processamento comandado por tempo Da mesma forma que determinadas execues no podem ser dependentes do ciclo normal de programa, algumas devem ser executados a certos intervalos de tempo, as vezes muito curto, na ordem de 10 ms. Este tipo de processamento tambm pode ser incarado como um tipo de interrupo, porm ocorre a intervalos regulares de tempo dentro do ciclo normal de programa. Processamento por evento Este processado em eventos especficos, tais como no retorno de energia, falha na bateria e estouro do tempo de superviso do ciclo da UCP. Neste ltimo, temos o chamado Watch Dog Time (WD), que normalmente ocorre como procedimento ao se detectar uma condio de estouro de tempo de ciclo da UCP, parando o processamento numa condio de falha e indicando ao operador atravs de sinal visual e as vezes sonoro.


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III.2. MEMRIA O sistema de memria uma parte de vital importncia no processador de um controlador programvel, pois armazena todas as instrues assim como o os dados necessrios para execut-las. Existem diferentes tipos de sistemas de memria. A escolha de um determinado tipo depende: do tipo de informao armazenada; da forma como a informao ser processada pela UCP.

As informaes armazenadas num sistema de memria so chamadas palavras de memria, que so formadas sempre com o mesmo nmero de bits. A capacidade de memria de um CP definida em funo do nmero de palavras de memria previstas para o sistema. Mapa de memria A capacidade de memria de um CP pode ser representada por um mapa chamado mapa de memria.8, 16, ou 32 bitsENDEREO DAS PALAVRAS DE MEMRIA

Decimal 255 511 1023

Octal 377 777 1777

Hexadecimal FF 1FF 3FF

2047

3777

7FF

4095

7777

FFF

8191

17777

1FFF


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Arquitetura de memria de um CP A arquitetura de memria de um controlador programvel pode ser constituda por diferentes tipos de memria. A memria do computador onde se armazenam os dados que devem ser manipulados pelo computador (chamada memria de dados) e tambm onde esta armazenado o programa do computador ( memria de programa). Aparentemente no existe uma diferena fsica entre as memrias de programa, apenas utilizam-se memrias fixas para armazenar dados fixos ou programas e memrias que podem ser alteradas pelo sistema para armazenar dados que podem variar de acordo com o programa. Existem diversos tipos de memrias que podem ser utilizadas pelo computador: fita magntica, disco magntico e at memria de semicondutor em forma de circuito integrado. As memrias a semicondutores podem ser divididas em dois grupos diferentes: - Memria ROM ( read only memory ) memria apenas de leitura. - Memria RAM ( random acess memory ) memria de acesso aleatrio. MEMRIAS ROMROM MSCARA PROM EPROM EEPROM EAROM ESTTICA

RAMDINMICA

As memrias ROM so designadas como memria de programa por serem memrias que no podem ser alteradas em estado normal de funcionamento, porm tm a vantagem de no perderem as suas informaes mesmo quando desligada sua alimentao.


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Tipo de Memria RAM DINMICA

Descrio Memria aleatrio

RAM

ROM MSCARA

PROM

EPROM

EPROM EEPROM FLASH EPROM

Observao acesso - Voltil - Gravada pelo usurio - Lenta - Ocupa pouco espao - Menor custo Memria de acesso - Voltil aleatrio - Gravada pelo usurio - Rpida - Ocupa mais espao - Maior custo Memria somente de leitura - No Voltil - No permite apagamento - Gravada pelo fabricante Memria programvel - No voltil somente de leitura - No permite apagamento - Gravada pelo usurio Memria programvel/ - No Voltil apagvel somente de leitura - Apagamento por ultravioleta - Gravada pelo usurio Memria programvel/ - No Voltil apagvel somente de leitura - Apagvel eletricamente - Gravada pelo usurio de

Estrutura Independente dos tipos de memrias utilizadas, o mapa de memria de controlador programvel pode ser dividido em cinco reas principais: Memria executiva Memria do sistema Memria de status dos cartes de E/S ou Imagem Memria de dados Memria do usurio

um


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MEMRIA EXECUTIVA

MEMRIA DO SISTEMA

MEMRIA DE STATUS

MEMRIA DE DADOS

MEMRIA DO USURIO

Memria Executiva formada por memrias do tipo ROM ou PROM e em seu contedo est armazenado o sistema operacional responsvel por todas as operaes que so realizadas no CLP. O usurio no tem acesso a esta rea de memria. Memria do Sistema Esta rea formada por memrias tipo RAM, pois ter o seu contedo constantemente alterado pelo sistema operacional. Armazena resultados e/ou operaes intermedirias, geradas pelo sistema, quando necessrio. Pode ser considerada como um tipo de rascunho. No pode ser acessada nem alterada pelo usurio. Memria de Status de E/S ou Memria Imagem A memria de status dos mdulos de E/S so do tipo RAM. A UCP, aps ter efetuado a leitura dos estados de todas as entradas, armazena essas informaes na rea denominada status das entradas ou imagem das entradas. Aps o processamento dessas informaes, os resultados sero armazenados na rea denominada status das sadas ou imagem das sadas.


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Memria de Dados As memrias de dados so do tipo RAM, e armazenam valores do processamento das instrues utilizadas pelo programa do usurio. Funes de temporizao, contagem, artimticas e especiais, necessitam de uma rea de memria para armazenamento de dados, como: valores pr-selecioandos ou acumulados de contagem e temporizao; resultados ou variveis de operaes aritmticas; resultados ou dados diversificados a serem utilizados por funes de manipulao de dados.

Memria do Usurio A UCP efetuar a leitura das instrues contidas nesta rea a fim de executar o programa do usurio, de acordo com os procedimentos predeterminados pelo sistema operacional. As memrias destinadas ao usurio podem ser do tipo: RAM RAM/EPROM RAM/EEPROM

Tipo de MemriaRAM

DescrioA maioria do CLPs utiliza memrias RAM para armazenar o programa d usurio assim como os dados internos do sistema. Geralmente associada a baterias internas que evitaro a perda das informaes em caso de queda da alimentao. O usurio desenvolve o programa e efetua testes em RAM. Uma vez checado o programa, este transferido para EPROM. Esta configurao de memria do usurio permite que, uma vez definido o programa, este seja copiado em EEPROM. Uma vez efetuada a cpia, o CLP poder operar tanto em RAM como em EEPROM. Para qualquer modificao bastar um comando via software, e este tipo de memria ser apagada e gravada eletricamente.

RAM/EPROM

RAM/EEPROM


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III.3. DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SADA Os dispositivos de entrada e sada so os circuitos responsveis pela interao entre o homem e a mquina; so os dispositivos por onde o homem pode introduzir informaes na mquina ou por onde a mquina pode enviar informaes ao homem. Como dispositivos de entrada podemos citar os seguintes exemplos: leitor de fitas magnticas, leitor de disco magntico, leitor de carto perfurado, leitor de fita perfurada, teclado, painel de chaves, conversor A/D, mouse, scaner, etc. Estes dispositivos tem por funo a transformao de dados em sinais eltricos codificados para a unidade central de processamento. Como dispositivos de sada podemos citar os seguintes exemplos: gravador de fitas magnticas, gravador de discos magnticos, perfurador de carto, perfurador de fita, impressora, vdeo, display, conversor D/A, canal de som, etc. Todos eles tem por funo a transformao de sinais eltricos codificados pela mquina em dados que possam ser manipulados posteriormente ou dados que so imediatamente entendidos pelo homem. Estes dispositivos so conectados unidade central de processamento por intermdio de "portas" que so interfaces de comunicao dos dispositivos de entrada e sada. A estrutura de E/S (entradas e sadas) encarregada de filtrar os vrios sinais recebidos ou enviados para os componentes externos do sistema de controle. Estes componentes ou dispositivos no campo podem ser botes, chaves de fim de curso, contatos de rels, sensores analgicos, termopares, chaves de seleo, sensores indutivos, lmpadas sinalizadoras, display de LEDs, bobinas de vlvulas direcionais eltricas, bobinas de rels, bobinas de contatoras de motores, etc. Em ambientes industriais, estes sinais de E/S podem conter rudo eltrico, que pode causar operao falha da UCP se o rudo alcanar seus circuitos. Desta forma, a estrutura de E/S protege a UCP deste tipo de rudo, assegurando informaes confiveis. A fonte de alimentao das E/S pode tambm constituir-se de uma nica unidade ou de uma srie de fontes, que podem estar localizadas no prprio compartimento de E/S ou constituir uma unidade parte. Os dispositivos do campo so normalmente selecionados, fornecidos e instalados pelo usurio final do sistema do CLP. Assim, o tipo de E/S determinado, geralmente, pelo nvel de tenso (e corrente, nas sadas) destes dispositivos. Os circuitos de E/S so tipicamente fornecidas pelos fabricantes de CLPs em mdulos, cada um com 4, 8, 16 ou mais circuitos. Alm disso, a alimentao para estes dispositivos no campo deve ser fornecida externamente ao CLP, uma vez que a fonte de alimentao do CLPs projetada para operar somente com a parte interna da estrutura de E/S e no dispositivos externos.16 Controlador Lgico Programvel

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III.3.1. CARACTERSTICAS DAS ENTRADAS E SADAS - E/S A sada digital basicamente pode ser de quatro tipos: transistor, triac, contato seco e TTL podendo ser escolhido um ou mais tipos. A entrada digital pode se apresentar de vrias formas, dependendo da especificao do cliente, contato seco, 24 VCC, 110 VCA, 220 VCA, etc. A sada e a entrada analgicas podem se apresentar em forma de corrente (4 a 20 mA, 0 a 10 mA, 0 a 50 mA), ou tenso (1 a 5 Vcc, 0 a 10 VCC, -10 a 10 VCC etc). Em alguns casos possvel alterar o ranger da atravs de software. MDULOS DE ENTRADA Os mdulos de entrada so interfaces entre os sensores localizados no campo e a lgica de controle de um controlador programvel. Estes mdulos so constitudos de cartes eletrnicos, cada qual com capacidade para receber em certo nmero de variveis. Pode ser encontrado uma variedade muito grande de tipos de cartes, para atender as mais variadas aplicaes nos ambientes industriais. Mas apesar desta grande variedade, os elementos que informam a condio de grandeza aos cartes, so do tipo: ELEMENTO DISCRETO : Trabalha com dois nveis definidos;

ELEMENTO ANALGICO : Trabalha dentro de uma faixa de valores.


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ELEMENTOS DISCRETOSBOTO CHAVE PRESSOSTATO FLUXOSTATO TERMOSTATO FIM DE CURSO TECLADO CHAVE BCD FOTOCLULA OUTROS

CARTES DISCRETOS

UCP

A entrada digital com fonte externa o tipo mais utilizado, tambm neste caso a caracterstica da fonte de alimentao externa depender da especificao do mdulo de entrada. Observe que as chaves que acionam as entradas situam-se no campo.

CAMPO

ENTRADA 1 ENTRADA 2

PSH

fonte

COMUM


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As entradas dos CLPs tm alta impedncia e por isso no podem ser acionadas diretamente por um triac, como o caso do acionamento por sensores a dois fios para CA, em razo disso necessrio, quando da utilizao deste tipo de dispositivo de campo, o acrscimo de uma derivao para a corrente de manuteno do tiristor. Essa derivao consta de um circuito resistivo-capacitivo em paralelo com a entrada acionada pelo triac, cujos valores podem ser encontrados nos manuais do CLP, como visto abaixo.

CAMPO

ENTRADA 1

sensor indutivo 2 fios

FONTE C.A.

COMUMSe for ser utilizado um sensor capacitivo, indutivo, ptico ou indutivo magntico, sada transistor com alimentao de 8 a 30 VCC, basta especificar um carto de entrada 24 VCC comum negativo ou positivo dependendo do tipo de sensor, e a sada do sensor ser ligada diretamente na entrada digital do CLP. A entrada digital do tipo contato seco fica limitada aos dispositivos que apresentam como sada a abertura ou fechamento de um contato. bom lembrar que em alguns casos uma sada do sensor do tipo transistor tambm pode ser usada, esta informao consta no manual de ligao dos mdulos de entrada.


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ELEMENTOS ANALGICOS

TRANSMISSORES

C.A. C.A. C.A. C.A. C.A. C.A.UCP

TACO GERADOR

TERMOPAR

TERMO RESISTNCIA

SENSOR DE POSIO

OUTROS

C.A. - Carto Analgico A entrada analgica em corrente implementada diretamente no transmissor como mostra o diagrama.

CAMPO

ENTRADA 1 ENTRADA 2

P

T

fonte

COMUM


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A entrada analgica em tenso necessita de um shunt para a converso do valor de corrente em tenso, como mostra o diagrama O valor do resistor shunt depender da faixa de sada do transmissor e da faixa de entrada do ponto analgico. Para tal clculo utiliza-se a lei de ohm ( R = V / I).

CAMPO

ENTRADA 1 ENTRADA 2

PT Tfonte

COMUM


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TRATAMENTO DE SINAL DE ENTRADA O tratamento que deve sofrer um sinal de entrada, varia em funo de sua natureza, isto , um carto do tipo digital que recebe sinal alternado, se difere do tratamento de um carto digital que recebe sinal contnuo e assim nos demais tipos de sinais. A seguir mostrado um diagrama onde esto colocados os principais componentes de um carto de entrada digital de tenso alternada :Elementos Discretos

B.C.

C.C.

I.E.

I.El.

I.M.

UCP

B.C. Bornes de conexo: Permite a interligao entre o sensor e o carto, geralmente se utiliza sistema plug-in. C.C. - Conversor e Condicionador : Converte em DC o sinal AC, e rebaixa o nvel de tenso at atingir valores compatveis com o restante do circuito. I.E. Indicador de Estado : Proporcionar indicao visual do estado funcional das entradas. I.El. - Isolao Eltrica : Proporcionar isolao eltrica entre os sinais vindos e que sero entregues ao processador. I.M. - Interface/Multiplexao : Informar ao processador o estado de cada varivel de entrada. MDULOS DE SADA Os mdulos de sada so elementos que fazem a interface entre o processador e os elementos atuadores. Estes mdulos so constitudos de cartes eletrnicos, com capacidade de enviar sinal para os atuadores, resultante do processamento da lgica de controle. Os cartes de sada iro atuar basicamente dois tipos: ATUADORES DISCRETOS : Pode assumir dois estados definidos.

ATUADORES ANALGICOS : Trabalha dentro de uma faixa de valores.


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ATUADORES DISCRETOS

UCP

CARTES DISCRETOS

VLVULA SOLENIDE CONTATOR SINALIZADOR REL SIRENE DISPLAY OUTROS

De acordo com o tipo de elemento de comando da corrente das sadas, estas apresentam caractersticas que as diferem como as seguintes: - sada a TRANSSTOR promove comutaes mais velozes mas s comporta cargas de tenso contnua; - sada a TRIAC tem maior vida til que o tipo a contato seco mas s pode acionar cargas de tenso alternada; - sada a CONTATO SECO pode acionar cargas alimentadas por tenso tanto contnua quanto alternada. A ligao dos circuitos de entrada e ou sada relativamente simples, dependendo apenas do tipo em questo. A seguir vm-se os diagramas de ligao dos vrios tipos.

Uma boa prtica de todo o profissional ler o manual de instalao dos equipamentos. No que diz respeito s sadas digitais dos CLPs devem ser rigorosamente respeitados os limites de tenso, corrente e polaridade quando for o caso.


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As sadas digitais independentes possuem a vantagem de poder acionar no mesmo mdulo cargas de diferentes fontes sem o risco de interlig-las. Apresentam a desvantagem de consumir mais cabos. CAMPO carga

sada 1 SADAS DIGITAIS INDEPENDENTEScarga

fonte

sada 2

fonte

As sadas digitais com ponto comum possuem a vantagem de economia de cabo. Se neste tipo de sada for necessrio acionar cargas com fontes incompatveis entre si, ser necessria a utilizao de rels cujas bobinas se energizem com as sadas do CLP e cujos contatos comandem tais cargas. CAMPO

sada 1 SADAS DIGITAIS COM PONTO COMUM

carga

sada 2

carga fonte

comum


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ATUADORES ANALGICOS

UCP

CARTES ANALGICOS

POSICIONADOR CONVERSOR INDICADOR VLVULA PROPORCIONAL ATUADOR ELTRICO OUTROS

A sada analgica em corrente ou tenso implementada diretamente no dispositivo em questo. bom lembrar a questo da compatibilidade dos sinais, sada em tenso s pode ser ligada no dispositivo que recebe tenso e sada em corrente pode ser ligada em dispositivo que recebe corrente ou tenso, dependendo da utilizao ou no do shunt de sada.

SADA 1 SADA 2POSICIONADO ATUADOR

COMUM


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TRATAMENTO DE SINAL DE SADA Existem vrios tipos de cartes de sada que se adaptam grande variedade de atuadores existentes. Por este motivo, o sinal de sada gerado de acordo com a lgica de controle, deve ser condicionado para atender o tipo da grandeza que acionar o atuador. A seguir mostrado um diagrama onde esto colocados os principais componentes de um carto de sada digital de corrente contnua :

UCP

I.M.

M.S.

I.El.

E.S.

B.L.

I.M. - Interface/Multiplexao : Interpreta os sinais vindos da UCP atravs do barramento de dados, para os pontos de sada, correspondente a cada carto. M.S. - Memorizador de Sinal : Armazena os sinais que j foram multiplexados pelo bloco anterior. I.E. - Isolao Eltrica : Proporciona isolao eltrica entre os sinais vindos do processador e os dispositivos de campo. E.S. - Estgio de Sada : Transforma os sinais lgicos de baixa potncia, em sinais capazes de operar os diversos tipos de dispositivos de campo. B.L. - Bornes de Ligao : Permite a ligao entre o carto e o elemento atuador, e utiliza tambm o sistema plug-in.


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III.4. TERMINAL DE PROGRAMAO O terminal de programao um dispositivo (perifrico) que conectado temporariamente ao CLP, permite introduzir o programa do usurio e configurao do sistema. Pode ser um equipamento dedicado, ou seja, um terminal que s tem utilidade como programador de um determinado fabricante de CLP, ou um software que transforma um computador pessoal em um programador. Neste perifrico, atravs de uma linguagem, na maioria das vezes, de fcil entendimento e utilizao, ser feita a codificao das informaes vindas do usurio numa linguagem que possa ser entendida pelo processador de um CLP. Dependendo do tipo de Terminal de Programao (TP), podero ser realizadas funes como: Elaborao do programa do usurio; Anlise do contedo dos endereos de memria; Introduo de novas instrues; Modificao de instrues j existentes; Monitorao do programa do usurio; Cpia do programa do usurio em disco ou impressora.

Os terminais de programao podem ser classificados em trs tipos: Terminal Dedicado Porttil; Terminal Dedicado TRC; Terminal no Dedicado;

TERMINAL PORTTIL DEDICADO Os terminais de programao portteis, geralmente so compostos por teclas que so utilizadas para introduzir o programa do usurio. Os dados e instrues so apresentados num display que fornece sua indicao, assim como a posio da memria endereada. A maioria dos programadores portteis so conectados diretamente ao CP atravs de uma interface de comunicao (serial). Pode-se utilizar da fonte interna do CP ou possuir alimentao prpria atravs de bateria. Com o advento dos computadores pessoais portteis (Lap-Top), estes terminais esto perdendo sua funo, j que pode-se executar todas as funes de programao em ambiente mais amigvel, com todas as vantagens de equipamento porttil.


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TERMINAL DEDICADO TRC No caso do Terminal de programao dedicado tem-se como grandes desvantagens seu custo elevado e sua baixa taxa de utilizao, j que sua maior utilizao se d na fase de projeto e implantao da lgica de controle. Estes terminais so compostos por um teclado, para introduo de dados/instrues e um monitor (TRC - tubos de raios catdicos) que tem a funo de apresentar as informaes e condies do processo a ser controlado. Como no caso dos terminais portteis, com o advento da utilizao de computadores pessoais, este tipo de terminal est caindo em desuso. TERMINAL NO DEDICADO - PC A utilizao de um computador pessoal (PC) como terminal de programao possvel atravs da utilizao de um software aplicativo dedicado a esta funo. Neste tipo de terminal, tem-se a vantagem da utilizao de um micro de uso geral realizando o papel do programador do CLP. O custo deste hardware (PC) e software so bem menores do que um terminal dedicado alm da grande vantagem de ter, aps o perodo de implantao e eventuais manutenes, o PC disponvel para outras aplicaes comuns a um computador pessoal. Outra grande vantagem a utilizao de softwares cada vez mais interativos com o usurio, utilizando todo o potencial e recursos de software e hardware disponveis neste tipo de computador.


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IV. Princpio de Funcionamento de um CLP

Um controlador lgico programvel, tem seu funcionamento baseado num sistema de microcomputador onde se tem uma estrutura de software que realiza continuamente ciclos de varredura. IV.1. ESTADOS DE OPERAO Basicamente a UCP de um controlador programvel possui dois estados de operao : - Programao - Execuo A UCP pode assumir tambm o estado de erro, que aponta falhas de operao e execuo do programa. Programao Neste estado o CP no executa programa, isto , no assume nenhuma lgica de controle, ficando preparado para ser configurado ou receber novos programas ou at modificaes de programas j instalados. Este tipo de programao chamada off-line (fora de linha). Execuo Estado em que o CP assume a funo de execuo do programa do usurio. Neste estado, alguns controladores, podem sofrer modificaes modificaes de programa. Este tipo de programao chamada on-line (em linha).


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IV.2. FUNCIONAMENTO Ao ser energizado, estando o CP no estado de execuo, o mesmo cumpre uma rotina de inicializao gravada em seu sistema operacional. Esta rotina realiza as seguintes tarefas : - Limpeza da memria imagem, para operandos no retentivos; - Teste de memria RAM; - Teste de executabilidade do programa. Aps a execuo desta rotina, a UCP passa a fazer uma varredura (ciclo) constante, isto , uma leitura seqencial das instrues em loop (lao). Entrando no loop, o primeiro passo a ser executado a leitura dos pontos de entrada. Com a leitura do ltimo ponto, ir ocorrer, a transferncia de todos os valores para a chamada memria ou tabela imagem das entradas. Aps a gravao dos valores na tabela imagem, o processador inicia a execuo do programa do usurio de acordo com as instrues armazenadas na memria. Terminando o processamento do programa, os valores obtidos neste processamento, sero transferidos para a chamada memria ou tabela imagem das sadas, como tambm a transferncia de valores de outros operandos, como resultados aritmticos, contagens, etc. Ao trmino da atualizao da tabela imagem, ser feita a transferncia dos valores da tabela imagem das sadas, para os cartes de sada, fechando o loop. Neste momento iniciado um novo loop. Para a verificao do funcionamento da UCP, estipulado um tempo de processamento, cabendo a um circuito chamado de Watch Dog Time supervision-lo. Ocorrendo a ultrapassagem deste tempo mximo, o funcionamento da UCP ser interrompido, sendo assumido um estado de erro. O termo varredura ou scan, so usados para um dar nome a um ciclo completo de operao (loop). O tempo gasto para a execuo do ciclo completo chamado Tempo de Varredura, e depende do tamanho do programa do usurio, e a quantidade de pontos de entrada e sada.


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Fluxograma de funcionamento de um CLPSTART PARTIDA

- Limpeza de memria - Teste de RAM - Teste de Execuo

OKSim Leitura dos Cartes de Entrada Atualizao da Tabela Imagem das Entradas Execuo do Programa do Usurio Atualizao da Tabela Imagem das Sadas Transferncia da Tabela para a Sada

No

Tempo de Varredura OK

NoSTOP PARADA

Sim


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Ciclo de Operao de um CLP

Carto de Entradao - 00 o - 01 o - 02 o - 03 o - 04 o - 05 o - 06 o - 07 IN 1 0 E N T R A D A S

OUT 04

IN 00

IN 03

Memria ImagemS A D A S

Carto de Sada1 o - 00 o - 01 o - 02 o - 03 o - 04 o - 05 o - 06 o - 07 OUT


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V. Linguagem de Programao

Na execuo de tarefas ou resoluo de problemas com dispositivos microprocessados, necessria a utilizao de uma linguagem de programao, atravs da qual o usurio se comunica com a mquina. A linguagem de programao uma ferramenta necessria para gerar o programa, que vai coordenar e sequenciar as operaes que o microprocessador deve executar. V.1. CLASSIFICAO Linguagem de baixo nvel Linguagem de alto nvel LINGUAGEM DE BAIXO NVEL Linguagem de Mquina a linguagem corrente de um microprocessador ou microcontrolador, onde as instrues so escritas em cdigo binrio (bits 0 e 1). Para minimizar as dificuldades de programao usando este cdigo, pode-se utilizar tambm o cdigo hexadecimal.


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Cdigo Binrio Endereo 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000010 0000000000000011 0000000000000100 0000000000000101 0000000000000111 0000000000001000 0000000000001001 0000000000001010 0000000000001011 0000000000001111 0000000000010000 0000000000010001 Cdigo Hexadecimal Endereo 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009 000A 000B 000C 000D Contedo 3E 80 D3 1F 21 00 10 7E 23 86 27 D3 17 3F Contedo 00111110 10000000 11010011 00011111 00100001 00000000 01111110 00100011 10000110 00111111 00000001 11011010 00000000 11011010

Cada item do programa, chama-se linha ou passo, representa uma instruo ou dado a ser operacionalizado.


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Linguagem Assembler Na linguagem assembler o programa escrito com instrues abreviadas chamadas mnemnicos. Endereo 0000 0002 0004 0007 0008 0009 000A 000B 000D 000F 0012 0013 0015 Contedo MVI A,80H OUT 1FH LXI ,1000H MOV A,M INX H ADD M DAA OUT 17H MVI A,1H JC 0031H XRA A OUT 0FH HLT

Cada microprocessador ou microcontrolador possuem estruturas internas diferentes, portanto seus conjuntos de registros e instrues tambm so diferentes.


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LINGUAGEM DE ALTO NVEL uma linguagem prxima da linguagem corrente utilizada na comunicao de pessoas. Compiladores e Interpretadores Quando um microcomputador utiliza uma linguagem de alto nvel, necessrio a utilizao de compiladores e interpretadores para traduzirem este programa para a linguagem de mquina.COMPILADORES OU INTERPRETADORES 1111 0000 0101 0100 1100 0101 0101 0111

PROGRAMA

Vantagem Elaborao de programa em tempo menor, no necessitando conhecimento da arquitetura do microprocessador. Desvantagem Tempo de processamento maior do que em sistemas desenvolvidos em linguagens de baixo nvel. Exemplos de linguagens de alto nvel - Pascal -C - Fortran - Cobol - etc


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VI. Programao de Controladores Programveis

Normalmente podemos programar um controlador atravs de um software que possibilita a sua apresentao ao usurio em quatro formas diferentes: - Diagrama de contatos; - Diagrama de blocos lgicos ( lgica booleana ); - Lista de instrues; - Linguagem corrente. Alguns CLPs, possibilitam a apresentao do programa do usurio em uma ou mais formas. VI.1. DIAGRAMA DE CONTATOS Tambm conhecida como: - Diagrama de rels; - Diagrama escada; - Diagrama ladder. Esta forma grfica de apresentao est muito prxima a normalmente usada em diagrama eltricos. Exemplo:E1 E2 S1

------| |------| |--------------------------( )-----E3

------| |--------------


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VI.2. DIAGRAMA DE BLOCOS LGICOS Mesma linguagem utilizada em lgica digital, onde sua representao grfica feita atravs das chamadas portas lgicas. Exemplo:I 0.0 Q 0.0 I 0.2 I 0.4 Q 0.2 I 0.6 & >=1 Q 0.2 >=1 & Q 0.0

VI.3. LISTA DE INSTRUO Linguagem semelhante utilizada na elaborao de programas para computadores. Exemplo : :A :A :O :A :A := I 1.5 I 1.6 I 1.4 I 1.3 Q 3.0

( I 1.5 . I 1.6 ) + ( I 1.4 . I 1.3 ) = Q 3.0


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VI.4. LINGUAGEM CORRENTE semelhante ao basic, que uma linguagem popular de programao, e uma linguagem de programao de alto nvel. Comandos tpicos podem ser "fechar vlvula A" ou "desligar bomba B", "ligar motor", "desligar solenide", VI.5. ANLISE DAS LINGUAGUES DE PROGRAMAO Com o objetivo de ajudar na escolha de um sistema que melhor se adapte as necessidades de cada usurio, pode-se analisar as caractersticas das linguagens programao disponveis de CLPs. Esta anlise se deter nos seguintes pontos: - Quanto a forma de programao; - Quanto a forma de representao; - Documentao; - Conjunto de Instrues. Quanto a Forma de Programao .Programao Linear - programa escrito escrita em nico bloco .Programao Estruturada - Estrutura de programao que permite: - Organizao; - Desenvolvimento de bibliotecas de rotinas utilitrias para utilizao em vrios programas; - Facilidade de manuteno; - Simplicidade de documentao e entendimento por outras pessoas alm do autor do software. Permite dividir o programa segundo critrios funcionais, operacionais ou geogrficos.


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Quanto a Forma de Representao . Diagrama de Contatos; . Diagrama de Blocos; . Lista de Instrues. Estes j citados anteriormente. Documentao A documentao mais um recurso do editor de programa que de linguagem de programao. De qualquer forma, uma abordagem neste sentido torna-se cada vez mais importante, tendo em vista que um grande nmero de profissionais esto envolvidos no projeto de um sistema de automao que se utiliza de CLPs, desde sua concepo at a manuteno. Quanto mais rica em comentrios, melhor a documentao que normalmente se divide em vrios nveis. Conjunto de Instrues o conjunto de funes que definem o funcionamento e aplicaes de um CLP. Podem servir para mera substituio de comandos a rels: - Funes Lgicas; - Memorizao; - Temporizao; - Contagem. Como tambm manipulao de variveis analgicas: - Movimentao de dados; - Funes aritmticas. Se funes complexas de algoritmos, comunicao de dados, interfaces homem-mquina, podem ser necessrias: - Saltos controlados; - Indexao de instrues; - Converso de dados; - PID; - sequenciadores; - aritmtica com ponto flutuante; - etc.40 Controlador Lgico Programvel

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VI.6. NORMALIZAO Existe a tendncia de utilizao de um padro de linguagem de programao onde ser possvel a intercambiabilidade de programas entre modelos de CLPs e at de fabricantes diferentes. Esta padronizao est de acordo com a norma IEC 1131-3, na verdade este tipo de padronizao possvel utilizando-se o conceito de linguagem de alto nvel, onde atravs de um chamado compilador, pode-se adaptar um programa para a linguagem de mquina de qualquer tipo de microprocessador, isto , um programa padro, pode servir tanto para o CLP de um fabricante A como de um fabricante B. A norma IEC 1131-3 prev trs linguagens de programao e duas formas de apresentao. As linguagens so: - Ladder Diagram - programao como esquemas de rels. - Boolean Blocks - blocos lgicos representando portas E, OU, Negao, Ou exclusivo, etc. - Structured Control Language (SCL) - linguagem que vem substituir todas as linguagens declarativas tais como linguagem de instrues, BASIC estruturado e ingls estruturado. Esta linguagem novidade no mercado internacional e baseada no Pascal. As formas de representao so : - Programao convencional; - Sequencial Function Chart (SFC) - evoluo do graphcet francs. A grande vantagem de se ter o software normalizado que em se conhecendo um conhece-se todos, economizando em treinamento e garantindo que, por mais que um fornecedor deixe o mercado, nunca se ficar sem condies de crescer ou repor equipamentos.


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VII. Programao em Ladder

O diagrama ladder utiliza lgica de rel, com contatos (ou chaves) e bobinas, e por isso a linguagem de programao de CLP mais simples de ser assimilada por quem j tenha conhecimento de circuitos de comando eltrico. Compe-se de vrios circuitos dispostos horizontalmente, com a bobina na extremidade direita, alimentados por duas barras verticais laterais. Por esse formato que recebe o nome de ladder que significa escada, em ingls. Cada uma das linhas horizontais uma sentena lgica onde os contatos so as entradas das sentenas, as bobinas so as sadas e a associao dos contatos a lgica. So os seguintes os smbolos:

CONTATO NORMALMENTE ABERTO

CONTATO NORMALMENTE FECHADO

BOBINANo ladder cada operando (nome genrico dos contatos e bobinas no ladder) identificado com um endereo da memria qual se associa no CLP. Esse endereo aparece no ladder com um nome simblico, para facilitar a programao, arbitrariamente escolhido pelo fabricante como os exemplos vistos a seguir.


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Tabela de alguns CLPs X endereamentoFABRICANTE MODELO E.D. S.D. E.A. S.A. BIT AUX.PALAVRA PALAVRA DO SISTEMA CONTADOR / TEMPORIZADOR

GEFANUC 90-70 90-30 90-20

ALLEN BRADLEY

%AI %AQ1 %M1 a a a %AI... %AQ.. %M... . %T1 90-MICRO a %T... SLC-500 I:SLOT. O:SLOT I:SLOT. O:SLOT B3:0/0 PONTO .PONT PONTO .PONT a O I:1/0 O I:3.0 B3:... O:1/0 a O:3.0 aI:... a O:... I:3.... a O:3....

%I1 a %I...

%Q1 a %Q...

%R1 a %R...

%S

%Rx x x+1 x+2 PARA CADA T4:0 A T4:... C5:0 A C5:... M0 PARA CADA %M0 PARA CADA

N7:0 a N7:...

S: R6:0 a R6:...

ALTUS ALTUS FESTO

AL500

R0 a R... PICOLLO %E0.0 a %E... FPC101 I0.0 FPC103 a I...

R60 a R... %S2.0 a %S... O0.0 a O...

-

-

%M

%M

II0 a II3 OU IU0 a IU3

OU0 e OU1

A0 a A... %A0.0 a %A... F0.0 a F15.15

M0 a M... %M0 a %M... R0 a R64

-

FW0 a FW15

T0 a T31 C0 a C15

Outros tipos de endereamento; 125/04 ( 1 = entrada, 2 = gaveta, 5 = nmero do carto ou mdulo, 04 = nmero do ponto ), 013/01 ( 0 = sada, 1 = nmero da gaveta, 3 = nmero do mdulo, 01 = nmero do ponto ). Nesta apostila os endereos sero identificados como: E - para entrada digital; EA - para entrada analgica; S - para sada digital; SA - para sada analgica.

A

- para bobina auxiliar


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O estado de cada operando representado em um bit correspondente na memria imagem: este bit assume nvel 1 se o operando estiver acionado e 0 quando desacionado. * As bobinas acionam o seu endereo Enquanto uma bobina com endereo de sada estiver acionada, um par de terminais no mdulo de sada ser mantido em condio de conduo eltrica.

* Os contatos se acionam pelo endereo que os identifica.. Os contatos endereados como entrada se acionam enquanto seu respectivo par de terminais no mdulo de entrada acionado: fecham-se se forem NA e abrem-se se forem NF. Com relao ao que foi exposto acima sobre os contatos endereados como entrada, os que tiverem por finalidade acionar ou energizar uma bobina devero ser do mesmo tipo do contato externo que aciona seu respectivo ponto no mdulo de entrada. J os que forem usados para desacionar ou desenergizar uma bobina devem ser de tipo contrrio do contato externo que os aciona. Abaixo v-se um quadro elucidativo a esse respeito.

Se a chave externa for NA NF Para desligar NA NF Para ligar

o contato no ladder deve ser NA NF NF NA

Percebe-se pois que pode ser usada chave externa de qualquer tipo, desde que no ladder se utilize o contato de tipo conveniente. Mesmo assim, por questo de segurana, no se deve utilizar chave externa NF para ligar nem NA para desligar.


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VII.1. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA LADDER Aps a definio da operao de um processo onde so geradas as necessidades de seqenciamento e/ou intertravamento, esses dados e informaes so passados sob forma de diagrama lgico, diagrama funcional ou matriz de causas e efeitos e a partir da o programa estruturado. Abaixo vem-se os passos para a automao de um processo ou equipamento.INICIO DEFINIO PONTOS DE E/S OPERANDOS ELABORAO DO PROGRAMA USURIO TESTE DO PROGRAMA USURIO ALTERAE DO PROGRAMA FUNCIONA?

NO

SIM

INSTALAO DOS EQUIPAMENTOS E LIBERAO PARA USO

FIM


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A lgica de diagrama de contatos do CLP assemelha-se de rels. Para que um rel seja energizado, necessita de uma continuidade eltrica, estabelecida por uma corrente eltrica.+ ALIMENTAO -

CH1 K1

Ao ser fechada a CH1, a bobina K1 ser energizada, pois ser estabelecida uma continuidade entre a fonte e os terminais da bobina. O programa equivalente do circuito anterior, na linguagem ladder, ser o seguinte.

E1

S1

Analisando os mdulos de entrada e sada do CLP, quando o dispositivo ligado entrada digital E1 fechar, este acionar o contato E1, que estabelecer uma continuidade de forma a acionar a bobina S1, consequentemente o dispositivo ligado sada digital S1 ser acionado. Uma prtica indispensvel a elaborao das tabelas de alocao dos dispositivos de entrada/sada. Esta tabela constituda do nome do elemento de entrada/sada, sua localizao e seu endereo de entrada/sada no CLP. Exemplo: DISPOSITIVO PSL - 100 TT - 400 FS SV LOCALIZAO Topo do tanque pressurizado 2 Sada do misturador Sada de leo do aquecedor Ao lado da vlvula FV400 ENDEREO E1 EA1 E2 S1


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O NF um contado de negao ou inversor, como pode ser visto no exemplo abaixo que similar ao programa anterior substituindo o contato NA por um NF.

E1

S1

Analisando os mdulos de entrada e sada, quando o dispositivo ligado a entrada digital E1 abrir, este desacionar o contato E1, este por ser NF estabelecer uma continuidade de forma a acionar a bobina S1, consequentemente o dispositivo ligado sada digital S1 ser acionado. A seguir temos o grfico lgico referente aos dois programas apresentados anteriormente.ESTADO LGICO ESTADO LGICO

1 E1 0 T E1

1

0 T

1 S1 0 T CIRCUITO UT ILIZANDO E1 NORMALMENTE ABERTO S1

1

0 T CIRCUITO UTILIZANDO E1 NORMALMENT E FECHADO


VII.1.1 ASSOCIAO DE CONTATOS NO LADDER. No ladder se associam contatos para criar as lgicas E e OU com a sada. Os contatos em srie executam a lgica E, pois a bobina s ser acionada quando todos os contatos estiverem fechados

E1

E2

E3

S1

A sada S1 ser acionada quando: E1 estiver acionada E E2 estiver no acionada E E3 estiver acionada Em lgebra booleana S=E1* E2* E3 A lgica OU conseguida com a associao paralela, acionando a sada desde que pelo menos um dos ramos paralelos estejam fechados

E1

S1

E2 E3

A sada S1 ser acionada se E1 for acionada OU E2 no for acionada OU E3 for acionada. O que equivale a lgica booleana. S1=E1+E2+E3

Controlador Lgico Programvel

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Com associaes mistas criam-se condies mais complexas como a do exemplo a seguir

E1

E3

S1

E2

Neste caso a sada acionada quando E3 for acionada & E1 for acionada OU E3 for acionada & E2 no for acionada

Em lgica booleana S1=E3 * (E1 + E2)


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VII.1.2. INSTRUES Na UCP o programa residente possui diversos tipos de blocos de funes. Na listagem a seguir apresentamos alguns dos mais comuns: - contador; - temporizao de energizao; - temporizao de desenergizao; - adio de registros; - multiplicao de registros; - diviso de registros; - extrao de raiz quadrada; - bloco OU lgico de duas tabelas; - bloco E lgico de duas tabelas; - ou exclusivo lgico de duas tabelas; - deslocar bits atravs de uma tabela-direita; - deslocar bits atravs de uma tabela-esquerda; - mover tabela para nova localizao; - mover dados para memria EEPROM; - mover inverso da tabela para nova localizao; - mover complemento para uma nova localizao; - mover valor absoluto para uma nova localizao; - comparar valor de dois registros; - ir para outra seqncia na memria; - executar sub-rotina na memria; - converter A/D e localizar em um endereo; - converter D/A um dado localizado em um endereo; - executar algoritmo PID; - etc.


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VII.1.3. INSTRUES BSICAS As instrues bsicas so representadas por blocos funcionais introduzidos na linha de programao em lgica ladder. Estes blocos funcionais podem se apresentar de formas diferentes de um CLP para outro, mas a filosofia de funcionamento invarivel. Estes blocos auxiliam ou complementam o controle do equipamento, introduzindo na lgica ladder instrues como de temporizao, contagem, soma, diviso, subtrao, multiplicao, PID, converso BCD/Decimal, converso Decimal/BCD, raiz quadrada, etc.

FUNCIONAMENTO DOS PRINCIPAIS BLOCOS

E2 BLOCO FUNCIONAL

S1

O bloco funcional possui pontos de entrada ( localizados esquerda ) e pontos de sada ( localizados direita do bloco ), tambm possui campos de entrada de informaes como; nmero do registro, memria, ponto de entrada analgico, bit de sada, bit de entrada, ponto de sada analgico, constantes, etc. As instrues seguintes ser explicadas supondo o byte de oito bits. A anlise para o byte de dezesseis bits exatamente a mesma.


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INSTRUO DE TEMPORIZAO O temporizador conta o intervalo de tempo transcorrido a partir da sua habilitao at este se igualar ao tempo preestabelecido. Quando a temporizao estiver completa esta instruo eleva a nvel 1 um bit prprio na memria de dados e aciona o operando a ela associado.

E2 TEMPORIZADOR T1 = 30 SEG

S1

Segundo exemplo, quando E1 for acionada, o temporizador ser habilitado e imediatamente aps 30 segundos a sada S1 ser acionada. Quando E1 for desacionada, o temporizador ser desabilitado, ou desenergizado, desacionando a sada S1. Em alguns casos, esta instruo apresenta duas entradas uma de habilitao da contagem e outra para zeramento ou reset da sada. Para cada temporizador destina-se um endereo de memria de dados onde o valor prefixado ser armazenado. Na memria de dados do CLP, o temporizador ocupa trs bytes para o controle. O primeiro byte reservado para o dado prefixado, o segundo byte reservado para a temporizao e o terceiro byte reservado para os bits de controle da instruo temporizador. Os temporizadores podem ser TON ( 1o byte = valor prefixado de 30 temporiza no acionamento ) e TOFF ( temporiza seg. no desacionamento). 2o byte = tempo transcorrido 3o byte = bits de controle D.E. ( bit de entrada) e D.S. ( bit de sada ).


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INSTRUO DE CONTAGEM O contador conta o nmero de eventos que ocorre e deposita essa contagem em um byte reservado. Quando a contagem estiver completa, ou seja , igual ao valor prefixado, esta instruo energiza um bit de contagem completa. A instruo contador utilizada para energizar ou desenergizar um dispositivo quando a contagem estiver completa.E1 S1

E2

CON T AD OR C1 PU L S O S = 5 0

Para cada contador destina-se um endereo de memria de dados onde o valor prefixado ser armazenado. Na memria de dados do CLP, o contador ocupa trs bytes para o controle. O primeiro byte reservado para o dado prefixado, o segundo byte reservado para a contagem e o terceiro byte reservado para os bits de controle da instruo contador.1 EVENTO 0 1

BIT DE ENERGIZAO D.E.

1o byte = valor prefixado de 50 2o byte = contagem 3o byte = bits de controle D.E. T ( bit de entrada), D.S. ( bit de sada ) e D.R. ( bit de reset).

0 T BIT DE CONTAGEM 1 COMPLETA D.S. 0 T BIT DE 1 ZERAMENTO D.R. 0 T


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INSTRUO MOVER A instruo mover transfere dados de um endereo de memria para outro endereo de memria, manipula dados de endereo para endereo, permitindo que o programa execute diferentes funes com o mesmo dado.E1 S1

MOVER D1 ===>D2

Abaixo temos cinco endereos da memria de dados do CLP. Observe que o dado de D1 distinto de D2. B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 D1 0 0 0 0 1 1 1 1 D2 0 0 1 1 0 0 0 0 D3 0 0 0 0 1 0 0 0 D4 1 1 1 0 0 1 0 0 D5 1 0 0 0 0 1 1 1 Supondo que a instruo mover tenha sido acionada e que a movimentao ser de D1 para D2. B7 0 0 0 1 1 B6 0 0 0 1 0 B5 0 0 0 1 0 B4 0 0 0 0 0 B3 1 1 1 0 0 B2 1 1 0 1 1 B1 1 1 0 0 1 B0 1 1 0 0 1

D1 D2 D3 D4 D5

Observe que o contedo de D2 foi alterado. No momento em que a instruo mover for desacionada, o dado de D2 permanecer o mesmo. Enquanto E1 estiver acionada o dado ser movido uma vez a cada ciclo de varredura, portanto E1 deve ser acionado e desacionado rapidamente.


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Temos o grfico que ilustra antes e depois do acionamento de E1 para a instruo mover.

1 ENTRADA 0 T MEMRIA DE DADOS 0 MEMRIA DE DADOS 0 T T D2 = 00110000 D2 = 00001111 D1 = 00001111

D1 = 00001111


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INSTRUO COMPARAR A instruo comparar verifica se o dado de um endereo igual, maior, menor, maior/igual ou menor/igual que o dado de um outro endereo, permitindo que o programa execute diferentes funes baseadas em um dado de referncia.E1 S1

CO MPAR AR D 1> D 2

E1

S2

CO MPAR AR D 1

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