eletroeletrônica aperfeiÇoamento profissional: controladores lÓgicos programÁveis 2014

Eletroeletrônica

APERFEIÇOAMENTO PROFISSIONAL:CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS

2014

Lógica com rele

Lógica com rele

Para poder analisar um circuito elétrico industrial, o técnico deve ter em mente um conceito fundamental: tratar o circuito em duas partes separadas (circuito de comando, e circuito de força). O circuito de comando mostra a “lógica” com que o circuito de força deve operar. O circuito de força, por sua vez, e como o próprio nome diz, estabelece ou não a energia para a carga.

Vantagens CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMAVEL

• Facilidade e flexibilidade para alterar os programas. O CLP pode ser reprogramado e operar com uma lógica distinta.

O programa pode ser armazenado em memória para replicação em outro sistema ou ser guardado como sistema reserva (backup).

• No caso de defeito, sinalizadores visuais no CLP informam ao operador a parte do sistema que está defeituosa.

Desvantagens

• Custo mais elevado.• Uso de algum tipo de programação ou álgebra

booleana no projeto, técnicas que são desconhecidas por uma boa parte dos eletricistas.

• Sensibilidade à interferência e ruídos elétricos, comuns em instalações industriais.

• Necessidade de maior qualificação da equipe de manutenção.

APLICAÇÃO DOS CLP

• INDÚSTRIA DE PLASTICO;• INDÚSTRIA PETROQUIMICA;• MÁQUINAS DE EMBALAGEM• INSTALAÇÃO DE AR CONDICIONADO E CALEFAÇÃO• INDÚSTRIA DE AÇUCAR E ALCOOL• INDÚSTRIA ALIMENTICIAS• MINERAÇÃO

Arquitetura CLP

HARDWAREBasicamente o hardware de um CLP pode ser dividido em três partes:

Arquitetura CLPPontos importantes:

Tempo de Varredura (Scan Rate)É o tempo de execução completa do programa, que compreende a leitura das entradas, a execução da lógica programável e a atualização das saídas.

Arquitetura CLP

UTILIZAÇÃO

ESTRUTURA DE MEM. E CAPACIDADE

• Bit é a sigla para Binary Digit, que em português significa dígito binário, ou seja, é a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida. É geralmente usada na computação e teoria da informação. Um bit pode assumir somente 2 valores, como 0 ou 1.

ESTRUTURA DE MEM. E CAPACIDADE

• Um byte é um dos tipos de dados integrais em computação, é usado para especificar o tamanho ou quantidade da memória ou da capacidade de armazenamento de um dispositivo, independentemente do tipo de dados armazenados. A codificação padronizada de byte foi definida como sendo de 8 bits. O byte de 8 bits é mais comumente chamado de octeto no contexto de redes de computadores e telecomunicações.

• A importância de bits e bytes se deve ao fato de tudo na informática ser medido através de bits e bytes.

Formação de informações

• São esses bits que formam qualquer informação, porém, um bit sozinho não faz nada, é apenas um sinal qualquer. Para que os bits possam realmente formar uma informação, precisam ser agrupados, reunidos. Esses grupos podem ser de 8, 16, 32 ou 64 bits.

8 bits10100110

Palavra• O conceito de “palavras”. Na terminologia dos computadores, palavra é

um grupo de algarismos binário (bits) que podem ocupar uma localização na memória, e, que podem ser processados de uma só vez, podendo ser um número binário que é para ser manuseado como um dado, ou, uma instrução que diz ao computador que operação deve ser executada. Pode ser também um endereço que diz ao processador onde se localiza um dado.

• Existem tamanhos de palavras diferentes, onde cada um recebe um nome, veja:

· 4 bits = NIBBLE (24 =16 variações);· 8 bits = BYTE (28 = 256 variações);· 16 bits = WORD (216 = 65.536 variações);· 32 bits = DOUBLE WORD (232 = 4.294.967.296 variações);· 64 bits = QUAD WORD (264 = 18.446.744.073.709.551.616 variações).

Sistema de memórias:• são divididas em duas partes: instruções do programa• executivo que controla as atividades da CPU e instruções do programa

de• aplicação do usuário. Normalmente a última memória pode ser

expandida pelo• usuário.• - Memória de programa: responsável pelo armazenamento do

programa• aplicativo, desenvolvido pelo usuário para desempenhar determinadas

tarefas.• - Memória de dados: local utilizado pela CPU para armazenamento

temporário• de dados.

SISTEMA DE MEMORIA

• Memória EPROM (Erasable PROM): é uma memória PROM que pode ser

• reprogramada depois de ser inteiramente apagada por uma fonte de luz ultravioleta.

• O apagamento completo do conteúdo do chip necessita que a janela do chip seja

• exposta a uma fonte de luz ultravioleta por aproximadamente 20 minutos.

SISTEMA DE MEMORIA• Memória EEPROM (Electrically Erasable PROM): é não volátil e

oferece a mesma flexibilidade de programação que a RAM.• A grande maioria dos controladores de médio e pequeno porte usa

EEPROM como a única memória do sistema. Ela fornece armazenamento permanente para o programa e pode ser facilmente alterada com o uso de um dispositivo de programação (por exemplo, PC) ou uma unidade de programação manual. Estas duas características ajudam a reduzir o tempo para a alteração de programas.

• Uma das desvantagens da EEPROM é que um byte de memória só pode ser escrito depois que o conteúdo anterior tiver sido apagado, causando um atraso. Esse período de atraso é considerável quando mudanças on-line de programação forem feitas.

• Outra desvantagem da EEPROM é a limitação do número de vezes que pode ser executada a operação de escrever/apagar um único byte de memória (de 10.000 a100.000 vezes).

SISTEMA DE MEMORIA

• Memórias voláteis: perdem seu conteúdo programado quando sua alimentação elétrica é removida. Memórias voláteis são facilmente alteradas e é recomendado para a grande maioria das aplicações que utilizem uma bateria que mantenha sua alimentação, mesmo na ausência de alimentação externa. As baterias são chamadas de bateria de backup.

• Modo de programação: no modo de programação (Prog) o CLP não executa

• nenhum programa, isto é, fica aguardando para ser configurado ou receber novos programas ou até receber modificações de programas já instalados. Esse tipo de programação é chamado de off-line (fora de operação).

• Modo de execução: no modo de execução (Run), o CLP passa a executar o programa do usuário. CLPs de maior porte podem sofrer alterações de programa mesmo durante a execução. Esse tipo de programação é chamado de on-line (em operação).

• A operação de transferência de programas do microcomputador (ou terminal de programação) para o CLP denomina-se download.

• A operação para fazer a coleta de um programa armazenado no CLP para o PC é chamada de upload.

• Para verificação de erros, é estipulado um tempo de processamento, ficando a cargo de um circuito chamado Watch Dog Timer supervisioná-lo. Se esse tempo máximo for ultrapassado, a execução do programa pela CPU será interrompida, sendo assumido um estado de falha (fault).

• CLPs compactos: possuem incorporados em uma única unidade: a fonte de alimentação, a CPU e os módulos de E/S, ficando o usuário com acesso somente aos conectores do sistema E/S. Esse tipo de estrutura normalmente é empregado para CLPs de pequeno porte. Atualmente suportam uma grande variedade de módulos especiais (normalmente vendidos como opcionais), tais como entradas e saídas analógicas, contadores rápidos, módulos de comunicação, Interfaces Homem/ Máquina (IHM) e expansões de I/O.

• CLPs modulares: são compostos por uma estrutura modular, em que cada módulo executa uma determinada função. Podemos ter processador e memória em um único módulo com fonte separada ou então as três partes juntas em um único gabinete. O sistema de entrada/saída é decomposto em módulos de acordo com suas características. Eles são colocados em posições predefinidas (racks), formando uma configuração de médio e grande porte. Desta forma temos os seguintes elementos colocados para formar o CLP: rack, fonte de alimentação, CPU e módulos de E/S.

MUDANÇA DE BASEDecimal (10) Binária (2) Octal (8) Hexadecimal (16)

0 0000 0 0

1 0001 1 1

2 0010 2 2

3 0011 3 3

4 0100 4 4

5 0101 5 5

6 0110 6 6

7 0111 7 7

8 1001 10 8

9 1001 11 9

10 1010 12 A

11 1011 13 B

12 1100 14 C

13 1101 15 D

14 1110 16 E

15 1111 17 F

Técnicas Digitais

2048 2

00 1024 2

04 02 512 2

08 04 11 256 2

0 0 12 05 128 2

0 16 08 64 2

0 0 04 32 2

0 12 16 2

0 0 8 2

0 4 2

0 2 2

0 1 2

1 0

•Efectue as seguintes conversões entre bases numéricas:I.(2048)10 (?????)2

Como se pode verificar trata-se de uma conversão da base decimal para a base binária.Vamos então fazer como é regra, divisões sucessivas do valor por dois para acharmos os bits do número em base binária.Aproveitando os restos da direita para a esquerda, temos que 2048 na base decimal equivale (100000000000) na base binária.

Técnicas Digitais

Conversão Binário - DecimalA conversão binário - decimal é feita usando a fórmula

atrás referida aplicada à base 2:Como exemplo, converter o número (1100) na base 2

para a base 10.Logo (1100)2 é igual a (12)10.

CONVERSÃO• D)0110112 = X10

• 0*25 + 1*24 + 1*23 + 0*22 + 1*21 + 1*20 =• 0 + 1*16 + 1*8 + 0 + 1*2 + 1*1 =• 0 + 16 + 8 + 0 + 2 + 1 =2710

• Resposta: 0110112 = 2710

• C)11112 = X10

• 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20=• 1*8 + 1*4 + 1*2 + 1=• 8 + 4 + 2 + 1= 1510

• Resposta: 11112 = 1510

CONVERSÃO• 10012 = X10 • 1*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 =• 1*8 + 0 + 0 + 1 = • 8 + 1 = 910

• Resposta: 10012 = 910

• 1112 = X10

1*22 + 1*21 + 1+20 • 1*4 + 1*2 + 1 (Obs: qualquer nº elevado a zero, é igual à

1)• 4 + 2 + 1 = 710

• Resposta: 1122 = 710

CONVERTA DA BASE 10 PARA BASE 2

28• 28 / 2• 0 14 / 2• 0 7 / 2• 1 3 / 2• 1 1• Resposta: 2810 = 111002

CONVERTA DA BASE 10 PARA BASE 2

54• 54 / 2 • 0 27 / 2• 1 13 / 2• 1 6 / 2• 0 3 / 2 • 1 1 • Resposta: 5410 = 110110

CONVERTA DA BASE 10 PARA BASE 2

45 • 45 / 2• 1 22 / 2• 0 11 / 2• 1 5 / 2• 1 2 / 2• 0 1 • Resposta: 4510 = 1011012

Técnicas Digitais

• Dados os números DECIMAIS abaixo, transformá-los para BINÁRIO:

• 1250• 65• 97• 1245• 33

Técnicas Digitais

Dados os números BINÁRIOS abaixo, transformá-los para DECIMAL:

• 10111011• 1011• 1101• 1101011• 10101011• 10101101

Para converter de decimal para hexadecimal, procede-se do mesmo modo que na conversão decimal-binário. Basta agora dividir por 16 e não mais por 2

• 7 (12 é a letra C) 1 = 7C1 Resultado: 7C1

Conversão de Hexadecimal para DecimalPara realizar a conversão realizamos os seguintes passos:Primeiro transformamos cada dígito alfabético em número. assim o C será convertido para 12 e os números ficarão 7, 12 e 1.Agora multiplicamos cada número por 16m, onde m é casa decimal onde ele se encontra, sendo que o dígito mais a direita é 0.