Aula 4

Interfaces de entrada e saída discreta

Entradas digitais

Os dispositivos (sensores) mais comuns para as entradas digitais são:

• pressostatos;• termostatos;• chaves seletoras;• pushbottons;• sensores fotoelétricos;• chaves fim-de-curso;• sensores de proximidade indutivos ou capacitivos;• chave BCD (de código)• chaves sensoras de nível (bóia);• contatos de relés.

São os tipos de sinal mais comumente encontrados em sistemas automatizados com PLC. Nesses tipos de interfaces, a informação consiste em um único bit cujo estado pode apresentar duas possíveis situações: ligado ou desligado (daí sua característica discreta).

Normalmente o nível 1 para o CLPs significa 24 Vcc. As entradas digitais podem ser de dois tipos: ativa em nível baixo (do tipo N) ou ativa em nível alto (do tipo P). Logo, ativar uma entrada “P” significa ligá-la em 24 Vcc, e para uma entrada “N” em zero volt.

Outra coisa que devemos observar é quando falamos em entradas digitais é sua isolação óptica. Essa técnica possibilita duas funções primordiais: eliminação de ruídos elétricos e proteção do sistema de controle.

Acoplador Óptico

O optoacoplador permite que dois circuitos façam a troca de sinais e ainda permanecem isoladas eletricamente, ou seja, são dispositivos que fazem a transferência de sinais de um circuito para outro através de luz (visível ou infravermelho), Como não existe um contacto elétrico entre os dois dispositivos internos ao acoplador, o isolamento do sinal é total. Esses dispositivos são bastante rápidas podendo operar com sinais de frequências elevadas.

Acoplador Óptico

Uma isolação elétrica é feita geralmente através de optoacopladores. Quando um pulso digital passa através do LED, um pulso de infravermelho é produzido. Esse pulso é detectado por um fototransistor que gera um pulso de tensão no circuito. O espaço entre o LED e o fototransistor garante a isolação elétrica.

• Na saída de um sensor PNP ou fonte, o nível da sua saída lógica vai comutar entre o fornecimento de uma tensão equivalente à da alimentação das saídas e um circuito aberto.

• No caso de um sensor NPN, quando o sensor de proximidade detectar algum objeto, vai enviar um sinal para o transistor NPN comutar, que envia um sinal Gnd (negativo) para a entrada do CLP.

Saídas digitais

Os dispositivos (atuadores) mais comuns para as saídas digitais são:

• motores CC através de relés;• solenóides;• relés;• contatores;• válvulas;• relés do estado sólido;• ventiladores;• alarmes;• lâmpadas;• sirenes; e• IHM (Interface Homem Máquina).

Saídas digitais

• Exemplo de circuito de saída digital a relê.

Saída digital a relé: aciona cargas alimentadas por tensão tanto contínua quanto alternada.

Uma grande vantagem de utilizar essa configuração de saída é o fato de se ter uma saída praticamente imune a qualquer tipo de transiente da rede. Entretanto, esse tipo de saída possui uma pequena vida útil dos contatos se comparado com os outros tipos, e permite um número total de acionamentos aproximado de 150.000 a 300.000.

Saídas digitais

• Exemplo de circuito de saída digital a transistor.

Saída a transistor: para esse tipo de módulo, o elemento que efetua o acionamento pode ser um transistor típico, o que promove comutações com alta velocidade. O módulo com saída a transistor é recomendado quando são utilizadas fontes de corrente contínua. Essa saída tem uma capacidade de 10 × 106 acionamentos ao longo de sua vida útil e pode suportar uma corrente de aproximadamente 1,0 A. Para a saída a transistor, optoisoladores são usados para isolar a carga a ser acionada do cartão do CLP.

Saídas digitais

• Exemplo de circuito de saída digital a Triac.

Saída a TRIAC: tem maior vida útil do que a saída a relé. Nesse tipo de saída o elemento acionador é um dispositivo de estado sólido (TRIAC), sendo recomendado seu uso para corrente alternada. Tem uma vida útil de 10x106 e pode suportar uma corrente de até, aproximadamente, 1,0 A.

No seu funcionamento básico, o triac ao receber uma tensão na GATE, permite condução entre o MT1 e MT2 de Corrente Alternada.

Linguagem de programaçãoOs CLPs permitem desenvolver e alterar facilmente a lógica

para o acionamento das suas saídas em função das entradas, mudando assim a estratégia de controle de um determinado sistema. Logo, é possível utilizar os sinais de entrada fornecidos pelos sensores no controle dos diversos atuadores conectados nos pontos de saída.

Linguagem de programação

Como em qualquer computador, o processador do CLP opera com uma série de instruções e dados codificados, que ele pode entender; esse código é conhecido como código-objeto. Porém, a realização de programas diretamente em código-objeto é inadequada, devido à dificuldade de lembrar a instrução que cada número representa, além de haver uma grande possibilidade de errar ao digitar-se um programa constituído por números e muita dificuldade para encontrar os erros.Por essa razão, nasceram as linguagens de programação, que permitem ao programador editar o programa utilizando sentenças e estruturas escritas em forma bem mais próxima da sua linguagem cotidiana e que representam melhor a ação a ser executada

Portas lógicas básicas

A linguagem "LADDER"

A primeira linguagem destinada especificamente à programação de CLPs, a linguagem Ladder mantém-se como a mais utilizada e está presente em praticamente em todos os CLPs existentes no mercado da automação. Sendouma linguagem gráfica, baseada em símbolos semelhantes aos encontrados nos esquemas elétricos.