CLP Controlador Lógico Programável

Tópicos

• Introdução

• Princípio de Funcionamento

• Lógica Combinacional e Sequencial

• Diagrama de Contatos (Simbologia LADDER)

• Programação de CLP

• Principais fabricantes 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.

:

As máquinas de tear são os primeiros

exemplos de automação

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

ENTRADAS E SAIDAS

DIGITAL:fornece dois estados,ligado(1) e desligado (0).

ANALOGICA: fornece varios niveis de sinal,reprensentando a variação de uma grandeza.

ProcessadorProcessador

Princípio de

FuncionamentoINICIO

VERIFICA O ESTADO DAS ENTRADAS

TRANSFERE OS DADOS PARA MEMÓRIA

COMPARA COM O PROGRAMA DO USUÁRIO

ATUALIZA AS SAÍDAS Repete a sequencia apartir da verificação do estado

das entradas

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

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)

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 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 (5s) 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

Programação de CLP’sExemplos de Aplicação:

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

Solução:

Passo 1 – Construção do diagrama de ligação

R S T

C1 C2

C3

1 2 3

4 5 6

NA

Partida

NF

Arranque

C3

C1

C1C2C2

C3 TR C2

TR

Disjuntor

Programação de CLP’s

Solução:

Passo 2 – Evolução temporal do comandos de acionamento

Exemplos de Aplicação:

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

C1

C3

Arranque

C2

TR

Parada

5s

Y

Y Δ

Δ

Programação de CLP’s

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