clp controlador lógico programável. tópicos introdução princípio de funcionamento lógica...

CLP Controlador Lógico Programável

Tópicos

• Introdução

• Princípio de Funcionamento

• Lógica Combinacional e Sequencial

• Diagrama de Contatos (Simbologia LADDER)

• Programação de CLP

IntroduçãoAutomação: conjunto das técnicas baseados em :

• Máquinas com capacidade de executar tarefas previamente executadas pelo homem e de controlar sequências de operações sem a intervenção humana;

• Aparelhos programáveis com capacidade de operar quase independentemente do controle humano.

A história da industrialização:

• Produção seriada• Produção em linha• Produção flexível

PROCESSOS DE

CONTROLE

As máquinas de tear são os primeiros

exemplos de automação

Richard Morley foi o engenheiro chefe da

Hydromic Division que idealizou os primeiros

CLP com relés eletromecânicos

CLP: Controlador Lógico Programável

• Sistema dedicado com unidade central de processamento, memória, terminais de entrada e saída

• Atualmente são aparelhos eletrônicos microprocessados capazes de controlar e comandar etapas ou todo o processo de produção

Surgiram com a necessidade de flexibillizar a produção.

Primeira aplicação:

Linha de montagem da General Motors - 1968

Introdução

Princípio de Funcionamento

EntradasEntradasAnalógicasAnalógicas

EntradasEntradasAnalógicasAnalógicas SaídasSaídas

AnalógicasAnalógicas

SaídasSaídasAnalógicasAnalógicas

EntradasEntradasDigitaisDigitais

EntradasEntradasDigitaisDigitais

Saídas Saídas DigitaisDigitais

Saídas Saídas DigitaisDigitais

CPU: Responsável pela interpretação dos comandos for-necidos pelo termi-nal de programação

Memória: Armazena o sistema operacio-nal, o programa e o estado das variáves de controle

Interface E/S: con-verte os valores de tensão dos disposi-tivos conectados em sinais digitais e vice versa.

ProcessadorProcessador

Arquitetura da Memória

Princípio de Funcionamento

Memória do sistema

Memória executiva

Memória de estado

Memória de dados

Memória do usuário

É formada por memórias de somente leitura (ROM) e em seu conteúdo está armazenado o sistema operacional.

Armazena resultados e/ou operações intermediárias, geradas pelo sistema. Não pode ser acessada nem alterada pelo usuário.

Armazena informações de estado das E/S ou imagem das E/S. Armazena valores do processamento das instruções utilizadas pelo programa do usuário.

Armazena o programa do usuário.

Etapas do tratamento do sinal de entrada:

•Bornes de conexão•Conversor e Condicionador •Indicador de Estado•Isolação Elétrica •Interface/Multiplexação

Etapas do tratamento do sinal de saida:

•Interface/Multiplexação•Memorizador de Sinal •Isolação Elétrica •Estágio de Saída •Bornes de Ligação

Princípio de FuncionamentoCaracterísticas das Conexões de Entradas e Saídas

Interfaces deEntrada Digital

• Contato seco• 24 VCC• 110 VCA• 220 VCA

Interfaces deSaída Digital

• Transistor• Triac• Contato seco• TTL

Interfaces deEntrada e Saída Analógica

• Controle de tensões: 1 a 5 Vcc, 0 a 10 VCC, -10 a 10 VCC• Controle de correntes: 4 a 20 mA, 0 a 10 mA, 0 a 50 mA

O tempo gasto para a execução do ciclo com-pleto é chamado Tempo de Varredura, e depen-de do tamanho do pro-grama do usuário, e a quantidade de pontos de entrada e saída.

O termo varredura ou scan, são usados para um dar nome a um ciclo completo de operação (loop).

Princípio de FuncionamentoFluxograma de funcionamento de um CLP

Partida

Limpeza da memóriaTeste da RAMTeste de execução

Leitura dos sinais de entrada

Atualização da tabela imagem das

entrada

Execução do programa

Atualização da tabela imagem das

saídas

Transferência da tabela

para a saída

Tempo deVarredura Ok

Partida Ok

Parada

sim

não

não

sim

Através destas 3 instru-ções básicas é possível desenvolver uma condi-ção para executar uma determinada tarefa, por meio da combinação dessas operações.

Os dois únicos estados possíveis na lógica com-binacional (ou Booleana) é ligado (um) ou des-ligado (zero). As instru-ções AND e OR com-param dois estados e tem como resultado um valor verdadeiro (um) ou falso (zero). A instrução NOT apenas inverte o estado.

Lógica Combinacional e Seqüencial

Instruções básicas da lógica combinacional

Instrução Símbolo Operação

ANDA

BA•B

ORA

BA+B

NOT A Ā

Lógica Combinacional e Seqüencial Elementos Básicos da Lógica Seqüencial

- Temporizadores: Quando uma determinada condição de tempo é estabelecida, a instrução resulta um sinal lógico (ligado ou desligado).

- Contadores: Quando um determinado número de pulsos é alcançada, a instrução responde com um sinal lógico.

- Manipuladores: Quando a entrada desta instrução é verdadeira (nível lógico 1), o resultado é a manipulação de um valor para a memória, podendo ainda fazer operações bit a bit nesses registros

Estas funções trabalham com

registros de vários bits-8 bits = 1 byte

-16 bits = 1 word (palavra)

Lógica Combinacional e Seqüencial Elementos Básicos da Lógica Seqüencial

Evolução temporal de um temporizador

Evolução temporal de um contador

CP

ContadorCNT N

R

pulso 1 pulso 2 . . . pulso VC

Os Temporizadores e contadores ocupam ca-da um 3 bytes na me-mória do CLP. São eles:

Temporizador:Byte 1 – Valor de tempoByte 2 – TimerByte 3 – Bits de controle (bits de entrada e saída)

Contador:Byte 1 – Nº de pulsosByte 2 – ContagemByte 3 – Bits de controle (bits de E/S e bit reset)

CondiçãoA

TemporizadorTIM N

Diagramas de contatos (Simbologia LADDER)

Elementos Básicos da simbologia LADDER

Ladder em inglês sig-nifica escada, devido a semelhança dos diagra-mas em Ladder com de-graus.

Ladder é uma linguagem simbólica que está pa-dronizada pela norma IEC 61133, usada na programação de CLP´s. Outras linguagens tam-bém podem ser usadas como:

•Diagrama de blocos funcionais•Diagrama funcional se-qüencial (GRAFCET)•Lista de instruções•Texto estruturado

Tipo Símbolo Diagrama elétrico

Contato aberto

Contato fechado

Saída ( )

Diagramas de contatos (Simbologia LADDER)

Lógica combinacional com simbologia LADDER

Operação Diagrama

AND

OR

NOT

( )I 0.0 I 0.1 Q 0.0

( )

I 0.0 Q 0.0

I 0.0 Q 0.0

I 0.1

( )

As numerações dos contatos I 0.0, I 0.1 e Q 0.0

são referentes aos bornes de entrada e saída de

um CLP

Programação de CLP’sExemplos de Aplicação:

Caso 1 – Misturador de Líquidos

Descrição

Pretende-se controlar o funcionamento de um dispositivo que efetua a mistura de dois líquidos, utilizando três botões:

1 – Botão de liberação do líquido A I 0.02 – Botão de liberação do líquido B I 0.13 – Botão de parada de emergência I 0.2

O motor é acionado quando um dos líquidos é liberado para o misturador. O contator da chave de acionamento do motor está ligado na saída Q 0.0 do CLP.


Caso 1 – Misturador de Líquidos

Solução

Basta efetuar o OR entre as entradas líquido A e líquido B, seguido do AND com a entrada de emergência negada.

I 0.0 I 0.2 Q 0.0

I 0.1

( )

Operação OR

Operação AND

Saída

A ordem das operações em LADDER:

• Começam de cima para baixo e da esquer-da para direita;

• Resolvem-se primeiro as operações em série (AND) e depois as operações em paralelo (OR).


Caso 2 – Acionamento de motor trifásico através de chave estrela-triângulo

Descrição

Para evitar indesejáveis efeitos transitórios, faz-se necessário a energização de um motor trifásico com uma tensão inferior a nominal através da ligação de suas bobinas em configuração estrela. Após o motor atingir um regime de funcionamento seguro (10 s) a ligação deve ser alterada para a configuração delta (ou triângulo), para o motor operar com tensão nominal.

VN

VF = VN /√3

VF

1

S

T

R

N4

6

3

5

2

VF = VN

VN

S

T

R1

3

2

4

5

6

Configuração estrela

Configuração triângulo



Solução:

Passo 1 – Construção do diagrama de ligação

R S T

C2 C3

C1

1 2 3

4 5 6

NA

Partida

NF

Arranque

C1

C1

C1C2C2

C3 TR C2

TR

Disjuntor

Programação de CLP’s

Solução:

Passo 2 – Evolução temporal do comandos de acionamento

Exemplos de Aplicação:


C2

C1

Arranque

C3

TR

Parada

10s

Y

Y Δ

Δ

Programação de CLP’s

Solução:

Passo 3 – Construção do diagrama de contatos

Exemplos de Aplicação:


TR

00010s

P

TR 000

A

C1

C1

C1

C2

C2

C2

TR 000 C1 C3

Bibliografia

Bignell, J. W. e Donovan, R. L. – Eletrônica Digital – Editora Makron Books

Bolton, W. – Engenharia de Controle – Editora Makron Books

Castrucci, P. B. L. e Batista, L. – Controle Linear – Editora Edgar Blucher Ltda.

Medeiros Júnior, Jair – Mafra, Marcos Augusto – Manual de utilização de Controladores Lógicos Programáveis – SIMATIC S7-200

Ogata, Katsumi – Engenharia de Controle Moderno – Editora Prentice Hall do Brasil

Osborne, A – Microprocessadores – Editora Mc Graw-Hill

clp controlador lógico programável. tópicos introdução princípio de funcionamento lógica...

Documents