módulo_1 noções básicas de clp

7/24/2019 Mdulo_1 Noes Bsicas de CLP

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PROCEDIMENTO

OPERACIONAL

N:

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REVISO N:

01

PGINA:

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TTULO:

Noes Bsicas de CLP - Controlador Lgico Programvel

REA / DEPARTAMENTO:

Cia Brasileira de Bebidas

F. Uberlndia - Engenharia

1. Objetivo

Estabelecer os conhecimentos bsicos de CLP (Controlador Lgico Programvel) cumprindo a matriz de

habilidade do time da eltrica/instrumentao/automao da Companhia.

2. Campo de Aplicao

Estas noes bsicas aplica-se a todos os CLPs, instalados na Companhia .

3. Funo Executante

Tcnicos em eltrica/instrumentao/automao .

4. Ferramentas

- No se aplica.

5. Recursos Necessrios

- No se aplica

6. Introduo

C.L.P.- Controlador Lgico Programvel definido primeiramente nos E.U.A.

como P.L.C. Programmable Logic Controller, so equipamentos responsveis poraplicaes comerciais e industriais.O primeiro CLP foi desenvolvido no final de 1960. Foi desenvolvido paraatender a flexibilidade das indstrias, no caso a automobilstica onde a linha demontagem dinmica em relao ao modelo do carro a ser produzido. Foi ento quea Bedford Associates ofereceu a General Motors uma soluo. Tratava-se de umdispositivo que poderia funcionar em vrias operaes distintas e facilmenteprogramveis. Esse equipamento era o Modular Digital Controller (MODICON),sendo o MODICON 084 o primeiro modelo comercial.

J em 1970, o CLP era equipado com uma CPU, com processador AMD2901.Em 1973 surgiu a primeira comunicao entre CLPs Mod bus.

Em 1980, surge a primeira comunicao Standard MAP (ManufacturingAutomation Protocol).Em 1990 chega a norma IEC 1131-3que leva todas as linguagens a umpadro internacional.Hoje, dentro da nova IEC 61131-3, podemos programar o CLP de quatromodos: diagrama de blocos, lista de instrues, ladder e texto estruturado.


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PROCEDIMENTO OPERACIONAL

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REA / DEPARTAMENTO:

Cia Brasileira de Bebidas - F.

Uberlndia - Engenharia

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7. Scan

O SCAN do CLP em modo de execuo pode ser descrito resumidamente

pelo fluxograma apresentado

SCAN TIME (Tempo de Varredura)

a quantidade de tempo consumida para realizar as tarefas especficas do SCAN. Tipicamente medidoem ms.Os fatores que tem influncia direta sobre o Scan Time so:

Quantidade de mdulos e pontos de entrada; Conexo de dispositivos perifricos; Tamanho do programa de aplicao e tipo de instrues utilizadas; Quantidade de mdulos e pontos de sada.

SCAN RATE (Taxa de SCAN)

a quantidade de tempo consumida para realizar as tarefas em relao quantidade de memria.Tipicamente medido em ms/K.Se um CLP tem um SCAN RATE de 8ms/K e o programa possui 6K de

memria, ento o CLP leva 48 ms para completar um SCAN de programa.Ex: Taxa = ms/K(Scan Rate) . K(memria)

6.8 = 48ms


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8. Estrutura

C.P.U.

A estrutura bsica de uma C.P.U. composta de: Processador; Sistema de Memria; Circuitos Auxiliares de Controle.

8.1 Processador

O processador responsvel pelo gerenciamento total do sistema,controlando os barramentos de endereos, de dados e de controle. Interpreta eexecuta as instrues inseridas no programa inserido pelo usurio, controla acomunicao com dispositivos externos e verifica toda a integridade do sistema(diagnstico).

O desenvolvimento tecnolgico de um CLP depende principalmente doprocessador utilizado que pode ser desde um microprocessador convencional (8051, 80286, 80386, PIC16F877, etc.) at um processador dedicado.H C.P.U.s que possuem processamento paralelo e outros co-processadoresque auxiliam em funes especficas (operaes complexas).


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8.2 Sistema de memria

8.2.1 Estrutura da memria em um C.L.P.

Existem casos em que a C.P.U. fornecida com uma quantidade bsica dememria, a qual pode ser expandida por meio de cartuchos.As caractersticas normalmente apresentadas nas especificaes tcnicas deuma CPU e que devem ser consideradas so:

Capacidade de memria: quantidade mxima que a CPU pode conter,sendo indicadas separadamente: Memria Total para Programa de Aplicao eMemria Total para Tabela de Dados;

Tipo de Memria: forma de armazenamento para o Programa deAplicao(EPROM, EEPROM, etc.);

Bateria de Backup: indica se a CPU permite utilizao de bateria paramanuteno da Tabela de Dados mesmo sem alimentao;

Pontos de I/O total: Quantidade mxima de pontos de I/O que a CPUpode controlar;

Tempo de Processamento: tempo necessrio para a CPU executaruma instruo booleana (contato ou bobina);

Linguagem de Programao: indica as linguagens de programao quepode ser utilizada;

Recursos de Programao: indica os recursos que possam ser

utilizados, por exemplo: temporizadores, contadores, PID, etc.; Portas de comunicao: quantidade de portas existentes na CPU,indicando tipo (RS-232, RS-422, etc.) e protocolos suportados; Potncia consumida da base.


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8.2.2 Cartes de I/O

Os mdulos so responsveis pela comunicao entre a C.P.U. e o mundoexterno, alm de garantir isolao e proteo C.P.U. So divididos em mdulos deentrada (recebem sinais e os convertem em nveis adequados para a CPU) emdulos de sada (enviam sinais dependendo do programa de aplicao ou forcepelo usurio), existem tambm os mdulos combinados (CLP modulares).Normalmente os mdulos de I/O so dotados de: Isolao ptica para proteo da CPU, fonte de alimentao e demaismdulos; Indicadores de STATUS, e indicadores de falhas (diagnstico); Conectores removveis que reduzem o tempo de manuteno.

Os mdulos de I/O so classificados em:

Discretos:

_ Tratam sinais digitais (on/off ou 0/1);_ Cada ponto corresponde a um bit de endereamento daTabela de Dados.

Analgicos (sinais):

_ Tratam sinais analgicos (tenso, corrente);_ Convertem sinais analgicos em sinais digitais para oprocessamento;

_ Cada entrada ou sada so tratadas como canais;_ Quantidade de bits relativo resoluo;_ Cada mdulo consome uma quantidade de I/Odisponveis de acordo com o fabricante.

8.2.3 Mdulos discretos de entrada.

Os mdulos discretos de entrada apresentam as seguintes caractersticas:

Filtros de sinal:que eliminam efeitos de 'bounces' (pulsos indesejados,rebatimentos); Tipo e faixa de tenso de entrada: AC (110V ou 220V), DC (12V, 24V

ou 125V), AC/DC - 'either' (12V, 24V, 110V), TTL ou 'contato seco';

As entradas DC:podem ter configurao current sinking (consumidorade corrente - comum negativo), current sourcing (fornecedora de corrente - comumpositivo) ou current sinking/sourcing (quando possuem um opto-acoplador com doisLEDs em antiparalelo).Alm dessas caractersticas, os seguintes itens so normalmenteapresentados nas especificaes tcnicas dos mdulos discretos de entrada:

Tenso mxima:para o nvel 0: mxima tenso permitida que o mduloreconhece como nvel 0;

Tenso mnima: para o nvel 1: mnima tenso permitida que o mduloreconhece como nvel 1;

Tenso de pico: mxima tenso permitida para cada ponto,normalmente com limite de tempo para que se mantenha nesse valor;


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Corrente mxima: em nvel 0: mxima corrente que a entrada consomeoperando em nvel 0;

Corrente mnima:em nvel 1: mnima corrente que a entrada consomeoperando em nvel 1;

Corrente de entrada:corrente tpica de operao para uma entrada emnvel 1;

Impedncia de entrada:resistncia que cada entrada representa para odispositivo a ela conectado;

Tempo de resposta:de 0 para 1: tempo (tpico) que o mdulo necessitapara reconhecer a transio de uma entrada, do nvel 0 para o 1;

Tempo de resposta:de 1 para 0: tempo (tpico) que o mdulo necessitapara reconhecer a transio de uma entrada, do nvel 1 para o 0;

Pontos comuns por mdulo:quantidade de 'pontos comuns'disponveis no mdulo, indicando se eles so isolados ou no;

Freqncia AC:freqncia em que o mdulo pode operar. Somentepara mdulos de entrada AC;

Potncia consumida da base:especifica a corrente em que o mduloconsome da fonte de alimentao;

Necessidade de alimentao externa.

8.2.4 Mdulos discretos de sada.

Os mdulos discretos de sada normalmente apresentam as seguintescaractersticas:

Tipo e faixa de tenso de sada:AC - triac ou scr (24V, 110V ou 220V),DC transistor bipolar ou MOS-FET (5V, 12V, 24V ou 125V) ou rel (AC e DC);

As sadas DC:podem ser tipo sinking (consumidora - comum negativo)ou sourcing (fornecedora - comum positivo);

As sadas rel: podem ter contatos simples (NA) ou reversveis(NA/NF).Os seguintes itens so normalmente apresentados nas especificaestcnicas dos mdulos discretos de sada:

Tenso de pico:tenso mxima permitida para cada ponto de sada,normalmente com limite de tempo para permanncia neste valor;

Queda de tenso:indica a tenso medida entre um ponto de sada(enquanto acionado) e o comum, com carga mxima;

Corrente mxima:mxima corrente permitida para cada ponto desada;


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Corrente de pico:mxima corrente que pode ser fornecida carga porum curto intervalo de tempo durante a transio de 0 para 1;

Corrente de fuga:mxima corrente que poder circular pelo dispositivode sada com o ponto de sada no acionado;

Carga mnima:menor corrente que o ponto de sada deve fornecer carga para operar adequadamente;

Tempo de resposta de 0 para 1:tempo (tpico) que o mdulo necessitapara realizar a transio de uma sada, do nvel 0 para o 1;

Tempo de resposta de 1 para 0:tempo (tpico) que o mdulo necessitapara realizar a transio de uma sada, do nvel 1 para o 0;

Pontos comuns por mdulo:quantidade de pontos comuns disponveisno mdulo, indicando se eles so isolados ou no;

Freqncia AC:freqncia em que o mdulo pode operar. Somentepara mdulos de sada AC e rel;

Potncia consumida da base:especifica a corrente em que o mduloconsome da fonte de alimentao;

Necessidade de alimentao externa; Fusveis de proteo.

8.2.4 Mdulos analgicos de entrada.

Os mdulos analgicos de entrada normalmente apresentam as seguintescaractersticas:

Filtro ativopara eliminao de possveis rudos presentes nos sinais;

Alta impedncia de entrada:para os canais com faixas de operao detenso, que possibilita conexo a uma vasta gama de dispositivos, eliminandoproblemas de incompatibilidade de sinais;

Multiplexador:para os canais de entrada, que determina o canal a serenviado ao conversor A/D;

Processador dedicado: responsvel pelo processamento e preciso dosinal digital enviado C.P.U., alm de diagnsticos referentes ao mdulo;

Tipo e faixa de operao dos canais:corrente (0-20mA, 4-20mA),tenso (0-5V, 5V, 0-10V, 10V) ou termosensores (termopares, termoresistncias,Pt100); Um mesmo mdulo pode operar em mais de uma faixa, a qual selecionada atravs de chaves oujumpers internos ao mdulo.As caractersticas normalmente apresentadas nas especificaes tcnicasso:

Isolao dos canais:isolados (isolao galvnica) possibilita conexo adispositivos com sada diferencial ou no isolados (comuns) um dos plos conectado ao terra da fonte;

Resoluo:menor incremento possvel no valor analgico de entrada


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que pode ser detectado pelo conversor A/D, normalmente expresso em bits;

Tipo de converso:mtodo utilizado para converter o sinal analgico

em sinal digital, normalmente por aproximao sucessiva;

Razo de atualizao:tempo necessrio para que os sinais analgicossejam digitalizados e disponibilizados para a C.P.U., normalmente expresso emcanal/scan;

Erro de linearidade:preciso relativa da representao digital sobre afaixa de operao do sinal de entrada. Expressa em bits ou porcentagem;

Erro mximo:erro mximo absoluto que pode haver entre arepresentao digital e o valor do sinal analgico existente na entrada do canal;

Pontos de I/O consumidos:quantidade de pontos de entrada que omdulo consome da C.P.U.;

Potncia consumida da base; Fonte de alimentao externa.

8.2.6 Mdulos analgicos de sada.

Os mdulos analgicos de sada normalmente apresentam as seguintescaractersticas:

Tipo e faixa de operao dos canais: corrente (0-20mA, 4-20mA) ou tenso (0-5V, 5V, 0-10V,

10V);

Um mesmo mdulo pode operar em mais de uma faixa, a qual selecionada atravs de chaves oujumpers internos ao mdulo.As caractersticas normalmente apresentadas nas especificaes tcnicasso:

Isolao dos canais:isolados (isolao galvnica) ou no isolados(comuns);

Impedncia de sada:apresenta as resistncias mnima e mxima aque o canal de sada pode ser conectado, para sinais de corrente e tensoespecficos;

Resoluo:o menor incremento que o dado enviado ao conversor D/Apode causar no valor analgico de sada, normalmente expresso em bits;

Razo de atualizao:tempo necessrio para que os valores digitaisprovenientes da C.P.U. sejam convertidos em sinais analgicos para as sadas,normalmente expresso em canal/scan;

Erro de linearidade:preciso relativa da representao digital sobre afaixa de operao do sinal de sada. Pode ser expressa em bits ou porcentagem;

Erro mximo:erro mximo absoluto que pode haver entre arepresentao digital e o valor analgico disponvel na sada do canal;

Pontos de I/O consumidos:quantidade de pontos de sada que omdulo consome da C.P.U.;


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Potncia consumida da base; Fonte de alimentao externa.

8.2.7 Fonte de Alimentao

A fonte de alimentao alm de fornecer todos os nveis de tenso paraalimentao da C.P.U. e dos mdulos de I/O, funciona como um dispositivo deproteo.Atualmente, as fontes de alimentao dos CLPs utilizam tecnologia dechaveamento de freqncia(fontes chaveadas). Em alguns casos, a tenso deentrada possui ajuste automtico.As protees externas recomendadas para a fonte de alimentao dos CLPsvariam conforme o fabricante, mas basicamente consiste de transformadoresisoladores ou supressores de rudos de rede.

Normalmente, as fontes dos CLPs proporcionam sada auxiliar de tenso em24Vdc, com limite reduzido de corrente (300 800mA).

A fonte de alimentao tem aspectos variados. Pode apresentar-se emconjunto com a CPU, como mdulo independente para ser conectado ao rack ou serparte integrante do prprio rack.As caractersticas normalmente apresentadas nas especificaes tcnicasso: Faixa de tenso de entrada:AC (85-132V, 170-264V, 85-264V), DC(12V, 24V, 10-28V, 125V);

Seleo de faixa de entrada:automtica, jumpers ou terminais de

conexo;

Potncia fornecida:mxima corrente fornecida ao barramento do Rack,normalmente relacionada tenso de 5Vdc, para alimentao dos mdulos de I/O eda CPU, se for o caso. Este valor utilizado no Clculo de Consumo de Potncia;

Sada auxiliar de 24Vdc:apresenta as caractersticas da sada auxiliarde 24Vdc (somente para fontes AC).Com relao ao Clculo de Consumo de Potncia, cada mdulo especifica acorrente consumida e se do rack (5Vdc) ou de uma fonte de alimentao externa(24Vdc). Faz-se necessrio determinar qual a corrente consumida pelos mdulosque compe o CLP e se ela ultrapassa o limite de corrente que a Fonte de

Alimentao pode fornecer. Sabendo que:

P = U.I

Por exemplo: Rack de 3, 4, 6 slots = fonte de alimentao de 1550mA; Rack de 9 slots = fonte de alimentao de 2.600mA; CPU = consome 120mA (5Vdc rack); Mdulo com 16 pontos de entrada = 100mA (5Vdc rack); Mdulo com 16 pontos de sada = 200mA (5Vdc rack) e 80mA(24Vdc-fonte externa).


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Para montar um sistema, utiliza-se:

Portanto para montar o CLP em questo so necessrios 5 slots e 820mA dobarramento do rack e uma fonte externa de 24Vdc com 240mA. Assim conclui-seque a base com 6 slots adequada, sendo necessrio utilizao de uma fonte dealimentao externa.

8.2.8 Arquitetura


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9. Hardware

O hardware de um CLP formado por 3 unidades distintas, as quais so:

Rack Fonte de alimentao, CPU (Unidade Central de Processamento) Interfaces de entrada e sadas ou I/O.

Interface Homem Mquina

9.1 Rack ou Base

A base ou rack responsvel pela sustentao mecnica dos elementos que

compem o CLP. Contm o barramento que faz a conexo eltrica entre eles, noqual esto presentes os sinais de dados, endereo e controle, alm dos nveis detenso fornecidos pela fonte de alimentao.

Cada posio do rack, possvel de receber um mdulo de I/O ou a CPU denominada de slots (ranhura/abertura).


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9.2 ExpansoPode ocorrer a expanso de racks para um total controle do sistema dasformas:

9.2.1 Expanso local


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9.2.2 Expanso Remota de Racks

9.3 Modelo de expanso remota de racks.

A expanso local utilizada quando se necessita de pontos de I/O emquantidade superior ao fornecido pela base local ou quando a fonte de alimentaolocal no suporta a quantidade de potncia necessria ao sistema. O acrscimo dosmdulos feito por meio de bases de expanso situadas localmente (prximo base local).Nas bases de expanso no h CPU, apenas fonte de alimentao.A expanso remota utilizada quando os dispositivos de entrada/sada estolocalizados distantes da base local ou quando se necessita de quantidade superiorde pontos de I/O suportada pela base local e bases de expanso locais.Nas bases de expanso remota no h CPU apenas fonte de alimentao e mdulo especial decomunicao (Mdulo Remoto Escravo). O Mdulo Remoto Mestre instalado emum slot da base local.

Com relao comunicao, de acordo com a aplicao pode ser necessrioa conexo do CLP com IHMs, PCs ou redes de CLPs. Nestes casos, faz-senecessrio configur-los corretamente para atender s necessidades decomunicao exigidas.Normalmente, as CPUs contm pelo menos uma porta serial. De maneirageral, as caractersticas que devem ser consideradas durante a configurao do CLP so:


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Hardware:

o Padro da porta serial:_ RS-232:utiliza cabo par tranado em distncias de at15m. o padro existente nas portas dos PCs;

_ RS-422:Possui balanceamento de sinal (linhas detransmisso e recepo tem comuns independentes),proporcionando maior imunidade a rudos, maiorvelocidade de transmisso e distncias mais longas (at1.200m). A comunicao full-duplex (pode enviar ereceber dados simultaneamente);

_ RS-485:Similar ao RS-422, porm a comunicao halfduplex(pode apenas enviar ou receber dados em ummesmo instante).

Software:

OProtocolo de comunicao: Determina a forma de transmissode dados (formato dos dados, temporizao, sinais de controleutilizados, etc.);

A Taxa de transmisso (Baud Rate):Determina a velocidade,expressa em bits por segundo (bps).

9.2 Fonte

A fonte de alimentao fornece todos os nveis de tenso exigidos para asoperaes internas do CLP. Existem casos que uma segunda fonte necessriadevido ao aumento de consumo com a expanso dos mdulos de sada. Certosmodelos de CLPs so projetados para operarem com uma tenso de alimentao de220Vac, outros trabalham com 24Vdc (Detalhes j visto no captulo anterior 8.2.7)

Ex: Entrada 220 Vac Sada 24 Vdc


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Exemplo:

9.3 Central Processing Unit CPU

A CPU (Central Processing Unit) - Unidade Central de Processamento ainteligncia do sistema. Ela recebe os sinais digitais e os sinais analgicos dossensores conectados aos mdulos de entradas e tambm recebem comandos e osdados via comunicao em rede (quando usada). Em seguida executa as operaespreviamente inseridas na memria de programa pelo usurio e atualiza as sadasdigitais e analgicas.


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9.3.1 Memria da CPU

A memria o local onde so armazenados os dados referentes ao

funcionamento do sistema e armazenamento de informaes necessrias aousurio. dividida em duas partes:

- Instrues de programa executivo:que controla as atividades da CPU(Firmware e rascunho do sistema);

- Instrues de programa de aplicao do usurio:(Programa de aplicao eTabela de dados).

(Detalhes j vistos na captulo 8.2)

9.3.2 Micro Memory Card MMC

No carto armazenado :

Sistema Operacional

Programas do Usurio

Nota:Nunca remover o MMC com a CPU em uso ou mesmo energizada , para remoo do mesmo a CPU

deve estar desenergizada ,se remover o carto com a CPU energizada corrompido as informaes nele

armazenado .

O MMC no um carto SD , so diferentes e no podem ser substitudos um pelo outro , as

informaes contidas no MMC s pode ser lido na PG Programmier Gerat (dispositivo de

programao),no podendo ser inserido em um PC convencional.

A capacidade do MMC de 8 mb , sem o MMC a CPU no funciona ,isto porque no MMC est gravado o

sistema operacional


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9.4 Mdulos

Os mdulos de I/Os possibilitam a interface entre os dispositivos do usurio

com a CPU. Existe uma grande variedade de mdulos de entrada e sada: 24Vdc,220Vac entrada analgica (tenso ou corrente), sada analgica (tenso oucorrente), mdulos para controle de malha, mdulos de comunicao, etc.

(Detalhes j visto no captulo 8.2.2)

So eles:

Carto de Entrada Digital (DI)

Carto de Sada Digital (DO).


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Carto Entrada Analgica (AI).

Carto de Sada Analgica (AO).

Carto de Comunicao (CP343-1)

Responsvel pela comunicao da CPU com outros mdulos .(Remotas).


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Topologia

9.5 Interface Homem Mquina (IHM) e Supervisrio

As interfaces so os dispositivos que realizam a interface Homem/Mquina conectados aos CLPs. Servempara programao local e tambm para monitorar o andamento do programa, as variveis internas e os

dispositivos de campo. Podem ser portteis ou no.

Alguns exemplos so:

IHM;

Panel View;

PC;

Impressoras;

Mdulos de programao; Etc.


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9.5.1 IHM

Geralmente utilizados em mquinas e pequenos processos

9.5.2 Supervisrio

Geralmente utilizados em processos ,instalados em PCs ou Clients


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10. Protocolos de Comunicao

10.1 Profibus DP (Decentralized Periphery)

O PROFIBUS um padro de rede de campo aberto e independente de fornecedores, onde a interfaceentre eles permite uma ampla aplicao em processos, manufatura e automao predial. Esse padro garantido segundo as normas EN 50170e EN 50254. Em janeiro de 2000, o PROFIBUS foi firmementeestabelecido com a IEC 61158, ao lado de mais sete outros fieldbuses. A IEC 61158 est dividida em

sete partes, nas quais esto as especificaes segundo o modelo OSI. Nessa verso houve a expansoque incluiu o DPV-2. Mundialmente, os usurios podem agora se referenciar a um padro internacionalde protocolo, cujo desenvolvimento procurou e procura a reduo de custos, flexibilidade,confiana, orientao ao futuro, atendimento as mais diversas aplicaes, interoperabilidade emltiplos fornecedores.O PROFIBUSpode ser usado tanto em aplicaes com transmisso de dados em alta velocidadecomo em tarefas complexase extensas de comunicao.

Atravs de seu contnuo esforo de desenvolvimento tecnolgico, o PROFIBUS o sistema decomunicao industrial mais bem preparado para o futuro. A Organizao de Usurios PROFIBUSest atualmente trabalhando na implementao de novos conceitos universais.

PROFIBUSoferece diferente protocolos de comunicao (Communication Profile) que de acordocom a aplicao, pode-se utilizar como meio de transmisso (Physical Profile) qualquer um dosseguintes padres: RS-485, IEC 61158-2 ou Fibra tica.O Perfil da Aplicao (Application Profile) define as opes do protocolo e da tecnologia detransmisso requerida nas respectivas reas de aplicao e para os vrios tipos de dispositivos.Estes perfis tambm definem o comportamento do dispositivo.

10.1.1 PROFIBUS-DP - Periferia Descentralizada (Decentralized Periphery)

O DP o perfil mais freqentemente utilizado. Otimizado para alta velocidade e conexo de baixocusto, foi projetado especialmente para a comunicao entre sistemas de controle de automao e seusrespectivos I/Os distribudos em nvel de dispositivo. O PROFIBUS-DPpode ser usado para substituir atransmisso de sinal em 24 Vem sistemas de automao de manufatura assim como para a transmissode sinais de 4 a 20 mA ou HARTem sistemas de automao de processo.

10.1.2 Caractersticas Bsicas

O PROFIBUSespecifica as caractersticas tcnica e funcionais de um sistema de comunicao industrial,atravs do qual dispositivos digitais podem se interconectar, desde do nvel de campoat o nvel declulas.

O PROFIBUS um sistema multi-mestree permite a operao conjunta de diversos sistemas deautomao, engenharia ou visualizao, com seus respectivos dispositivos perifricos (por ex. I/Os). OPROFIBUS diferencia seus dispositivos entre mestres e escravos.

Dispositivos mestresdeterminam a comunicao de dados no barramento. Um mestre pode enviar


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mensagens, sem uma requisio externa, sempre que possuir o direito de acesso ao barramento (otoken).

Os mestrestambm so chamados de estaes ativasno protocolo PROFIBUS.

Os dispositivos escravosso dispositivos remotos(de periferia), tais como:

Mdulos de I/O, Vlvulas, Acionamentos de velocidade varivel Transdutores Equipamentos em PROFIBUS PA.

Eles no tm direito de acesso ao barramentoe s podem enviar mensagens ao mestreoureconhecer mensagens recebidas quando solicitados. Os escravos tambm so chamados estaes

passivas. J que para executar estas funes de comunicao somente um pequena parte do protocolose faz necessria, sua implementao particularmente econmica.

10.1.3. Arquitetura do protocolo

O PROFIBUS baseado em padres reconhecidos internacionalmente, sendo sua arquitetura deprotocolo orientada ao modelo de referncia OSI (Open System Interconnection)conforme o padrointernacional ISO 7498. Neste modelo:

camada 1 (nvel fsico)define as caractersticas fsicas de transmisso

camada 2 (data link layer)define o protocolo de acesso ao meio

camada 7 (application layer)define as funes de aplicao.

O PROFIBUS-DPusa somente as camadas 1 e 2, bem como a interface do usurio. As camadas 3 a7noso utilizadas.


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Esta arquitetura simplificada assegura uma transmisso de dados eficiente e rpida. O Direct Data LinkMapper (DDLM)proporciona interface do usurio acesso fcil camada 2.

As funes de aplicao disponveis ao usurio, assim como o comportamento dos dispositivos e dosistemas dos vrios tipos de dispositivos DP, so especificados na Interface do Usurio.

10.2 Profinet

O PROFInet um conceito de automao compreensvel que emergiu como resultado da tendncia na

tecnologia de automao para mquinas reusveis e modulares e plantas com inteligncia distribuda.Suas particularidades atendem pontos-chavesdas demandas da tecnologia de automao:

- comunicao consistenteentre os diversos nveis de gerenciamento desde o campo at os nveiscorporativos usando Ethernet.

- uma grande quantidade de fabricantes em um protocolo e sistema aberto;

- utiliza padres IT;

- integrao em sistemas Profibussem mudanas dos mesmos.

O PROFInetfoi definido de acordo com o Physical Layer ISO/IEC8802-3e seu DataLink Layerdeacordo com TCP/UDP/IP/Ethernet da ISO/IEC8802-3.

Seu principal enfoque, e a se deixa claro as diferenas ente o mercado comum de redes Ethernet, aaplicao do conceito de objetos j em usos e testados em softwares de tecnologias de automao.

Seguindo esta idia, mquinas e plantas podem ser divididas em mdulos tecnolgicos, cada um delescom suas caractersticas e compromissos mecnicos, eltricos/eletrnicos e softwares de aplicao.Cadamdulo ento encapsulado de acordo com componentes PROFInet e podem ser acessados viainterfaces universais, e ainda podem ser interconectados em vrias aplicaes. Entenda o conceito decomponentes como a idia de reutilizao de unidades de software. Neste sentido o PROFInetutiliza-sede componentes COM(Component Object Model)e sua expanso o DCOMpara sistemas distribudos.

Sendo assim, todos os objetos so idnticos e possuem as mesmas aparncias.

Este tipo de sistema de automao distribudo habilita projetos modulares de mquinas e plantas comsuporte a reutilizao de partes de mquinas e plantas.Isto garante a interoperabilidade e a reduode problemas.A integrao de segmentos Profibusem PROFInet feita utilizando implementaesproxies o que garante que o espectro todo de produtos Profibus podem ser implementados semmudanas, garantindo ao usurio a proteo mximaaos seus investimentos.Alm disso a tecnologiaProxypermite a integrao com outros fieldbuses.


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10.2.1 Mercados e aplicaes

PROFINET o padro de comunicao para automao da PROFIBUS & PROFINET International(PI).A gama modular de funes torna o PROFINETuma soluo flexvelpara todas as aplicaes emercados.

Aplicaes com PROFINET:

- aplicaes de automao de manufatura e processo,

- aplicaes com segurana funcional e toda a gama de tecnologia de acionamentos,

- aplicaes de controle de movimento iscrono podem ser implementadas.

Perfis de aplicao permitem o uso otimizado do PROFINET em todas as reas de engenharia deautomao.

Para os fabricantes de mquinas e plantas industriais, o uso do PROFINET minimiza os custos deinstalao, engenharia e startup. O usurio final se beneficia com a facilidade de expanso, com altadisponibilidade das instalaes e com uma automao rpida e eficiente.

Os muitos anos de experincia com o PROFIBUSe o uso difundido da Ethernet industrialconduziramao PROFINET.

O PROFINETusa UDP/IP como protocolode nvel superiorpara troca de dados orientados pordemanda. Em paralelo com a comunicao UDP/IP, a troca cclica de dados no PROFINET baseada emum conceito de tempo real.

Alm disso, o PROFINETdesempenha um papel importante quando se trata de proteo aoinvestimento.O PROFINETpermite a integrao de redesde campo existentes como:

- PROFIBUS,- AS-Interface,- INTERBUS,- Foundation Fieldbus,- DeviceNet

Sem alteraes nos dispositivos existentes.

Isso significa que os investimentos dos usurios finais, fabricantes de mquinas e plantas industriais,assim como fabricantes de dispositivos esto todos protegidos. O uso do processo de certificao garanteum alto padro de qualidade para os produtos PROFINETe sua interoperabilidade nas aplicaes.


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11. Tipos de Programaes

O que linguagem de programao?

Uma linguagem de programao um meio de indicar a um sistema deexecuo de tarefasuma srie de operaes a serem executadas. Uma linguagemde programao , sobretudo, um meio de exprimirmos idiasacerca demetodologias.

At incio de 1990 no existiam tcnicas de programao padro para CLP.

Os sistemas utilizados eram baseados em textos estruturadosem linguagens como:

- Basic,

- Fortran,- Ce vrias outras linguagens.

A no padronizao de linguagem tinha desvantagens como desperdcio de tempo, alto custo emtreinamento e falta de integrao de sistemas.

O International Electro-technical Commission (IEC) iniciou trabalhos parapadronizar a programao de PLC e atualmente lana mo da IEC 61131-3.

Suas vantagens so:

- Flexibilidade de programao, atravs de 3 modos grficos e dois textosestruturados. O programador pode escolher qual a melhor linguagem segundo oprocesso, e at utilizar vrias linguagens em um mesmo processo mantendo aintegrao;

- Permite que o programa seja quebradoem elementos funcionais;

- Reduz erros, principalmente aos relacionados com a digitao;

- Sistemas seqenciaispodem ser programados passo a passo atravs desequencial function chart (SFC) Grafecet.

Os tipos de linguagens de programao para CLPs so:

- Texto Estruturado- uma linguagem de alto nvel, com uma sintaxe quelembra o Pascal, e indicada para uma ampla faixa de aplicaes.Exemplo de programao de CLP com texto estruturado.


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- Ladder- uma linguagem baseada na lgica de contatos, como se fosseum comando eltrico na horizontal.

- Lista de Instrues- uma linguagem de baixo nvel, define-se textualmenteos componentes e as instrues que o CLP dever realizar passo a passo

- Diagrama de Blocos- semelhante ao circuito digital. Temos portas lgicase blocos montados em caixas selecionveis


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- SFC (Sequential Function Chart, conhecido como Grafecet)- umalinguagem indicada para processos seqenciais e pode misturar lista de instrues,diagramas ladder e blocos de funes.

12. Operandos

Ex:

Bit {0} 1 bit

Byte 8 bits

{0000_0000} 1byte

Word 16 bits

{0000_0000}_{0000_0000} 2 bytes

Dword 32 bits {0000_0000}_{0000_0000}_{0000_0000}_{0000_0000} 4 bytes

12.1 Booleano : BOOL

a representao de 1 bit no Byte = X

Exemplo : I1.0 Q2.5 M3.7 I4.9 .....

DB1.DBX20.1

Exemplo:

Indica na Lgica um status de um motor

TRUE LigadoFALSE Desligado


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12.2 Nmeros Inteiros INT :

representado em uma Word = W (16bits)

Exemplo : 1 - 2 - 3 - 4 .....

MW20 , DB1.DBW20

Indica na Lgica um Nmero inteiro,sem casas decimais , um passo por exemplo

12.3 Nmero Real : DINT

representado em uma DWord = D (32bits)

Exemplo : 1,1 2,5 3,78 4,89 .....

50.5 C

MD20 , DB1.DBD20

Indica na Lgica um Nmero com casas decimais , uma indicao de temperatura por exemplo

6. ELABORADOR

Daniel Antonio Soares Junior Tc. Automao

módulo_1 noções básicas de clp

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