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Automação e ControleAutomação e Controle

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI--ÁRIDOÁRIDO

CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Automação e ControleAutomação e ControleAula 05 Aula 05 –– Introdução ao CLPIntrodução ao CLP

Profª Danielle Casillo

CONTROLADOR LÓGICO CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL PROGRAMÁVEL -- CLPCLPPROGRAMÁVEL PROGRAMÁVEL -- CLPCLP

Aula 05 - Introdução ao Controlador Lógico Programável - CLP

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CONTROLADOR LÓGICO CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL PROGRAMÁVEL -- CLPCLP

• Podemos considerar o CLP um computadorprojetado para trabalhar no ambiente industrial.


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• DEFINIÇÃO:

– Sistema eletrônico operando digitalmente, projetado parauso em um ambiente industrial, que usa uma memóriaprogramável para a armazenagem interna de instruçõesorientadas para o usuário para implementar funçõesorientadas para o usuário para implementar funçõesespecíficas, tais como lógica, sequencial, temporização,contagem e aritmética, para controlar, através de entradas esaídas digitais ou analógicas, vários tipos de máquinas ouprocessos. O Controlador programável e seus periféricosassociados são projetados para serem facilmente integráveisem um sistema de controle industrial e facilmente usadosem todas suas funções previstas.


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• Os CLPs podem ser definidos, segundo a normaABNT, como um equipamento eletrônico-digitalcompatível com aplicações industriais. O termo eminglês é PLC, que significa Programmable LogicController.


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HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DO CLPHISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DO CLP

• O Controlador Lógico Programável – CLP – nasceu dentroda General Motors, em 1968, devido a grande dificuldadede mudar a lógica de controle dos painéis de comando acada mudança na linha de montagem. Tais mudançasimplicavam em altos gastos de tempo e dinheiro.implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro.

• Nascia assim um equipamento bastante versátil e de fácilutilização, que vem se aprimorando constantemente,diversificando cada vez mais os setores industriais e suasaplicações, o que justifica hoje um mercado mundialestimado em 8 bilhões de dólares anuais.


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• Historicamente os CLPs podem ser classificados nasseguintes categorias:

– 1ª geração: Programação em Assembly. Era necessárioconhecer o hardware do equipamento, ou seja, aconhecer o hardware do equipamento, ou seja, aeletrônica do projeto do CLP.

– 2ª geração: Apareceram as linguagens de programaçãode nível médio. Foi desenvolvido o “Programa monitor”que transformava para linguagem de máquina oprograma inserido pelo usuário.


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– 3ª geração: Os CLPs passam a ter uma entrada deprogramação que era feita através de um teclado, ouprogramador portátil, conectado ao mesmo.

– 4ª geração: É introduzida uma entrada para– 4ª geração: É introduzida uma entrada paracomunicação serial, e a programação passa a ser feitaatravés de micro-computadores. Com este adventosurgiu a possibilidade de testar o programa antes domesmo ser transferido ao módulo do CLP, propriamentedito.


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– 5ª geração: Os CLPs de quinta geração vem com padrõesde protocolo de comunicação para facilitar a interfacecom equipamentos de outros fabricantes, e tambémcom Sistemas Supervisórios e Redes Internas decomunicação.comunicação.


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• São sistemas modulares compostos basicamente de:

– Fonte de alimentação;

– CPU;

– Memória;– Memória;

– Módulos de entradas e saídas;

– Linguagens de programação;

– Dispositivos de programação;

– Módulos de comunicação;

– Módulos especiais (opcionais).


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TECNOLOGIA DOS TECNOLOGIA DOS CLPsCLPs

• Só foi possível com o advento dos chamadosCircuitos Integrados e da evolução da Lógica Digital.

• Vantagens:

– economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido;

não produzem faíscas;– não produzem faíscas;

– podem ser programados sem interromper o processoprodutivo;

– possibilidade de criar um banco de armazenamento deprogramas;

– baixo consumo de energia;


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VANTAGENSVANTAGENS

– necessita de uma reduzida equipe de manutenção;

– tem a flexibilidade para expansão do número de

entradas e saídas;

– reutilizáveis;– reutilizáveis;

– maior confiabilidade;

– maior flexibilidade;

– maior rapidez na elaboração dos projetos;

– interfaces de comunicação com outros CLPs ecomputadores.


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APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

• Indústria de Plástico;

• Controle de malhas;

• Indústria Petroquímica;

• Sistemas SCADA (Supervisory Control and Data• Sistemas SCADA (Supervisory Control and Data

Aquisition);

• Sistemas de controle estatístico de processo;

• Sistema de controle de estações;

• Sistemas de controle de células de manufatura;

• Montagem automatizada;


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APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

• Processos de empacotamento, engarrafamento,enlatamento, transporte e manuseio de materiais,usinagem;

• Geração de energia;

• Sistemas de controle predial de ar condicionado;• Sistemas de controle predial de ar condicionado;

• Sistemas de segurança;

• Sistemas de tratamento de água;

• Indústrias de alimentos, bebidas, automotiva,química, têxtil, plásticos, papel e celulose,farmacêutica e siderúrgica/metalúrgica, mineração,entre outras. Aula 05 - Introdução ao Controlador Lógico

Programável - CLP14

ESTRUTURA BÁSICA DE UM CLPESTRUTURA BÁSICA DE UM CLP

• O controlador programável tem sua estruturabaseada no hardware de um computador, tendoportanto uma unidade central de processamento(UCP), interfaces de entrada e saída e memórias.


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ESTRUTURA BÁSICA DE UM CLPESTRUTURA BÁSICA DE UM CLP

• CLP x Computador

– A fonte de alimentação possui características ótimas defiltragem e estabilização;

– Interfaces de E/S imune a ruídos e um invólucroespecífico para aplicações industriais;específico para aplicações industriais;

– Terminal de comunicação para programação do CLPatravés de um computador.


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PARTES DE UM CLPPARTES DE UM CLP


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ARQUITETURA BÁSICA DE UM CLPARQUITETURA BÁSICA DE UM CLP


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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOPRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

• Os sinais de entrada e saída dos CLPs podem serdigitais ou analógicos.

• As entradas analógicas utilizam os módulosconversores A/D.


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• O CLP funciona de forma sequencial, fazendo umciclo de varredura em algumas etapas.

• O tempo total para realizar o ciclo é denominado• O tempo total para realizar o ciclo é denominadoCLOCK.

• A não simultaneidade das operações justifica aexigência de processadores com velocidades cadavez mais altas.


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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOPRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOVerifica o funcionamento daCPU, memórias, circuitosauxiliares, estado das chaves,existência de um programa deusuário, emite aviso de erro emcaso de falha. Desativa todas as


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saídas.

Lê cada uma das entradas,verificando se houveacionamento. O processo échamado de ciclo devarredura.


Através das instruções dousuário sobre qual ação tomarem caso de acionamento dasentradas o CLP atualiza amemória imagem das saídas.


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memória imagem das saídas.

As saídas são acionadas oudesativadas conforme adeterminação da CPU.Um novo ciclo é iniciado.

FONTE DE ALIMENTAÇÃOFONTE DE ALIMENTAÇÃO

• Converte a tensão da rede de 110 ou 220 VCA em+5VCC, +12VCC ou +24VCC para alimentar oscircuitos eletrônicos, as entradas e as saídas.

• O CLP possui uma bateria interna que mantém asinformações gravadas durante algum tempo, em casode falta de energia.


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UNIDADE DE PROCESSAMENTOUNIDADE DE PROCESSAMENTO

• Pode ser interpretada como o “cérebro” de controle detodas as operações de um CLP. Inclui todos os circuitos decontrole da interpretação e execução de um programa emmemória.

• É composta por:• microcontroladores ou


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• microcontroladores oumicroprocessadores (Intel80xx, motorola 68xx, PIC 16xx).

• Endereçamento de memóriade até 1 Mega Byte;

• Velocidades de clock de 4 a 30MHz;

• Manipulação de dadosdecimais, octais ehexadecimais.

MEMÓRIAMEMÓRIA

• O sistema de memória é uma parte de vitalimportância no processador de um CLP, poisarmazena todas as instruções assim como o os dadosnecessários para executá-las.

• O tamanho da palavra


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• O tamanho da palavrade memória dependeráde características como:• Tipo de processador

utilizado;

• Projeto dos circuitosinternos CLP.

Continua ... Próxima aulaContinua ... Próxima aula

• Memórias

• Módulos de entradas e saídas

• Variáveis de controle

• Processamento dos sinais• Processamento dos sinais

• Tipos de CLPs

• Interfaces de entrada e saída


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