curso clp - senai

7/22/2019 Curso Clp - Senai

1/92

SUMRIO

SUMRIO

1.Apresentao do material ------------------------------------------------- 1-1

2.CLPs - Histrico e evoluo ----------------------------------------------- 2-2

3.Arquitetura genrica de CLPs --------------------------------------------- 3-1

3.1Mdulos de entrada -----------------------------------------------------3-3

3.2Mdulos de sada --------------------------------------------------------3-5

3.3Barramento de entrada / sada ---------------------------------------3-5

3.4Mdulo CPU --------------------------------------------------------------3-53.5Mdulo de memria - Externo ----------------------------------------3-8

3.6Terminal de programao ---------------------------------------------3-9

3.7IHM - Interface Homem Mquina ------------------------------------3-9

3.8Fonte de alimentao -------------------------------------------------3-10

3.9Mapa de memria ------------------------------------------------------3-10

3.10Endereamento de mdulos de entrada / sada de CLPs - -3-13

4.Princpio de operao de CLPs ------------------------------------------- 4-1

5.Linguagem de programao de CLPs ---------------------------------- 5-1

5.1Diagrama de contatos X Diagramas Ladder ----------------------5-2

5.2A linguagem de programao Ladder ------------------------------5-6

5.2.1Operandos e endereamento --------------------------------5-6

Entradas ----------------------------------------------------------------5-6

Sadas -------------------------------------------------------------------5-7

Memrias auxiliares --------------------------------------------------5-8

Dados do usurio -----------------------------------------------------5-9

Constantes -----------------------------------------------------------5-10

Elementos grficos e instrues da linguagemladder ------------------------------------------------------5-12

Linhas de energia ---------------------------------------------------5-12

Contato NA -----------------------------------------------------------5-12

I


2/92

SUMRIO

Contato NF -----------------------------------------------------------5-13

Conexo vertical ----------------------------------------------------5-14

Conexo horizontal -------------------------------------------------5-14Bobina -----------------------------------------------------------------5-15

Bobina liga ------------------------------------------------------------5-15

Bobina desliga -------------------------------------------------------5-16

Contato detector de borda ascendente ------------------------5-17

Contato detector de borda descendente ----------------------5-17

Contato de negao ------------------------------------------------5-18

Rel mestre ----------------------------------------------------------5-19

Segmento ou lgica ------------------------------------------------5-20

Bobina de salto ------------------------------------------------------5-20

Contadores -----------------------------------------------------------5-21

Temporizadores -----------------------------------------------------5-23

Movimentao de dados ------------------------------------------5-29

Operaes aritmticas ---------------------------------------------5-32Operaes lgicas --------------------------------------------------5-36

Operaes de comparao ---------------------------------------5-40

Operaes de converso de cdigo ----------------------------5-41

II


3/92

APRESENTAO DO MATERIAL

APRESENTAO DO MATERIAL

Esse material foi desenvolvido para servir como suporte instrucional em um mdulode treinamento sobre CLPs, integrante da grade curricular de cursos tcnicos deeletrnica e informtica industrial ou cursos para suprimento de demanda de profissionaisda indstria. Ele aborda conceitos, recursos, aplicaes, procedimentos e aspectosoperacionais relacionados com a arquitetura e programao de CLPs.

O tema por si s j vastssimo e alm disso, do ponto de vista prtico, o mercadooferece uma grande quantidade de opes em termos de equipamentos e recursos.Dessa forma procuramos centrar nossas abordagens em aspectos comuns de algumasmarcas e modelos disponveis.

Pela sua abordagem genrica e de linha acadmica, esse material deve ser

empregado na etapa introdutria de um mdulo de treinamento de CLP, para criarsubstrato e / ou equalizar conhecimentos do grupo de treinandos. Ele deve, no entanto,ser seguido pelo estudo de um equipamento de mercado empregando documentaotcnica do fabricante, para que os treinandos possam aplicar a carga de informaesaqui contida.

Alguns termos tcnicos foram empregados na lngua inglesa, pelo fato de j seremconsagrados dessa forma nas bibliografias a respeito do tema em questo. Traduesdesses termos podem tornar ineficaz a idia que se pretende passar, quando no a tornaconfusa.

Os temas so abordados pressupondo-se pr-requisitos como conhecimento de

sistemas de numerao binria e hexadecimal, elementos lgicos combinacionais,elementos lgicos seqenciais e memrias digitais, desejveis para que o material sejaeficaz no cumprimento de seus objetivos.

1


4/92

CLPs - HISTRICO E EVOLUO


Objetivos do captulo

Esse captulo trata do surgimento e evoluo do CLPs at os dias atuais,enfatizando eventos cronologicamente ordenados. Isso facilitar ao leitor posicionar osCLPs no contexto da automao de mquinas e processos, alm de auxili-lo nacompreenso de vrios aspectos que sero abordados nos captulos posteriores. Emsntese, esse captulo pretende apresentar :

os inconvenientes dos sistemas de automao convencionais que provocaram osurgimento dos CLPs;

as premissas bsicas que nortearam o desenvolvimento de CLPs;

marcos da evoluo da tecnologia dos CLPs;

caractersticas comuns de CLPs disponveis atualmente no mercado;

alguns fabricantes de CLPs;

justificativas para a implantao de CLPs;

algumas possibilidades para aplicao de CLPs.

Desde a revoluo industrial, dispositivos mecnicos, hidrulicos, pneumticos eeltricos passaram a ser empregados em mquinas e processos industriais com o intuitode conferir-lhes algum tipo de automatismo. Apesar das vantagens trazidas por essessistemas de automao da poca, o passar do tempo apontou alguns inconvenientesque lhes tornariam inviveis para as novas exigncias de eficincia, baixo custo eflexibilidade que comeavam a ser impostas indstria na dcada de 60.

At ento os sistemas de automao de processos discretos eram concebidos eimplementados sob medida para atender a uma aplicao especfica, sendo o

processamento, na maioria dos casos, realizado por contatos de rels devidamentearranjados em seqncias lgicas e conectados por fiao. Esses sistemas eram, namaioria das vezes, monolticos e em rarssimos casos apresentavam algum nvel demodularidade. O projeto dedicado, a falta de modularidade e o emprego de dispositivoseletromecnicos como elementos de processamento do controle, implicavam nosseguintes inconvenientes :

tempos dilatados para o projeto e implementao;

falta de flexibilidade e expansibilidade;

grandes tempos de parada de mquina por dificuldades de manuteno;


5/92


grandes espaos fsicos para a instalao dos painis com os elementos decontrole.

Qualquer alterao no ciclo produtivo exigia penosas, demoradas e s vezesinviveis modificaes no sistema de controle existente, implicando, em casos extremos,no reprojeto de um novo sistema.

A falta de modularidade dificultava ou inviabilizava ampliaes futuras do sistemaexistente, alm de contribuir para o aumento das dificuldades em procedimentos demanuteno.

O emprego de dispositivos eletromecnicos, com partes mveis e sujeitos adesgastes, impunham baixa confiabilidade ao sistema de controle, implicando emperidicas manutenes preventivas e, em ltimo caso, manutenes corretivas quesignificavam paradas de mquina no programadas.

Frente aos inconvenientes ressaltados e principalmente s suas conseqnciasdiretas e indiretas, um grupo de engenheiros da empresa americana General Motors(GM) lanou, em 1968, uma especificao tcnica para servir como premissa de projetode novos sistemas de controle industriais. Os itens dessa especificao tcnicapropunham uma nova concepo de sistemas que visava, principalmente, eliminar asdesvantagens dos convencionais da poca, alm trazer algumas vantagens adicionais. Aespecificao tcnica era composta basicamente pelos itens listados a seguir :

1. simplicidade de programao e reprogramao, com operaes seqenciaisfacilmente alterveis, mesmo na mquina ou processo;

2. facilidade de manuteno e expanso, obtida com o emprego de uma filosofia

modular plug-in ( facilmente conectvel );3. maior confiabilidade operacional que os sistemas convencionais, mesmo em

condies adversas, prprias de ambientes industriais;

4. dimenses reduzidas;

5. capacidade de envio de informaes para um sistema central;

6. baixo custo;

7. capacidade de excitar diretamente cargas como vlvulas solenides e pequenosmotores.

Em 1969 j surgiram os primeiros sistemas de controle baseados nos itens daespecificao feita pela GM e foram batizados de Programable Logic Controller ousimplesmente PLC. As bibliografias alems preferem o termo PC ( ProgramableController) e nesse material ser empregado o termo CLP ( Controlador LgicoProgramvel ), muito comum em bibliografias em portugus.

Em funo dos equipamentos a que se propunham substituir, os CLPs foramconcebidos para interagir com a mquina ou processo a ser controlado, recebendo eenviando informaes digitais ( liga / desliga ).

Apesar de sua concepo ter partido das necessidades da indstriaautomobilstica, os CLPs rapidamente atraram a ateno de engenheiros de outros

ramos industriais, devido s suas grandes vantagens frente aos sistemas convencionais.


6/92


As possibilidades de aplicaes se tornaram amplas e, frente a uma demandacrescente, vrias empresas fabricantes concentraram esforos em pesquisas edesenvolvimentos para melhorar ainda mais os recursos e facilidades oferecidos pelos

CLPs, sempre empregando o que de mais recente havia em termos de tecnologia dapoca. Isto fez com que os CLPs experimentassem um rpido desenvolvimentotecnolgico tanto em nvel de hardware quanto em nvel de software.

Em 1976 surgiram os primeiros CLPs com arquitetura descentralizada, baseada emum processador central comunicando-se remotamente com racks de mdulos deentrada / sada, distribudos em toda a extenso da mquina ou processo.

Em 1977 foi introduzido o primeiro CLP baseado em um microprocessador. Aresponsvel pelo desenvolvimento foi a Allen Bradley Corporation que utilizou omicroprocessador 8080 da Intel Corporation, ambas empresas americanas.

A grande divulgao e disseminao dos CLPs incentivou os fabricantes a lanaremfamlias de equipamentos com vrios nveis de desempenho e recursos para atenderems mais variadas aplicaes, com as melhores relaes custo / benefcio.

O ano de 1980 foi marcado pelo surgimento de mdulos de entrada / sadainteligentes, com capacidade de processamento dentro de uma aplicao especfica,desenvolvidos com o intuito de amenizar a carga do processador principal e melhorar aperformance geral do sistema. Melhorias tambm foram introduzidas no desenvolvimentode aplicaes, com melhores recursos de programao e documentao de projetos.

A partir de 1983, face aos avanos tecnolgicos na rea de CIs ( CircuitosIntegrados) de alta escala de integrao, alguns fabricantes lanaram microCLPs paraatender a um nicho de pequenas aplicaes que, at ento, no podiam fazer uso dosmodelos disponveis, em virtude do custo proibitivo para elas.

A partir de 1985 os CLPs comearam a ser conectados entre si, commicrocomputadores e outros equipamentos atravs de redes, possibilitandodefinitivamente a distribuio de tarefas de controle e superviso no cho de fbrica.

A dcada de 90 trouxe para os CLPs muitos avanos para o controle de processosseqenciais mas ainda incorporou a eles recursos dedicados ao controle de variveiscontnuas, antes prprios apenas de controladores especficos para essas finalidades.

As indstrias de hoje, empenhadas em tornar realidade filosofias operacionais comoCIM ( Computer Integrated Manufacturing ) e FMS ( Flexible Manufacturing Systems), tm

buscado os limites mximos de versatilidade e qualidade e mnimos de custo e tempo deproduo. Somados s tcnicas administrativas e de gerenciamento da produo e a umsem nmero de recursos, os CLPs participam como elementos tecnolgicos defundamental importncia e em constante evoluo para atender s novas exigncias quea eles so feitas a cada dia. Na atualidade, inmeros fabricantes oferecem umavariedade de famlias e modelos de CLPs com os mais variados tamanhos,potencialidades e recursos. No estgio de evoluo em que se encontram, algunsrecursos comuns de CLPs so :

arquitetura de hardware modular;


7/92


grande disponibilidade de mdulos para aplicaes especficas, porm cada vezmais demandadas nas indstrias, como controle PID, contadores rpidos,controle de posicionamento, interfaces com tratamento de sinal para diversos

tipos de sensores, etc; possibilidade de controle centralizado e distribudo;

linguagem de programao de fcil assimilao por parte de profissionaisexperientes nos tradicionais sistemas de controle a rel;

conjunto de instrues composto de operaes lgicas, aritmticas,temporizao, contagem, comparao, converso de sistemas derepresentao numrica, etc.

facilidades para a criao e depurao de programas bem como o start up da

mquina ou processo; suporte facilitado para conexo, interao e desenvolvimento de aplicaes com

IHM (Interfaces Homem Mquina) a base de teclado / display ou teclado /monitor grfico;

possibilidade de conexo em rede com outros CLPs da mesma famlia, IHMs ousistemas de superviso.

Citamos a seguir, em ordem alfabtica, alguns fabricantes de CLPs :

Allen Bradley Co.;

Altus; Atos;

Cutler Hammer;

General Eletric / Fanuc;

Hitachi;

HI Tecnologia;

Klockner Moeller;

Mitsubishi Eletric Ltd.;

Siemens Ltd;

Telemecanique.

Algumas justificativas para o emprego de CLPs so :

celeridade no projeto e implementao de novas aplicaes;

rapidez no comissionamento das novas aplicaes;

reduo dos tempos de parada de mquina, em funo de menores perodos detempo para manutenes preventivas e corretivas;


8/92


rapidez na assimilao da tecnologia dos equipamentos por parte da equipestcnicas;

baixo custo, quando comparado a sistemas dedicados; menor quantidade de itens de reposio em estoque de almoxarifado;

facilidade e rapidez em expanses e atualizaes tecnolgicas;

facilidade e rapidez na implementao de ajustes e modificaes nas seqnciasdos ciclos produtivos.

Os CLPs podem garantidamente serem aplicados no controle de sistemas cujaoperao se constitua de um seqncia de eventos bem definidos, muito comuns emmquinas e processos discretos, envolvendo o tratamento de variveis digitais ouanalgicas.

Alguns processos, mesmo sendo predominantemente discretos, exigem em algumaparte, a aplicao de aes de controle, prprias de processos contnuos. Visandoatender a esse tipo de necessidade, os fabricantes de CLPs passaram a dotar a sua linhade produtos com recursos de hardware e software prprios para essas aplicaes, comopor exemplo mdulos analgicos especiais para condicionamento de sinais, mdulose/ou rotinas de controle PID, etc.

Obviamente, os CLPs no possuem ainda todos os recursos operacionais de umcontrolador dedicado de processos contnuos e no poder substitu-lo em processosque demandem complicados algoritmos de controle. Nesses casos uma boa soluoseria uma parceria : o CLP se dedica ao processamento da seqncia e o controladorcontnuo, s variveis contnuas, sendo a integrao entre eles feita atravs de portas decomunicao ou at mesmo uma rede.

Considerando todos os recursos de hardware e software, podemos citar inmerasaplicaes para CLPs. A seguir listamos algumas :

indstria de alimentos - dosagem, mistura, embalagem, etc;

indstria de plstico - injeo, sopro, tratamento trmico, etc;

indstria siderrgica - injeo, forja, fornos, acabamento de peas, controle dequalidade, pontes rolantes, etc;

indstria automobilstica - montagem, teste, pintura, transporte de itens etc;

construo civil - elevadores, sistemas de climatizao, ventilao, iluminao,etc;

etc, etc e etc.


9/92


Exerccios de fixao

2.1 - Que tipos de tecnologias eram empregadas para implementar sistemas decontrole, antes do surgimento de CLPs ?

2.2 - Quais as principais razes para os inconvenientes apresentados pelossistemas de automao convencionais ?

2.3 - Numere os parntesis de forma a relacionar as caractersticas dos sistemas deautomao eletromecnicos, apresentadas na coluna da esquerda, com seusinconvenientes, listadas na coluna da direita. Cada parntesis poder receber mais deum nmero se voc achar necessrio.

1. Projeto do sistema de controle feitosob medida para a mquina ouprocesso.

( ) - muito tempo gasto para projeto eimplementao.

2. Sistema de controle com arquiteturamonoltica.

( ) - falta de flexibilidade eexpansibilidade.

3. Emprego de dispositivoseletromecnicos paradesempenhar funes deprocessamento do controle

( ) - grandes tempos de parada demquina para manuteno.

( ) - espao fsico grande parainstalao do sistema de controle.

( ) - dificuldades para mudanas naseqncia do ciclo operacional dasmquinas.

( ) - dificuldades para a incluso denovos elementos a serem controlados namquina ou processo.

( ) - baixa confiabilidade no sistemade controle.

2.4 - Numere os parntesis de forma a relacionar as caractersticas dos sistemas deautomao baseados em CLPs, apresentadas na coluna da esquerda, com suasvantagens, listadas na coluna da direita. Cada parntesis poder receber mais de umnmero se voc achar necessrio.

1.dimenses reduzidas ( ) -facilidade na modificao daseqncia operacional da mquina ouprocesso;

2.emprego de dispositivos eletrnicos ( ) - facilidade de manuteno eexpanso,

3.recursos para troca de informaescom outros sistemas ( ) - maior confiabilidade operacionalque os sistemas convencionais, mesmo


10/92


em condies adversas, prprias deambientes industriais

4.algoritmo de controle realizado porprograma armazenado em memria.

( ) -pouco espao ocupado pelosistema de controle

5.arquitetura preparada para interaocom dispositivos eltricos depotncia

( ) - capacidade de envio deinformaes para um sistema central;

6.modularidade ( ) - capacidade de excitar diretamentecargas como vlvulas solenides epequenos motores.

2.5 - Relacione cada um dos itens abaixo listados relacione com uma caractersticados CLPs atuais :

1. Facilidades de substituio e expanso de elementos do hardware.

2. Facilidade para atendimento a necessidades especficas de determinadasmquinas ou processos.

3. Emprego de um CLP controlando toda a mquina ou vrios com CLPs emambiente com tarefas divididas.

4. Facilidades para aprendizagem e utilizao da linguagem de programao.

5. Ambiente de desenvolvimento de aplicaes com recursos facilitadores para

elaborao e alterao de programas em tempo implantao do sistema ouposteriormente na necessidade de modificaes.

6. Possibilidade de integrao com outros equipamentos.

7. Facilidade no desenvolvimento de recursos para facilitar a interao dooperador com a mquina.

8. - Cite cinco empresas fabricantes de CLPs.

9. - Cite dez exemplos de aplicao para CLPs.


11/92

ARQUITETURA GENRICA DE CLPs


Objetivos do captulo Apresentar um conceito formal para CLP com o intuito de se estabelecer um

ponto de partida para a exposio da arquitetura de hardware genrica domesmo;

Descrever as etapas clssicas de um sistema de controle genrico, apresentado,em grandes blocos, a sua arquitetura, alm de enfatizar a sua interao com amquina ou processo controlado e com o operador;

Analisar a arquitetura de hardware de CLPs apresentando os principaiselementos bem como a interao entre eles;

Apresentar a organizao e aplicao dos tipos de memria empregados emCLPs ;

Descrever formas comuns de distribuio e endereamento de pontos de entradae sada em CLPs.

O ponto de partida para o assunto desse tpico a formalizao de um conceitopara CLP :

CLP um equipamento eletrnico digital, dedicado para controle de mquinase/ou processos em ambiente industrial, que recebe informaes atravs demdulos de entrada, realiza com elas processamentos compostos deoperaes lgicas, aritmticas, de seqenciamento, temporizao e contagem,determinados pelo programa do usurio armazenado em memria, e enviaresultados atravs de mdulos de sada.

CLPs so, na verdade, computadores com uma estrutura projetada para suportaroperao em ambientes hostis, dotados de interfaces de entrada e sada direcionadaspara o tratamento de sinais prprios de mquinas e processos industriais.

Em substituio aos convencionais painis repletos de rels e outros dispositivos,os CLPs atuam nas mquinas e processos industriais, realizando algum de tipo decontrole, de forma a torn-los automticos.

O termo controle comum no nosso dia-a-dia. Ns o empregamos indistintamenteem uma srie de situaes e at o realizamos inmeras vezes sem o percebermos, faceao automatismo com que feito. No entanto, ter um conceito claro a respeito de controleser aqui interessante pois nos levar a compreender a necessidade dos elementos quefazem parte da arquitetura dos CLPs.

Controle pode ser entendido como um conjunto de aes pr-definidas, aplicadassobre um sistema, com o intuito de fazer com que ele atinja um determinado objetivo, a

partir do estado atual em que se encontra. Caso o objetivo coincida com o estado atual,


12/92


as aces que propiciaram essa situao sero mantidas at que uma nova meta sejaestabelecida.

Para realizar controle, o CLP dever executar os seguintes procedimentos :

receber informaes do sistema a ser controlado;

processar essas informaes com base em um conjunto de instrues,denominado programa, previamente armazenado em memria;

enviar informaes para atuar no sistema, de forma a faz-lo aproximar doobjetivo desejado.

Alm de interagir com o sistema a ser controlado, o CLP pode tambm trocarinformaes com um operador, recebendo dele comandos, que podero interferir nocontrole, e enviando para ele informaes que lhe serviro para monitorar a evoluo do

sistema.Com base no anteriormente exposto, podemos delinear, em uma primeira instncia,

um diagrama em blocos com todos os elementos necessrios para que o CLP possadesempenhar sua funo, inserido no contexto do sistema a ser controlado. Essediagrama apresentado na figura 3.1.

M e m r i a d ep r o g r a m a

E l e m e n t o s d ec o m a n d o

E l e m e n t o s d em o n i t o r a o

P r o c e s s a d o rd o c o n t r o l e

I n t e r f a c e sd e e n t r a d a

I n t e r f a c e sd e s a d a

S e n s o r e s

A t u a d o r e s

S i s t e m ac o n t r o l a d o

R e c u r s o s

P r o d u t oa c a b a d o

O p e r a d o r

C L P

Figura 3.1 - Diagrama em blocos de um CLP interagindo com o sistema controlado e como operador.

Os sensores colhem informaes do sistema controlado, disponibilizando-as para oCLP. Como exemplos de sensores podemos citar : chaves de limite de curso,pressostatos, termostatos, sensores de proximidade, sensores fotoeltricos, sensores develocidade, etc.

As interfaces de entrada recebem as informaes dos sensores, realizam nelasalgum tipo de tratamento e as repassam ao processador.


13/92


O processador recebe as informaes das interfaces de entrada e as submete a umprocessamento determinado pela seqncia de procedimentos dispostos na forma de umprograma, previamente armazenado na memria. Como resultado desse processamento,

o processador envia informaes para as interfaces de sada.Tendo recebido informaes do processador, as interfaces de sada as submete a

algum tratamento e as envia para os atuadores.

O atuadores interferem no sistema controlado, efetivando as aes corretivasdeterminadas pelo processador. Como exemplos de atuadores podemos citar : motorescom seus respectivos acionamentos, eletrovlvulas acionando cilindros hidrulicos,banco de resistncias de aquecimento, etc.

Atravs de elementos de comando, o operador pode enviar informaes para oprocessador de forma a interferir no controle. Como exemplos de elementos de comandode operador podemos citar : botes de comando, botes de emergncia, chavesseletoras, chaves BCD ( Thumbwheel ), teclados alfanumricos, etc

Atravs dos elementos de monitorao, o operador pode acompanhar o estado deelementos dos sistemas de controle ( CLP ) e controlado ( mquina ou processo ). Comoexemplos de elementos de monitorao de operador podemos citar : lmpadas, quadrossinticos, displays de LEDs ou cristal lquido, monitores de vdeo, etc.

Independente do tamanho fsico, da complexidade, das potencialidades e dofabricante, todos os CLPs possuem um conjunto de elementos bsicos quedesempenham as funes dos blocos apresentados na figura 3.1. Esses elementos, bemcomo a interao entre eles, so apresentados na figura 3.2.

Mdulos de entrada

Os mdulos de entrada possuem a funo de receber informaes dos sensoresinstalados no sistema controlado e disponibiliz-las, quando solicitado, para oprocessador do CLP.

O Acoplador isola galvanicamente as suas entradas, que esto em contato com osistema controlado, do Adaptador de sinais.

O Adaptador de sinais realiza tratamentos nos sinais recebidos. Esses tratamentos

dependero do tipo de mdulo de entrada e podero ser : converso de nvel, filtragem,converso A / D, etc.

O Buffer funciona como uma porta que, no momento oportuno, se abrir liberando ofluxo dos dados em direo ao processador.


14/92


M

du

lo

d

e

m

em

ria

e

xte

rn

o

U

V

P

R

O

M

,

E

E

P

R

O

M

o

uR

A

M

M

e

m

ria

R

A

M

U

su

rio

Buffer Buffer

M

e

m

ria

R

A

M

S

iste

m

a

Ba

t.

W

D

T

C

lo

c

k

P

ro

ce

ssa

d

o

r

M

e

m

ria

R

O

M

S

iste

m

a

O

p

e

ra

cio

n

a

l

In

te

rfa

ce

co

m

o

s

m

d

u

lo

s

d

e

e

n

tra

d

a

/

sa

d

a

In

te

rfa

ce

co

m

o

te

rm

in

a

ld

e

p

ro

g

ra

m

a

o

e

IH

M

Te

rm

in

a

ld

e

p

ro

g

ra

m

a

o

/

IH

M

M

D

U

L

O

C

P

U

B

a

rra

m

e

n

to

d

e

co

n

tro

le

B

a

rra

m

en

to

d

e

e

n

d

e

re

o

s

L

a

tch

D

rive

r

B

u

ffe

r

A

d

a

p

ta

d

o

r

d

e

sin

a

is

A

co

p

la

d

o

r

E

n

tra

d

a

s

S

a

d

a

s

M

D

U

L

O

D

E

E

N

T

R

A

D

A

M

D

UL

O

D

E

S

A

DA

F

o

n

te

d

e

a

lim

e

n

ta

o

B

a

rra

m

e

n

to

d

e

E

n

tra

d

a

/sa

d

a

B

a

rra

m

e

n

to

d

e

a

lim

e

n

ta

o

(-1

2

V

d

c

/

+

1

2

V

d

c

/

+

5

V

d

c)

B

a

rra

m

e

n

to

d

e

d

a

d

o

s

A

C~

F

ig

u

ra

3

.2

-

D

ia

g

ra

m

a

e

m

b

lo

c

o

s

g

e

n

ri

c

o

d

e

u

m

P

LC

.


15/92


Mdulos de sada

Os mdulos de sada recebem informaes oriundas do processador com o intuitode comandar os elementos atuadores presentes no sistema controlado.

O Latch recebe e mantm a informao at a recepo da prxima.

O Driver amplifica os sinais das sadas do Latch de forma a comandar osdispositivos de sada, que no diagrama em questo so bobinas de rels.

Os rels, ao terem suas bobinas energizadas, fecham os contatos NA comandandoos atuadores a eles conectados.

Barramento de entrada / sada

O barramento de entrada / sada formado por um grupo de condutores na formade trilhas de uma placa de circuito impresso ou veias de um flat cable, por onde fluemsinais de dados e controle relacionados aos mdulos de entrada e sada do CLP.

Mdulo CPU

Interface com mdulos de entrada e sada

Esse bloco intermedia a troca de informaes entre o processador e os mdulos deentrada e sada, fazendo o acoplamento lgico entre os barramentos de dados, endereoe controle do processador e o barramento de entrada / sada.

Interface com terminal de programao e IHM ( Interface Homem Mquina )

Esse bloco permite a interao entre o terminal de programao ou a IHM com oprocessador, providenciando o sincronismo em nvel de hardware, necessrio na troca deinformaes.

A conexo do terminal de programao ou IHM interface em questo geralmentefeita por meio de cabos seriais.

Memria ROM - Sistema Operacional

Essa memria armazena um programa imutvel, gravado na fbrica, que orienta oprocessador na realizao de procedimentos unicamente relacionados operaointerna do CLP. Uma das denominaes dadas a esse programa sistema operacional.

Alm do sistema operacional, essa memria poder conter uma pequena bibliotecade programas, denominados rotinas, escritas pelo fabricante, com o intuito de facilitar otrabalho do usurio em alguns casos.


16/92


Dependendo do fabricante do CLP, o sistema operacional recebe outrasdenominaes como : programa executivo, firmware, programa monitor, programa dosistema, etc.

Como o sistema operacional do CLP transparente aplicao de controle, acapacidade de memria ROM no interessa ao usurio.

Memria RAM - Usurio

Essa memria organizada em duas reas de armazenamento bem distintas. Umadessas reas armazena os cdigos de mquina das instrues relativas ao programa deaplicao, desenvolvido pelo usurio para o controle do sistema. A outra rea reservada para armazenar dados utilizados durante o processamento do programa deaplicao.

Como exemplo de informaes geradas e empregadas pelo programa de aplicao,podemos citar :

ajustes de temporizadores;

ajustes de contadores;

valores limites tolerveis de determinadas variveis do sistema controlado;

etc.

A capacidade de armazenamento dessa memria limita o tamanho do programa de

aplicao, sendo um fator determinante na escolha do CLP a ser utilizado.Provavelmente os leitores gostariam de ter uma idia quantitativa a respeito da

capacidade de armazenamento desse tipo de memria. Embora existam uma grandevariedade de possibilidades e at alguns critrios diferenciados para especificao dememria RAM do usurio, por parte de diferentes fabricantes, podemos dizer que, napoca em que esse material foi elaborado, tnhamos :

capacidade de memria de usurio tpica para CLPs dedicados a pequenasaplicaes 2Kbytes;

capacidade de memria de usurio tpica para CLPs dedicados a grandes

aplicaes 1.024Kbytes.Como a memria em questo voltil ( perde o contedo na falta de alimentao ),

a bateria mantm o programa de aplicao ntegro, mesmo com o CLP desligado.

Memria RAM - Sistema

Essa memria tem a funo de armazenar informaes intermedirias geradas eutilizadas pelo processamento do sistema operacional.

Como exemplo de informaes geradas e empregadas pelo programa de aplicao,podemos citar :


17/92


cpia do estado de cada uma das entradas, denominada imagem das entradas,que ser acessada pelo processador durante a execuo do programa deaplicao;

cpia dos resultados do processamento do programa de aplicao, denominadaimagem das sadas, que sero utilizadas pelo processador para atualizaodos estados das sadas.

memrias empregadas como temporizadores;

memrias empregadas como contadores;

memrias auxiliares empregadas para armazenamento intermedirio durante aexecuo do programa de aplicao;

data e hora atualizadas;

cdigos de erros;

tempo gasto para execuo do programa do usurio;

dados intermedirios gerados pelo sistema;

etc.

A bateria associada a essa memria serve para manter ntegro parte ou todocontedo relativo aos temporizadores, contadores e memrias auxiliares na falta dealimentao. Essa possibilidade de preservar o contedo desses elementos estratgicos,

denomina-se retentividade, e a sua existncia depender do fabricante e modelo doCLP.

Processador

O processador o crebro do CLP e trabalha, tendo seu tempo dividido entre aexecuo do sistema operacional e o programa do usurio.

Como resultado da execuo do sistema operacional, o processador realizaprocedimentos como :

auto-teste e rotinas de inicializao, aps a alimentao ter sido ligada;

leitura peridica dos estados das entradas e armazenamento em uma rea damemria de dados;

leitura peridica dos resultados dos processamentos, em uma rea da memriade dados, e envio s sadas para atualizao de seus estados;

troca de informaes com o terminal de programao ou IHM;

atualizao de temporizadores e contadores;

atendimento a outros dispositivos do CLP.


18/92


Enquanto dedicado ao programa de aplicao, o processador executa as instruesusando como insumos os estados recebidos das entradas. As instrues do programa deaplicao orientam o processador a realizar operaes do tipo :

lgicas; comparao;

set e reset; movimentao de dados;

temporizao; converso de cdigos numricos;

contagem; saltos;

aritmticas; etc.

Clock

Esse bloco gera um sinal de onda quadrada peridico cuja funo sincronizartodas as operaes realizadas pelo processador.

WDT

O WDT ( Watch Dog Timer ) o co de guarda do sistema do CLP. Periodicamenteo WDT recebe estmulos do processador como indicativo que o sistema do CLP est emperfeito estado de funcionamento. Caso uma anomalia ocorra e um estmulo esperado

no chegue no perodo de tempo determinado, o WDT interpreta como malfuncionamento, fora o processador a entrar em estado de inatividade e envia umcomando para o bloco Interface com mdulos de entrada / sada para que ele desativetodas as sadas. Desativar indistintamente todas as sadas um procedimento desegurana para evitar acidentes, caso alguma delas fique ativada em momentoinoportuno.

Alguns PLCs possuem um contato NF de propsito geral comandado pelo WDT.Estando o CLP em condies normais de funcionamento, o WDT mantm o contato emrepouso ( fechado ). Ante a presena de uma anomalia, o WDT ativa o contato. Essecontato pode ser usado para sinalizao ou para interromper a alimentao dedeterminados dispositivos, como medida de segurana.

Mdulo de memria - Externo

Mdulos de memria externos podem conter memrias do tipo UVPROM, EEPROMou RAM.

Mdulos externos de UVPROMs ou EEPROMs servem como uma opo RAMinterna dedicada ao usurio.

Mdulo externos de RAM servem para expandir a capacidade de armazenamento

da RAM dedicada ao usurio.


19/92


Quando o programa de aplicao j estiver funcionando corretamente, ele poderser gravado em mdulos de memria no volteis do tipo UVPROM ou EEPROM eanexados ao Mdulo CPU, em conector apropriado para tal. Isso garante que o programa

de controle esteja sempre presente ao ser ligada a alimentao do CLP, independente dapresena da bateria ou de suas condies de carga.

Os mdulos externos de UVPROM ou EEPROM so fornecidos pelo fabricante doCLP, bem como os recursos para gravao dos mesmos. Esses mdulos so tambmconhecidos como cartuchos de memria.

Alguns CLPs, apresentados com uma determinada capacidade de memria RAM deusurio, admitem uma expanso dessa memria atravs da instalao de um mduloexterno de RAM. A expanso de memria RAM de usurio se far necessria em caso defuturas alteraes do sistema controlado que venham a exigir aumento do programa deaplicao e/ou dos dados a ele relacionados.

Terminal de programao

O terminal de programao a denominao que se d a todo equipamento externoao CLP empregado para funes como :

enviar o programa de aplicao para a memria de programa do usurio;

ler o programa da memria do usurio;

realizar operaes de teste e depurao no programa do usurio; escrever ou ler informaes na rea da memria de dados,

etc.

Terminais de programao so utilizados por pessoal tcnico durante as fases deimplantao e start-up do sistema de controle ou durante procedimentos demanuteno.

IHM - Interface Homem Mquina

IHM a denominao que se d a todo equipamento externo ao CLP cuja funo permitir a interao do operador com o processador para troca de informaes. Atravsda IHM o operador pode monitorar condies do sistema controlado ou nele interferir,indiretamente, atravs de comandos enviados para o processador.

Citamos a seguir algumas operaes que podem ser realizadas com IHMs :

monitorar uma determinada varivel do processo;

ajustar um valor de tempo;

ler o nmero de peas produzidas em uma determinada linha de produo;


20/92


atuar manualmente ligando ou desligando elementos do sistema controlado;

etc.

Fonte de alimentao

A fonte de alimentao um mdulo cuja funo converter a tenso AC aplicadaem sua entrada em nveis de tenso DC, necessrios ao funcionamento dos demaiselementos do CLP.

Um barramento de alimentao conduz as diversas tenses de sada da fonte dealimentao a todos os mdulos que faam parte arquitetura do CLP.

Em alguns CLPs, a bateria que preserva as informaes das memrias RAM daCPU fica acondicionada na fonte de alimentao.

Mapa de memria

A distribuio de toda a memria disponvel no CLP em faixas de endereos denominada mapa de memria.

O mapa de memria pode ser organizado em bytes ( 8 bits ) ou words (grupo de 2bytes), dependendo do CLP.

Na figura 3.3 apresentamos um mapa de memria de um CLP hipottico, organizadoem bytes.

A rea do sistema operacional contm o programa que gerencia os recursos do CLPe controla a execuo do programa do usurio. Essa rea pode conter tambm, emalguns equipamentos, rotinas que podem ser acessadas pelo usurio.

A rea de dados do sistema operacional ser por ele utilizada para armazenamentotemporrio durante a execuo de suas tarefas. Em algumas aplicaes mais avanadas,alguma informao dessa rea poder ser til ao usurio, como por exemplo o tempo queest sendo gasto para a execuo do programa de aplicao.

Cada bit da rea de memria imagem das entradas digitais, corresponde a umaentrada digital. Periodicamente o processador, sob o comando do sistema operacional,l os estados das entradas e atualiza os bits dessa rea. No momento da execuo doprograma do usurio, medida que estados das entradas vo sendo solicitados, oprocessador acessa essa rea e l o bits correspondentes.

Cada bit da rea de memria de imagem das sadas digitais corresponde a umasada digital. medida em que o programa do usurio vai sendo executado, osresultados produzidos vo sendo escritos no bits dessa rea de memria queposteriormente sero enviados para as sadas correspondentes para atualizar seusestados.


21/92


Em algumas aplicaes pode-se fazer necessrio, dentro do programa do usurio,acessar diretamente as entradas ou sadas. Nesses casos usa-se rotinas do sistemaoperacional ou instrues especiais fazem permitem esse tipo de acesso.

A rea de memrias auxiliares tambm denominada rea de rels auxiliares ourea de flags e muito utilizada nos programas de usurios, para armazenar resultadosde processamentos intermedirios. O contedo dessa rea de memria normalmentereferenciado, no programa do usurio, pelos seus endereos relativos, que na figura 3.3 M0 a M1023. Referncias podem ser feitas a bits, bytes ou words como demonstrado atabela 3.1 :

Referncia Exemplo de mnemnico Elemento(s) referenciado(s)bit M 0.4 bit 4 do byte M0

byte MB 4 byte 4 completoword MW 4 bytes 4 e 5

Tabela 3.1 - Formas de referncia aos elementos da rea de memrias auxiliares

Cada uma das posies de memria da rea de temporizadores poder sercarregada, sob o comando do programa do usurio, com um determinado valor quecorresponder a uma temporizao necessria na tarefa de controle. Ante a ativao deum sinal de habilitao, providenciado tambm pelo programa do usurio, o sistemaoperacional decrementa o valor do temporizador em perodos de tempo determinados poruma base de tempo de perodo fixo e conhecido. O resultado da temporizao poder ser

monitorado de duas formas : a qualquer instante, durante a temporizao, o valor da memria poder ser lido,

obtendo-se valores intermedirios de tempo;

ao final da temporizao um bit designado no programa do usurio levado aestado lgico 1 e poder ser utilizado em processamentos posteriores.

Cada temporizador referenciado no programa do usurio pelo seu endereorelativo, que na figura 3.3 pode ser de T 0 a T127.

Cada uma das posies da rea de memria de contadores poder ser utilizadapara registrar, em regime crescente ou decrescente, a ocorrncia de eventos gerados

externamente no sistema controlado ou internamente no prprio CLP.Qualquer posio dessa rea poder ser carregada, sob o comando do programa

do usurio, com um valor a partir do qual de deseje realizar uma contagem crescente oudecrescente. Periodicamente o valor do contador empregado dever ser lido ecomparado com uma referncia considerada limite para a contagem.

Cada contador referenciado no programa do usurio pelo seu endereo relativo,que na figura 3.3 pode ser de C 0 a C127.

O mapa de memria divulgado nos catlogos tcnicos de alguns CLPs e sernecessrio em algumas situaes especficas onde se fizer necessrio conhecer

endereos fsicos absolutos de determinadas posies de memria, principalmente darea de dados do sistema operacional. A expanso de memria outro caso que pode


22/92


exigir o conhecimento do mapa de memria para anlise e deciso a respeito daviabilidade.


23/92


0000

7FFF

9FFF C127

T127

M1023

C0

T0

M0

DFFF

FFFF

8000

A000

E000

Sistema Operacional

Dados do sistema operacional

Imagem das entradas digitais

Imagem das sadas digitais

Memrias auxiliares

Temporizadores

Contadores

Programa do usurio

Mdulo externode RAM

0Kb

32Kb

40Kb

56Kb

8Kb

16KB

8Kb

32Kb

8bits

Endereos absolutos

em hexadecimal

Endereos relativos

Figura 3.3 - Mapa de memria de um CLP hipottico.


24/92


Endereamento de mdulos de entrada / sada de CLPs

Os mdulos de um CLP so instalados lado a lado em racks, bastidores, ou trilhosem uma disposio similar apresentada na figura 3.4.

A fonte de alimentao e o mdulo de CPU possuem posies fixas, na maioria doscasos as duas mais esquerda, sendo as demais ocupadas por mdulos de entrada e/ousada (E/S). Na maioria dos CLPs, mdulos de E/S digitais no possuem posiodefinida, podendo ser instalados em qualquer uma que esteja livre. Esses mdulos,geralmente, acomodam quatro, oito ou dezesseis pontos que devem ser referenciadosindividualmente no programa de aplicao e para tal devem possuir um endereo nico e

F o n t e d ea l i m e n t a o

C P UM d u l o s d e e n t r a d a o u s a d a

Figura 3.4 - Exemplo da disposio de mdulos de um CLP genrico.

distinto. Como os mdulos de E/S podem ser intercambiados entre as diversas

acomodaes do bastidor, o endereo de cada ponto depender da posio na qual forinstalado.

O endereo de cada ponto de E/S digital formado por uma letra que informa se oponto de entrada ou sada e uma seqncia numrica que informa a posio fsica doponto a ser acessado. Os elementos que formam os endereos de pontos de E/S digitaisdependem das convenes estabelecidas pelo fabricante do CLP, uma vez que aindano existe nenhum tipo de padronizao. A seguir apresentamos, com o auxlio da figura3.5, um exemplo de mtodo de endereamento de alguns pontos de entrada e sadaadotado por alguns fabricantes.

Os mdulos apresentados acomodam pontos de E/S organizados em bytes que so

numerados em ordem crescente de cima para baixo e da esquerda para a direita.


25/92


O endereo de cada ponto de E/S obtido da seguinte forma :

a letra E identifica um ponto de entrada e a letra S identifica um ponto de sada;

as letras E ou S so seguidas por um nmero que indica o nmero do byte;

na seqncia temos um ponto e logo a seguir um outro nmero que se refere posio do bit dentro do byte em questo.

E 0 . 0

E 1 . 0

E 2 . 0

E 3 . 0

E 0 . 7

E 1 . 7

E 2 . 7

E 3 . 7

S 8 . 0

S 8 . 7

S 9 . 0

S 9 . 7

S 4 . 0

S 5 . 0

S 6 . 0

S 7 . 0

S 4 . 7

S 5 . 7

S 6 . 7

S 7 . 7


C P U

M d u l o d e s a d ac o m 1 6 b i t sM d u l o d e s a d ac o m 3 2 b i t sM d u l o d e e n t r a d ac o m 3 2 b i t s

P o s i o0

P o s i o2

P o s i o1

Figura 3.5 - Mdulos de entrada e sada instalados em um bastidor de um CLP qualquer.


26/92


Caso seja necessrio, uma word ou um byte inteiros ou apenas um nibble ( 4 bits )podem ser referenciados. Os exemplos de endereamento apresentados a seguirfacilitaro a compreenso do leitor :

E 4.5 bit de entrada n5 do byte de entrada n 4;

S 8.7 bit de sada n7 do byte de entrada n 8;

EB 5 8 bits do byte de entrada n 5;

EW 2 16 bits relativos aos bytes de entrada 2 e 3;

S 2n0 nibble menos significativo do byte de sada n 2;

E 4n1 nibble mais significativo do byte de entrada n 4.

Caso o nmero de mdulos de E/S exceda o nmero de acomodaes fsicasdisponveis, um rack ou bastidor de expanso utilizado. Esse bastidor de expanso conectado ao principal atravs de um cabo que leva as tenses de alimentao, sinais deendereo e controle e permite o intercmbio de dados.

Considerando o mesmo critrio de endereamento apresentado anteriormente, osbytes de E/S dos mdulos instalados no bastidor de expanso sero numerados emordem crescente, de cima para baixo e da esquerda para a direita. O nmero do primeirobyte do canto superior esquerdo do bastidor de expanso ser o imediatamente posteriorquele relativo ao ltimo byte possvel no bastidor principal, esteja ele sendo utilizado ouno.

A figura 3.6 apresenta a conexo de dois bastidores e o endereamento de algunsbytes.

Outro critrio de endereamento que pode ser utilizado referencia o ponto de E/Slevando em considerao o n do bastidor, o n da posio fsica do mdulo e n do bitque ele ocupa dentro do mdulo, utilizando-se o seguinte padro :

X R P b bY R P b b

onde :X indica que o ponto de entrada;

Y indica que o ponto de sada;

R indica o nmero do rack, numerado de 0 a n;

P indica a posio fsica do mdulo dentro do rack, numerada de 0 a m;

bb indica o nmero do bit dentro do mdulo, considerando-se uma numeraocrescente de cima para baixo a partir do nmero 0.

Considerando que os racks principal e de expanso so numerados como 0 e 1,

respectivamente, vejamos como ficaria, empregando esse outro critrio, oendereamento do ponto de entrada E 2.1 apresentado na figura 3.6 :


27/92


E 0 . 0

E 1 . 0

E 2 . 0

E 3 . 0

E 0 . 7

E 1 . 7

E 2 . 7

E 3 . 7

E 4 . 0

E 5 . 0

E 6 . 0

E 7 . 0

E 4 . 7

E 5 . 7

E 6 . 7

E 7 . 7

S 8 . 0

S 9 . 0

S 1 0 . 0

S 1 1 . 0

S 8 . 7

S 9 . 7

S 1 0 . 7

S 1 1 . 7

S 1 2 . 0

S 1 3 . 0

S 1 4 . 0

S 1 5 . 0

S 1 2 . 7

S 1 3 . 7

S 1 4 . 7

S 1 5 . 7


C P U

B

a

s

tid

o

r

p

ri

n

c

ip

a

l

In

te

rf

a

c

e

P o s i c a o 0 P o s i c a o 1 P o s i c a o 2 P o s i c a o 3

E 1 7 . 0

E 1 8 . 0

E 1 9 . 0

E 1 6 . 7

E 1 7 . 7

E 1 8 . 7

E 1 9 . 7

E 2 1 . 0

E 2 2 . 0

E 2 3 . 0

E 2 0 . 7

E 2 1 . 7

E 2 2 . 7

E 2 3 . 7

S 2 5 . 0

S 2 6 . 0

S 2 6 . 0

S 2 4 . 7

S 2 5 . 7

S 2 6 . 7

S 2 7 . 7

S 2 9 . 0

S 3 0 . 0

S 3 1 . 0

S 2 8 . 7

S 2 9 . 7

S 3 0 . 7

S 3 1 . 7


B

a

s

tid

o

r

d

e

e

x

p

a

n

s

o

In

te

rf

a

c

e

l t i m o b y t e d ob a s t i d o r p r i n c i p a l

E 1 6 . 0 E 2 0 . 0 S 2 4 . 0 S 2 8 . 0

P o s i c a o 0 P o s i c a o 1 P o s i c a o 2 P o s i c a o 3

P r i m e i r o b y t e d ob a s t i d o r d e e x p a n s o

Figura 3.6 - Instalao e endereamento de mdulos de E/S de CLPs em bastidoresprincipal e de expanso.


28/92


Vejamos como ficaria nesse outro critrio o ponto de sada S 31.0 apresentado nafigura 3.6 :

Frente a diversidade de marcas e modelos de CLPs, atualmente em oferta, de seesperar que o leitor venha a se deparar como outros critrios de endereamento depontos de E/S. No entanto, tendo entendido as sistemticas apresentadas anteriormente,o processo de assimilao de outros mtodos fica mais fcil.

O material tcnico divulgado pelo fabricante orientar-lhe- com respeito ao mtodoadotado em determinado CLP com o qual estiver trabalhando.

bit 24

mdulo da posio

3rack 1

sada

Y 1 3 2 4

X 0 0 1 7

entrada

rack 0

mdulo da posio 0

bit 17


29/92


Exerccios de fixao

3.1 - Cite diferenas entre microcomputadores pessoais e CLPs.3.2 - Descreva a funo dos elementos de um sistema de controle listados a seguir :

3.3 sensores;

3.4 atuadores;

3.5 elementos de comando de operador;

3.6 elementos de monitorao;

3.7 processador;

3.8 memria;

3.9 interfaces de entrada;

3.10 interfaces de sada.

3.11 - Numere corretamente os parntesis, de forma a associar os elementos daarquitetura de um CLP genrico com as caractersticas e funes apresentadas.

1 - Processador 9 - Interface com terminal deprogramao e IHM

2 - Gerador de clock 10 - Mdulos de entrada

3 - Watch Dog Timer ( co de guarda ) 11 - Mdulos de sada4 - Memria RAM do usurio 12 - Barramento de entrada / sada5 - Memria RAM do sistema 13 - Fonte de alimentao6 - Memria ROM do sistema 14 - Terminal de programao7 - Memrias UVPROM ou EEPROM 15 - Interface Homem Mquina8 - Interface com mdulos de E / S

( ) - gera um sinal de freqncia constante empregado para sincronizar ofuncionamento do processador.

( ) - fornece as diversas tenses DC necessrias para o funcionamento dos

mdulos eletrnicos do CLP.( ) - adeqa os sinais colhidos da mquina ou processo, realizando com eles

operaes do tipo : converso de nvel, filtragem, converso A / D,linearizao, etc.

( ) - armazena o programa executivo do CLP.

( ) - intermedia a troca de informaes entre o processador e os mdulos deentrada e sada.

( ) - supervisiona o perfeito funcionamento do CLP, colocando a CPU emestado inativo em caso de anomalias.


30/92


( ) - faz a interface entre o processador e os atuadores da mquina ouprocesso.

( ) - responsvel pela execuo do sistema operacional e programa do usurio.

( ) - armazena o programa de aplicao e dados do usurio, tendo o seucontedo mantido por bateria de back up, em caso de falta de alimentao.

( ) - armazena uma imagem de todas as entradas e sadas que integram aarquitetura do CLP.

( ) - possibilita ao operador interagir com o CLP e a mquina, permitindooperaes como : monitorar variveis, ajustar parmetros operacionais,atuar manualmente no sistema controlado, ativando e desativandoelementos, etc

( ) - podem ser empregados como opo RAM de usurio, armazenando umacpia do programa de aplicao definitivo, com a vantagem de no perderemo contedo na falta de alimentao, mesmo sem a presena da bateria deback up.

( ) - utilizado durante a implantao do sistema de controle e, posteriormente,em procedimentos de manutenco, possibilitando: enviar o programa deaplicao para a memria de programa do usurio, ler o programa damemria do usurio, realizar operaes de teste e depurao no programado usurio, escrever ou ler informaes na rea da memria de dados.

( ) - permite a troca de informaes entre o processador e o terminal deprogramao.

3.4 - Considere a figura 3.3 para responder s questes propostas a seguir.

3.5 Qual a capacidade mxima de memria possvel para programas deaplicao de usurio ?

3.6 Considerando que cada contador exige duas words, quantos bytes sodedicados para a rea de contadores nesse CLP ?

3.7 Considerando que esse CLP admite no mximo 512 pontos de entrada ousadas digitais, qual a quantidade de bytes dedicada rea de imagemdas sadas digitais.

3.8 Qual o tamanho da rea dedicada s rotinas do programa executivo desseCLP ?

3.9 Quais as formas empregadas para instalao e conexo de mdulos deCLPs ?

3.10 Quais os elementos empregados para compor endereos de pontos deentrada / sada em CLPs ?

3.11 Considere a figura 3.6 para responder s questes propostas a seguir.

3.12 Qual a capacidade de pontos de entrada / sada digitais disponveis noCLP da figura ?


31/92


3.13 Apresente um endereo que referencie de uma s vez o 1 e o 2 byte domdulo instalado na posio 2 do bastidor de expanso.

3.14 Escreva o endereo do 27 bit do mdulo instalado na posio 2 dobastidor principal, utilizando as duas formas de endereamento parapontos de entrada / sada apresentadas no captulo 3.

3.15 Escreva o endereo do 117 ponto de E / S do bastidor de expanso,utilizando as duas formas de endereamento para pontos de entrada / sadaapresentadas no captulo 3.


32/92

PRINCPIO DE OPERAO DE CLPs

PRINCPIO DE OPERAO DE CLPS


Esse captulo apresenta de forma detalhada o princpio de operao de CLPsenfatizando todas as etapas do processamento do programa do usurio, bem comoatividades concernentes operao dos recursos internos.

Para compreendermos o princpio de operao de CLPs partiremos de um diagrama

eltrico de comando simples e mostraremos como ele pode ser substitudo por um CLP.Para nos ajudar nessa tarefa, faremos uso do clssico diagrama de partida / parada

de uma carga, apresentado na figura 4.1

Figura 4.1 - Diagrama eltrico de comando partida / parada.

O prximo passo determinar os elementos de entrada e sada do sistema a sercontrolado.

Elementos de entrada so aqueles cujos estados influenciam o resultado doprocessamento. Na figura 4.1 esses elementos so os botes L e D.

Elementos de sada so aqueles cujos estados so influenciados pelo resultado doprocessamento. Na figura 4.1 temos apenas o rel C como elemento de sada.

1

C

L C

D


33/92


Devemos agora eleger pontos de entrada e sada de nosso CLP para conectar,respectivamente, nossos elementos de entrada e sada. O resultado dessa operaopode ser visto na figura 4.2.

Figura 4.2 - Conexo de elementos aos pontos de entrada e sada do CLP.

Observando a figura 4.2 podemos tirar algumas concluses simples, masimportantes para a evoluo de nossa anlise. So elas :

o acionamento do boto L levar a entrada E 1.0 a estado lgico 1;

o acionamento do boto D levar a entrada E 1.1 a estado lgico 0;

o rel s ser energizado quando a sada S 4.0 for levada a estado lgico 1.

O passo seguinte escrevermos um programa de aplicao que realize a mesmafuno da lgica implementada atravs do arranjo dos elementos no diagrama eltrico de

comando original.O programa de aplicao a ser desenvolvido para o CLP pea fundamental para

que possamos compreender o seu princpio de funcionamento. Assim sendo, antes deprosseguirmos em nossa anlise, introduziremos alguns breves conceitos a respeito deprogramas de CLPs, sem maiores pretenses, visto que a programao de CLPs umassunto que ser abordado no captulo 5.

Existem algumas linguagens de programao de CLPs mas talvez a mais simples epreferida no meio industrial seja a linguagem de diagrama de contatos ou linguagemladder, como mais conhecida.

Na linguagem ladder, o programa de aplicao representado empregando-se

smbolos similares queles utilizados em diagramas eltricos e, por esse motivo, a sua

2

Mdulo deentrada

Mdulo de sada

CPU S4.0

C

E1.0

E1.1

D

L+ 24V


34/92


compreenso e assimilao extremamente fcil por profissionais que j tenhamexperincia em equipamentos e sistemas industriais.

De volta ao nosso exemplo escrevamos um programa em ladder para executar aoperao desejada.

Depois de pronto nosso programa ser como mostrado na figura 4.3.

Figura 4.3 - Programa em ladder para a realizao da funo do diagrama eltrico decomando partida / parada.

A programao feita em um ambiente de desenvolvimento de aplicaes fornecidopelo prprio fabricante do CLP.

A prxima etapa enviar o programa para a memria da CPU do CLP e coloc-laem modo de execuo.

Ao executar um programa de aplicao a CPU realiza essencialmente trsoperaes :

1. varre todas as entradas digitais, armazenando seus estados na rea de memriade sistema dedicada para imagem de entradas;

2. varre seqencialmente todo o programa, executando, com os estados imagemdas entradas, as operaes definidas no programa e atualiza os estados dosbits correspondentes s sadas, na rea de memria de sistema dedicada para

imagem de sadas;3. copia para as sadas, os estados presentes nos respectivos bits da rea de

memria relativa imagem das mesmas.

As trs operaes so realizadas ciclicamente e ininterruptamente controlando osistema para o qual foi desenvolvida a aplicao.

Cada ciclo formado pelas trs operaes denominado scan.

A figura 4.4 mostra de forma pictrica o ciclo formado pelas operaes 1, 2 e 3.

3L entradas eatualiza memria

imagemde entradas

Executa o programado usurio

Atualiza sadas apartir da memriaimagem de sadas

S 4.0

S 4.0

E 1.0 E 1.1()


35/92


36/92


37/92


38/92


39/92


Figura 4.5e - Boto D liberado.

Para a figura 4.5e valem as seguintes observaes :

o boto L permanece em repouso;

o boto D retorna posio de repouso;

a entrada E 1.0 permanece em estado lgico 0;

a entrada E 1.1 assume estado lgico 1;

aps a varredura das entradas, o bit 0 do byte 0 da memria imagem dasentradas atualizado com estado lgico 0 e o bit 1 do mesmo byte atualizado com estado 1;

o processador executa a lgica embutida no programa e escreve estado lgico 0no bit 0 do byte 4 da memria imagem das sadas, uma vez que nenhumacondio de ativao da sada foi satisfeita;

o estado do bit 0 do byte 4 da memria imagem das sadas enviado para asada S 4.0, fazendo com que o rel permanea desativado.

Quando a CPU est executando normalmente o programa do usurio, dizemos queela se encontra no modo de execuo.

No modo de execuo a CPU realiza todo o ciclo de scan j descrito anteriormentee, alm disso, de uma forma transparente para o usurio, realiza algumas tarefasrelativas ao sistema, disparadas por meio de sinais de interrupo internos.

Alm do modo de execuo, alguns outros modos de operao comuns para CPUsde CLPs so :

inicializao;

8


40/92


programao;

inativo por falha;

inativo por ausncia de aplicao;

ciclo a ciclo.

O modo de inicializao ocorre toda vez que a alimentao da CPU ligada. Nessemodo a CPU realiza rotinas de auto-teste e prepara o ambiente para o trabalho.

Aps a execuo das rotinas do modo de inicializao, a CPU procura por umprograma de usurio vlido e, caso exista ela entre modo de execuo. No existindoprograma de usurio a CPU entra em modo inativo por ausncia de aplicao.

Algumas anomalias, durante o processamento, podem levar a CPU ao modo inativo

por falha. Um exemplo de anomalia seria a presena de um cdigo de mquinadesconhecido no programa do usurio que pode ter sido produzido por um rudo.

No modo de programao a CPU se encontra em interao com o terminal deprogramao, pronta a receber algum comando do usurio, ou at mesmo um novoprograma de aplicao.

O modo ciclo a ciclo um recurso utilizado em fase de depurao do programa deaplicao. Nesse modo, a CPU realiza um ciclo de scan e aguarda o comando dousurio, via terminal de programao, para realizao do prximo. Empregando essemodo de operao, o programador pode acompanhar passo a passo a execuo doprograma e detectar com mais facilidade causas de possveis erros.

Em CLPs comerciais o modo operacional no qual se encontra a CPU emdeterminado momento por ela sinalizado por meio de LEDs.

Os nomes utilizados para os modos de operao anteriormente descritos,provavelmente no coincidiro com os empregados por CLPs comerciais( principalmente por estarem em portugus ), mas o importante que o leitor tenhaentendido a idia concernente a cada um.

9


41/92


Exerccios de fixao

4.1 - Conceitue o termo scan, no contexto da operao de CLPs.

4.2 - Um determinado CLP, ao executar uma aplicao, gasta 400s para atualizar aimagem das entradas, 80ms para varrer todo o programa de aplicao e mais400s para atualizar as sadas. Suponha que o diagrama ladder da figura 4.3faa parte do programa de aplicao e que inicialmente a sada S 4.0 seencontre em estado lgico 0. Em um determinado scan, a entrada E 1.0 seencontrava em estado lgico 0 e imediatamente aps ter sido amostrada paraatualizao da sua imagem, ela comutou para estado lgico1. Considere o piorcaso e calcule o tempo transcorrido desde o instante em que E 1.0 comutoupara estado 1 at o instante em que S 4.0 foi ativada.

4.3 - Cite cinco estados operacionais de CPUs de CLPs, explicando o que ocorreem cada um.

10


42/92

LINGUAGEM DE PROGRAMAO LADDER



Conceituar programa de CLP.

Mostrar a relao entre alguns diagramas eltricos de comando e seusrespectivos diagramas da linguagem de programao ladder, tabelas verdadede funcionamento esttico, smbolos lgicos e diagramas de tempo defuncionamento dinmico.

Apresentar os tipos de operandos empregados em programas de CLP, bem como

formatos e as possveis formas de endereamento dos mesmos. Descrever os elementos e as principais instrues da linguagem de programao

ladder apresentado smbolos, operao e possveis operandos de cada um.

Um programa de CLP um conjunto de instrues representadas na forma grficaou textual, dispostas pelo programador em uma seqncia tal que, quando executadaspelo processador, produziro as aes necessrias para obteno dos objetivos decontrole estabelecidos para uma mquina ou processo controlado.

Atualmente existem quatro formas de representao de instrues em programas deCLPs :

diagrama de contatos ou diagrama ladder;

blocos lgicos;

lista de instrues;

fluxograma seqencial.

Dentre todos esses mtodos, talvez o mais simples e preferido no meio industrial

seja o diagrama de contatos ou linguagem ladder, como mais conhecida.Na linguagem ladder, o programa de aplicao representado empregando-se

smbolos similares queles utilizados em diagramas eltricos e, por esse motivo, a suacompreenso e assimilao extremamente fcil por profissionais que j tenhamexperincia em equipamentos e sistemas industriais. Como nem tudo perfeito, asfacilidades inerentes ao mtodo ladder tornam invivel e, em alguns casos, impossvel asua aplicao em determinados controles mais complexos, tendo o programador quelanar mo de outro mtodo. Vale lembrar tambm que alguns CLPs admitem a utilizaode mais de um mtodo dentro de um mesmo programa.

J tivemos um contato informal com um pequeno programa ladder, no captulo

anterior. A figura 5.1 traz de volta esse programa.

1


43/92


Figura 5.1 - Programa de CLP representado em linguagem ladder.

Os elementos E 1.0 e E 1.1 so variveis de entrada.

O elementos S 4.0 a varivel de sada.

A disposio fsica dos elementos no diagrama ladder determina uma lgicacombinacional que dever ser realizada com eles de forma a comandar a sada.

Assim sendo, o grande desafio do programador, na tarefa de programao, enxergar, em uma aplicao, quais as combinaes que devero ser efetuadas com asvariveis de entrada de forma que as variveis de sada sejam comandadas paraproduzirem o resultado desejado.

Diagramas de contatos X Diagramas ladder

A maneira clssica e mais fcil de compreender a sistemtica do mtodo deprogramao ladder, comear mostrando a equivalncia entre diagramas eltricos decomando bsicos, as funes lgicas associadas e seus equivalentes ladder. Essaestratgia funciona muito bem e exatamente a que utilizaremos nesse tpico.

Para complementar, apresentamos tambm a tabela verdade que mostra ocomportamento esttico da funo e o diagrama de tempo que mostra o seucomportamento dinmico.

Posteriormente trataremos de alguns aspectos formais da linguagem ladder.

2

S 4.0

S 4.0

E 1.0 E 1.1()


44/92


Funo driver - acionamento direto

Tabela verdade

Figura 5.2a - Funo driver - acionamento direto.

Descrio : a sada assumir o mesmo estado da entrada.

Funo NOT - inverso

Tabela verdade

E1.0 S 4.00 01 1

E1.0 S 4.00 11 0

3

Diagramaeltrico

E

S

Diagrama ladder

S4.0

E 1.0()

0 boto emrepouso

1 boto acionado

S4.0

E 1.0

Diagrama de tempo

S4.0

E 1.0

Diagrama de tempo

0 boto emrepouso

1 boto acionado

Smbolo lgico

E 1.0 & S4.0

Diagramaeltrico

E

S

Diagrama ladder

S4.0

E 1.0()

Smbolo lgico

S4.0

E 1.0 &


45/92


Figura 5.2b - Funo NOT - inverso.Descrio : a sada assumir estado inverso ao da entrada.

Funo AND - E

Tabela verdade

Figura 5.2c - Funo AND - E.

Descrio : a sada ser ativada apenas quando todas as entradas estiveremsimultaneamente ativadas.

Funo OR - OU

Tabela verdade

E 1.0 E 1.1 S 4.00 0 00 1 01 0 01 1 1

E 1.0 E 1.1 S 4.00 0 00 1 11 0 11 1 1

4

0 boto emrepouso

1 boto acionado

S4.0

E1.10

E 1.0

Diagrama de tempoS

E1

E2

Diagramaeltrico

Diagrama ladder

S4.0

E 1.1E 1.0()

Smbolo lgico

S4.0

E 1.0

E 1.1&

E2

E1

S

Diagramaeltrico

Diagrama ladder

S4.0

E 1.1

E 1.0()


46/92


Figura 5.2d - Funo OR - OU.

Descrio : a sada ser ativada sempre que qualquer uma das entradas estiverativada.

Funo NOR - no ou

Tabela verdade

Figura 5.2e - Funo NOR - NO OU.

Descrio : a sada ser desativada sempre que qualquer uma das entradas estiverativada.

Funo NAND - no e

Tabela verdade

E 1.0 E 1.1 S 4.00 0 10 1 01 0 01 1 0

5

Diagramaeltrico

E2

E1

S

Diagrama ladder

S4.0

E 1.1E 1.0()

Smbolo lgico

S4.0

E 1.0

E 1.1&

0 boto emrepouso

1 boto acionadoS4.0

E1.10

E 1.0

Diagrama de tempo

Smbolo lgico

S4.0

E 1.0

E 1.11

Diagramaeltrico

E

2

E

1

S

0 boto emrepouso

1 boto acionadoS4.0

E1.10

E 1.0

Diagrama de tempo

Diagrama ladder

S4.0

E 1.1

E 1.0()


47/92


Figura 5.2f - Funo NAND - NO E.

Descrio : a sada ser desativada apenas quando todas as entradas estiveremativadas.

A combinao dessas funes lgicas bsicas nos permite implementar qualqueroutra.

A linguagem de programao ladder

Como toda linguagem de programao, a linguagem ladder possui suas instrues,regras e limitaes e isso que pretendemos discutir a partir de agora.

As instrues da linguagem ladder so representadas graficamente, como j

tivemos oportunidade de perceber, e podem ser agrupadas em algumas categorias, asaber :

rels - contatos e bobinas;

conexes;

temporizadores e contadores;

movimentao de dados;

aritmticas e lgicas;

comparao;

E 1.0 E 1.1 S 4.00 0 1

0 1 11 0 11 1 0

6

0 boto emrepouso

1 boto acionadoS4.0

E1.10

E 1.0

Diagrama de tempoSmbolo lgico

S4.0

E 1.0E 1.1

1


48/92


49/92


50/92


51/92


52/92


Figura 5.6 - rea de memria de dados do usurio.

Constantes

Dados que no variam no decorrer do programa, ocupam uma rea da memriadisponvel para o programa do usurio. Uma mesma constante pode ser representada devrias formas dependendo da convenincia em determinado momento. As formas derepresentao mais comuns so :

constante binria KB 01000001 00110111 (2) ;

constante hexadecimal KH 41 37(16) ;

constante ASCII KA A7 (ASCII) ;

constante decimal com sinal KD +16695(10) .

A figura 5.7 apresenta uma rea da memria de aplicao do usurio, enfatizando oarmazenamento da constante mostrada anteriormente.

Figura 5.7 - Constante armazenada na rea de aplicao do usurio.

Existem ainda dois outros tipos de endereamento de operando cuja sistemticautiliza um mtodo indireto.

Um deles o endereamento indireto, onde o endereo de uma varivel seencontra armazenado em outra varivel. O outro o endereamento indexado, muitoempregado para se acessar informaes em tabelas unidimensionais. Nesse tipo deendereamento, a tabela tratada como uma varivel com vrias posies, sendo quecada uma possui um ndice atravs do qual referenciada. Uma outra varivel

11

0 0 0 1 0 0 1 00

1

2

3 0 0 1 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 1

0 0 1 1 0 1 1 1

7 6 5 4 3 2 1 0

Endereosde cadaposio

rea da memriade aplicao do

usurio

KH 4137

operando KD+16695

KA A7

Posio dos bits


53/92


escolhida para armazenar o ndice e, dependendo de seu contedo, uma posioqualquer da tabela pode ser acessada.

Esses dois tipos de endereamento ficam mais claros quando representadosgraficamente. Vejamo-los na figura 5.8.

O endereo 0 contm uma informao utilizada para enderear outra varivel. Comoo contedo da posio 0 o nmero 7, a varivel endereada ser aquela residenteno endereo 7.

Figura 5.8a - Endereamento indireto.

7

8

6

5 01001000

11100000

00000100

00001001

0100100011100000

00000100

00001000

3

4

21

0 11100000

01001000

1110000000000100

00001001

01001000

11100000

00000100

00001000

7

8

6

5

3

4

2

1

0 10000000

32

1

0

ndice d

cada posi

Tabela c

quatro posi

12


54/92


O endereo 0 contm uma informao relativa ao ndice da posio da tabela a seracessada. Como o contedo da posio 0 o nmero 1, a posio da tabela que seracessada ser a de ndice 1.

Figura 5.8b - Endereamento indexado.

Os tipos de operandos apresentados anteriormente so os mais comuns. Noentanto, o leitor fatalmente encontrar outros tipos, especficos de determinados CLPs domercado.

Elementos grficos e instrues da linguagem ladder

Um programa em ladder escrito empregando-se basicamente linhas de energia,contatos, conexes, bobinas e blocos funcionais.

Linhas de energia

So duas linhas verticais sendo uma disposta esquerda e a outra disposta direita, conectadas pela combinao dos demais elementos grficos anteriormentecitados. O diagrama ladder sempre comea a ser construdo a partir da linha de energiada esquerda que tem associado a ela estado lgico 1.

Contato NA

Smbolo

Figura 5.9 - Contato NA.

A presena de um contato NA indica que o estado lgico do operando deve seravaliado. Se o estado detectado for 1, o estado presente no lado esquerdo do contato repassado para seu lado direito.

13

E1.0

operando

contato NA

xE1.00

Diagrama de tempo

x

E

1.0


55/92


Figura 5.10 - Operao do contato NA.

Contato NF

Smbolo

Figura 5.11 - Contato NF.

A presena de um contato NF indica que o estado lgico do operando deve seravaliado. Se o estado detectado for 0, o estado presente no lado esquerdo do contato repassado para seu lado direito.

Figura 5.12 - Operao do contato NA.

Conexo vertical

Smbolo

Figura 5.13 - Conexo vertical.

14

E1.0

x

E1.00

Diagrama de tempo

x

E1.0

operando

contato NF


56/92


A presena de conexo vertical indica o incio de um novo ramo de contatos.Conexes verticais sero sempre empregadas quando for necessrio a programao deuma lgica OR de contatos.

Figura 5.14 - Aplicao da conexo vertical.

Conexo horizontal

Smbolo

Figura 5.15 - Conexo horizontal.

A presena de conexo horizontal indica o fim de um ramo paralelo de contatos.

Figura 5.16 - Aplicao da conexo horizontal.

Bobina

Smbolo

Figura 5.17 - Bobina

15

E1.0

E1.0

S4.0( )

operando

bobina

E1.0

E1.0


57/92


A presena de uma bobina indica que o operando deve receber o estado lgico aela aplicado.

Figura 5.18 - Operao da bobina.

Bobina Liga

Smbolo

Figura 5.19 - Bobina liga.

A presena de uma bobina liga indica que o operando deve, incondicionalmente,receber estado lgico 1 assim que a ela for aplicado estado 1. Uma vez assumido estado1, o operando deve assim permanecer independente dos estados posteriores aplicados bobina.

Somente uma bobina desliga poder comutar o estado do operando.

Figura 5.20 - Operao da bobina liga.

A bobina liga tambm denominada bobina set ou bobina latch.

16

S4.0( L)

operando

bobinaliga

x

S4.0

Diagrama de tempo

S4.0( )x

x

S4.0

Diagrama de tempo

S4.0( L )x


58/92


Bobina Desliga

Smbolo

Figura 5.21 - Bobina desliga.

A presena de uma bobina desliga indica que o operando deve, incondicionalmente,receber estado lgico 0 assim que a ela for aplicado estado 1. Uma vez assumido estado0, o operando deve assim permanecer independente dos estados posteriores aplicados bobina.

Somente uma bobina liga poder comutar o estado do operando.

Figura 5.22 - Operao da bobina desliga..

A bobina desliga tambm denominada bobina reset ou bobina unlatch.

Contato detector de borda ascendente (P)

Smbolo

Figura 5.23 - Contato detector de borda ascendente.

Se no scan anterior o estado lgico presente esquerda do contato P era 0 e no

atual tornou-se 1, esse contato far com que seu lado direito seja levado a estado 1 eassim permanea por um perodo de tempo igual a um scan. Se o estado lgico presente

17

S4.0

x

Diagrama de tempo

S4.0( D )x

S4.0( D)

operando

bobinadesliga

P

contato detector de borda ascendente


59/92


esquerda de um contato P permanecer inalterado, em estado 0 ou estado 1, seu ladodireito ser mantido, incondicionalmente, em estado 0.

O contato P no vinculado a nenhum operando.

Figura 5.24 - Operao do contato detector de borda ascendente.

Contato detector de borda descendente (N)

Smbolo

Figura 5.25 - Contato detector de borda descendente.

Se no scan anterior o estado lgico presente esquerda do contato N era 1 e noatual tornou-se 0, esse contato far com que seu lado direito seja levado a estado 1 eassim permanea por um perodo de tempo igual a um scan. Se o estado lgico presente esquerda de um contato N permanecer inalterado, em estado 0 ou estado 1, seu ladodireito ser mantido, incondicionalmente em estado 0.

O contato N no vinculado a nenhum operando.

Figura 5.26 - Operao do contato detector de borda descendente.

18

N

contato detector de borda descendente

perodo descan

Diagrama de tempo

E1.00

P

x

Diagrama de tempo

xE1.0

perodo descan

E1.00

x

N xE1.0


60/92


Contato de negao ( NOT)

Smbolo

Figura 5.27 - Contato de negao.

O contato de negao repassa para o seu lado direito, o inverso do estado lgicopresente em seu lado esquerdo. Esse contato no vinculado a nenhum operando e empregado, aps uma associao de contatos, para inverter o resultado da lgicaimplementada. Na maioria dos CLPs esse contato s pode ser usado precedendo umabobina.

O contato NOT no vinculado a nenhum operando.

Figura 5.28 - Operao do contato de negao.

Rel mestre (MR)

Smbolo

Figura 5.29 - Rel mestre.

O rel mestre sempre utilizado em pares.

Sempre que o primeiro MR do par receber estado lgico 1 em seu lado esquerdo,ele comandar a desenergizao da barra de energia vertical da esquerda a partir do

ponto onde se encontra. A barra ficar denenergizada at que aparea o segundo MR dopar.

19

contato de negaoNOT

Diagrama de tempo

x

S

4.0

NOT

S4.0( )x

relmestre

(MR)


61/92


Todas as bobinas comuns existentes entre os dois MR sero, incondicionalmente,levadas a estado lgico 0. Bobinas ou outros elementos, como contadores etemporizadores, que possuam algum recurso de memorizao, tero seus estados

mantidos.Elementos que se mantenham energizados, de forma no prevista, dentro dos

limites impostos pelos dois MR, podem provocar erros no controle e, em pior caso,conseqncias danosas para o processo ou para pessoas.

O segundo MR do par no depende de nenhuma lgica precedendo-o paraenergizar novamente a barra de energia esquerda.

Figura 5.30 - Operao do rel mestre.

Segmento ou Lgica

Dentro do contexto de programao ladder, chama-se segmento ou lgica a umgrupo de instrues dispostos em um arranjo matricial com um nmero limite de linhas ecolunas. Os elementos grficos que representam as instrues, com exceo dasconexes horizontal e vertical, so inseridos nas clulas existentes na interseo daslinhas e colunas. O nmero limite de elementos grficos admitidos em um segmentodepender do CLP empregado.

Cada segmento responsvel pela execuo de parte do programa de controle epossui um nmero identificador.

Nmeros identificadores de segmentos so empregados em instrues de salto quepermitem modificar o fluxo do programa, dependendo da circunstncia.

20

Barra de energia energizada

S4.0( )

MR( )x

S4.1( L )

MR

( )

Barra de energia desenergizada

Barra de energia energizada

Espao delimitado pelopar de MRs

Segmento : 007

S4.0( )

E1.0

E1.0

S4.0( L )

E1.0

( )E4.4

E7.0

E1.0

E1.5 P

S4.0


62/92


Figura 5.31 - Disposio de elementos em um segmento ou lgica.

Bobina de salto

Smbolo

Figura 5.32 - Bobina de salto.

Ao receber estado lgico 1, a bobina de salto comanda um desvio do fluxo normaldo programa para uma lgica cujo nmero determinado somando-se o nmero dalgica onde aparece a bobina de salto e a constante que a acompanha.

Se a constante for positiva o salto ser para uma lgica posterior. Se a constante fornegativa o salto ser para uma lgica anterior.

Cuidados especiais devem ser tomados ao se utilizar saltos em programas de CLP,pois se um lao de programa for executado vrias vezes e demandar um tempo maior doque o perodo do WDT da CPU, o programa do usurio ser interrompido.

Contadores

Contadores so elementos que se prestam a contar eventos cuja ocorrncia lhes informada, aplicando-se um sinal do tipo borda ascendente a uma entrada dedicada paraesse fim.

OS contadores podem ser crescentes, decrescentes e crescentes / decrescentes.

Contador crescente

21

xxxxx

KF+ /- (J

) valor daamplitude do

salto

declara uma constante decimalpositiva ou negativa


63/92


Smbolo

Figura 5.33 - Contador crescente.

Fisicamente, cada contador crescente ocupa duas words na memria RAM dosistema, sendo que uma armazena o valor de PV e a outra incrementada a cada bordaascendente aplicada em CU, desde que as condies para tal estejam satisfeitas : EN emestado 1 e RES em estado 0.

O nmero de contadores disponveis depende do CLP empregado.

O parmetro PV poder ser um valor decimal fixo na forma de uma constante KD ouum valor varivel armazenado em uma memria auxiliar MW ou em uma memria de

dados do usurio DW.

22

EN

RES

PV

CU

AC

CURR

C xxx

C xxx = nmero do contador a ser utilizado

CU = entrada digital que comanda o incremento docontador, de uma unidade, a cada bordaascendente recebida

PV = valor estabelecido como limite superior da

contagem.RES = entrada digital que, quando recebe estado 1,

zera o contador e interrompe a contagem

EN = entrada digital que, quando recebe estado 1,habilita a operao de contagem

CUR = sada digital que assume estado 1 sempreque o valor atual de contagem for igual oumaior que o estabelecido em PV

AC = valor atual da contagem

DW5

S4.0()

E 1.2

E 1.1

E1.0

EN

RES

KD+7

PV

CU CU

R

AC

C 10

0 1 2 3 4 5 6 7 0 10

2 0

S4.0

E 1.2

E 1.1

E1.0


64/92


Figura 5.34 - Operao do contador crescente

Contador decrescente

Smbolo

Figura 5.35 - Contador decrescente.

Fisicamente, cada contador decrescente ocupa duas words na memria RAM dosistema, sendo que uma armazena o valor de PV e a outra decrementada a cada bordaascendente aplicada em CD, desde que as condies para tal estejam satisfeitas : EN emestado 1 e SET em estado 0.

O nmero de contadores disponveis depende do CLP empregado.

O parmetro PV poder receber um valor decimal fixo na forma uma constante KDou um valor varivel armazenado em uma memria auxiliar MW ou em uma memria dedados do usurio DW.

23

AC

C xxx = nmero do contador a ser utilizado

CD = entrada digital que comanda o decrementodo contador, de uma unid

curso clp - senai

Documents