PLC Trabalho

7/21/2019 PLC Trabalho

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA

Controladores Lógico

ProgramáveisTrabalho da disciplina Hidráulica e Pneumática

Orlando Silva De Lima Junior



Definição

Controlador Lógico Programável (CLP), também conhecido como Controlador Programável (CP)

ou por PLC (Programmable Logical Controller) é um computador baseado em um microprocessador

especializado que desempenha atividades de controle através de software desenvolvido pelo usuário.

Segundo a NEMA (National Electrical Manufacturers Association), o controlador lógico programável é

um aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para armazenar internamente

instruções e para implementar funções específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização,

contagem e aritmética, controlando por meio de módulos de entradas e saídas, vários tipos de

máquinas e processos.

Os CLPs foram desenvolvidos na década de 60, com o objetivo de substituir os painéis de relés

que eram utilizados na indústria automobilística para executar controle de processos baseados em

lógica sequencial e combinacional.

Características

Hardware

Alta Confiabilidade (alto tempo médio entre falhas);

Imunidade a ruídos eletromagnéticos;

Isolação galvânica de entradas e saídas;

Facilmente configurável com montagem em trilhos padronizados ou racks com módulos

extraíveis;

Instalação facilitada, com conectores extraíveis;

Manutenção simples, com ajuda de auto diagnose.

Software

Programação simples através de linguagens de fácil aprendizagem;

Recursos para processamento em tempo real e multitarefa;

Monitoração de dados online;

Alta velocidade de processamento.

Arquitetura Básica

A arquitetura do CLP pode ser dividida em 6 partes:

Fonte de alimentação;

Unidade de entrada (Analógica e/ou digitais);

Unidade de saída (Analógica e/ou digitais);

Unidade Central de Processamento (CPU);

Comunicação;

Memória.



Figura 1 –

Arquitetura Básica do CLP

Fonte: https://profrafaelrs.wordpress.com/2012/11/27/arquitetura-do-clp/

Fonte de Alimentação

É o componente responsável por fornecer energia elétrica ao CLP. Este componente fornece

todos os níveis de tensão exigidos para as operações internas existentes no CLP.

Unidades de entrada e saída

São os meios de comunicação do CLP com o processo a ser controlado. As entradas recebem os

sinais do campo (que vem de sensores) que são transformados em sinais digitais para serem utilizadospela CPU. Após o processamento, os dados enviados pela CPU são convertidos em sinais que podem ser

utilizados para acionar componentes (atuadores) do processo a ser controlado.

Unidade Central de Processamento

É o componente que executa a lógica de controle. A partir do programa escrito pelo

usuário a CPU analisa as entradas e altera as saídas quando necessário, de acordo com a lógica

programada.

Comunicação

É a unidade componente que viabiliza a comunicação do CLP com algum computador pessoal ou

industrial para desenvolvimento do programa, verificação do processo em tempo real, e realização de

eventuais mudanças na lógica programada.

Memória

Componente responsável pelo armazenamento de todas as informações necessárias para o

funcionamento do CLP.



Aplicações

Como dito anteriormente o CLP é usado para o controle de diversos processos industriais. A

seguir são listados alguns: Automação de máquinas (injetoras de plástico, extrusoras, prensas,

impressoras, robôs e manipuladores, câmaras de vácuo, bobinadeiras de motores) e controle deprocessos (siderúrgicos, químicos, medição e controle de energia, estufas e secadoras. O CLP age como

o componente que toma as decisões de acordo com a lógica programada para analisar as entradas

desses processos com o objetivo de gerenciar as saídas dos mesmos, gerando assim um controle

confiável e rápido.

Operação do CLP

O CLP funciona sequencialmente. A primeira fase do processo de funcionamento é a verificação

dos estados dos dispositivos de entradas (sensores, botões, etc.) sejam eles dispositivos discretos ou

analógicos. A segunda fase do processo é a execução da lógica do programa interno. A terceira e últimafase é a determinação do estado dos dispositivos de saída de acordo com a verificação dos estados das

entradas e da execução da lógica programada. Após a terceira fase o CLP volta a primeira fase repetindo

esse processo inúmeras vezes.

Os CLPs possuem 3 modos de operação: O modo RUN e o modo PROGRAM.

No modo RUN, que é o módulo normal de funcionamento, O CLP funciona normalmente,

executando o programa contido na memória.

No modo PROGRAM, o CLP permite a introdução ou ajuste do programa lógico de controle. Os

módulos são selecionados através de uma chave seletora que geralmente ficam na frente do painel do

CLP ou através do software de programação utilizado.

No modo MONITOR, a CPU está funcionando. As entradas e saídas são processadas do mesmo

modo que ocorre no modo RUN. O estado de operação da CPU pode ser monitorado, bits podem ser

setados ou resetados (ligados ou desligados). Este modo é utilizado para ajustes do sistema durante a

fase de testes.

Linguagens de Programação

O IEC 1131-3 é o padrão internacional para linguagens de programação utilizadas em

controladores lógico programáveis e fazem parte deste padrão as seguintes linguagens:

Diagramas de contatos (Ladder Diagram);

Diagramas de funções sequenciais;

Diagramas de blocos de funções;

Lista de instruções;

Texto estruturado;



Diagrama de Contatos (Ladder Diagram)

É o método mais utilizado para programação de CLPs. Esta linguagem foi criada para imitar a

lógica de relês que era amplamente utilizada no controle de processos. O objetivo da criação dessa

linguagem era reduzir a quantidade de treinamento para os engenheiros e funcionários já que possui os

mesmos princípios que a lógica de relês.

Figura 2 –

Exemplo de diagrama de contatosFonte: www.plcmanual.com

Diagrama de Funções Sequenciais

É uma linguagem de programação gráfica baseada em fluxogramas. Os principais componentes

dessa linguagem são: Passos associados com ações, transições associadas com condições lógica, e

ligações diretas entre passos e transições. Os passos podem ser ativos ou inativos. As ações são somente

executadas através de passos ativos.

Figura 3 – Exemplo de diagrama de funções sequenciais

Fonte: www.plcmanual.com



Diagrama de Blocos de Funções

É uma outra linguagem gráfica de programação que descreve as funções através de variáveis de

entrada e variáveis de saída. Entradas e saídas dos blocos são conectadas juntas por linhas de conexão.

Linhas únicas podem conectar dois pontos lógicos do diagrama. A conexão é orientada, o que significa

que linhas transferem dados da esquerda para a direita. As linhas de entrada e saída devem possuir o

mesmo tipo de dados.

Figura 4 – Exemplo de diagrama de funções de blocos

Fonte: www.phoenixcontact-software.com

Lista de Instruções

Esta linguagem consiste de várias linhas de código, e é muito similar a linguagem Assembly. As

variáveis e as chamadas das funções são definidas pelos elementos comuns de linguagens de

programação. Cada linha do programa representa uma operação. Há vários padrões permitidos para

essa linguagem mas caso o programador opte por utilizar o padrão IEC, o programa escrito pode ser

transferido facilmente para qualquer outra máquina sem nenhum problema de compatibilidade.

Figura 5 - Exemplo de programa lógico utilizando a linguagem de lista de instruções

Fonte: www.icpdas.com



Texto Estruturado

É uma linguagem de programação de baixo nível que possui blocos de instruções e é

sintaticamente similar a linguagem de programação Pascal. Declarações complexas e instruções

aninhadas são suportadas por essa linguagem como por exemplo: Loops de iteração (While, Do-While,

Repeat-Until), execução condicional (If-Else) e funções (SQRT(), SEN());

Figura 6 –

Exemplo de utilização da linguagem de texto estruturadoFonte: www.phoenixcontact-software.com



Exemplos de CLPs Comerciais

Entre os maiores fabricantes de CLPs estão as empresas: Schneider Electric, Siemens, Allen

Bradley e General Electric. Abaixo estão alguns exemplos de CLPs dessas companhias.

Figura 7 – CLPs ControlLogix 5000 da companhia Allen Bradley

Fonte: http://bin95.com/seminars/control_logic_5000.htm

Figura 8 - SIMATIC S7-1200 CLP da empresa Siemens

Fonte: http://w3.siemens.com.br/automation/br/pt/automacao-e-controle/automacao-

industrial/simatic-plc/s7-cm/s7-1200/pages/default.aspx



Conclusão

Os controladores lógicos programáveis foram criados para substituir o controle de processos

industriais utilizando relês por diversos motivos. Desde de sua criação os CLPs evoluíram muito e hoje

em dia suportam diversos tipos de aplicações, número necessário de entradas, número de saídas,

oferecem confiabilidade em seu funcionamento e são adaptáveis a qualquer demanda de atividades.

Cada fabricante de CLPs oferecem uma diversa gama de atributos nos aparelhos que vão de encontro as

necessidades do consumidor bastando a cada cliente escolher o que mais se adapta aos respectivos

processos. Há diversas maneiras de se criar a lógica do programa de um CLP como o uso de diagrama de

contatos, texto estruturado e etc., indo de encontro as necessidades e preferência dos usuários. Depois

de mais de 50 anos os CLPs se tornaram parte fundamental da automação industrial e estão se tornando

essenciais na automação doméstica sendo utilizados cada vez mais para essas aplicações. Os processos

industriais exigem cada vez mais qualidade, confiabilidade e tempo de produção mais curto e os CLPs

continuaram evoluindo na mesma velocidade ou até mais rápidos se consolidando uma ferramenta

indispensável para o controle industrial.

Bibliografia

1. Teoria de CLP, IFSP, http://www.cefetsp.br/edu/maycon/arqs/ap_clp_rev00.pdf

2. Arquitetura do CLP, Da Silva, Rafael

https://profrafaelrs.wordpress.com/2012/11/27/arquitetura-do-clp/

3.

Controlador Lógico Programávelhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_program%C3%A1vel

4. Modos de operação de um CLP

http://controleeautomacaoindustrial3.blogspot.com.br/2013/07/aula-03-modos-de-

operacao-de-um-clp.html

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