Curso de Formação Profissional Técnico em

Eletroeletrônica – Módulo III

Senai Arcos-MG

CFP Eliezer Vitorino Costa

Raphael Roberto Ribeiro Silva

Técnico em eletroeletrônica pelo INPA – Arcos

Estudante de Engenharia Elétrica do IFMG - Formiga

CLP

Automação

A automação consiste em um conjunto de tecnologias que podem ser

aplicadas dentro de um processo, afim de diminuir custos e aumentar a

velocidade da produção, ou seja, potencializa determinado aspecto da cadeia

produtiva.

CLP

CLP¹ (Controlador Lógico Programável) é um equipamento composto de

componentes eletrônicos e memória programável ou não-programável que

contém dados e programas com a finalidade de ler e executar instruções,

interagindo com um sistema que se deve ser controlado por dispositivos de

input (entrada) e output (saída) do tipo digital ou analógico. (Norma IEC 61131-

1).

Marca registrada da Rockwell Automation no Brasil¹

Criação do CLP

• Facilidade de programação e reprogramação;

• Possibilidade de manutenção e reparos;

• Confiabilidade;

• Redução do tamanho;

• Ser competitivo em custo;

• Possibilitar a expansão sem grandes alterações;

• Memoria programável;

• Estações de operação com interface mais amigável;

CLP

O CLP e seus periféricos são projetados de forma a serem integrados

compondo um sistema de controle industrial.

Assim como os computadores, possuem memória programável para

armazenamento e execução de instruções de um programa de modo

sequencial conforme a necessidade do processo produtivo.

Para que o CLP controle algo, necessita de informações do

comportamento do processo. Para obter essas informações ele depende de

sensores, botões, fim de curso, entre outros.

Os atuadores são os elementos que podem ser diretamente controlados

pelo CLP ou podem ainda ser controlados indiretamente, através de contatores

e válvulas.

CLP

Vantagens Desvantagens

• Flexibilidade;

• Fácil gestão das falhas;

• Grande números de contatos;

• Observação do funcionamento;

• Velocidade de operação;

• Facilidade de programação.

• Custo mais elevado;

• Uso de algum tipo de programação;

• Sensibilidade a interferência e

ruídos elétricos;

• Necessidade de maior qualificação

da equipe de manutenção.

CLP

Painel

de comando

com Relés

Painel de

Comando

com CLP

Sistema de Controle

Embora existam tamanhos e complexidades diferentes, todos os sistemas

de controle podem ser divididos em três partes com funções bem distintas:

Arquitetura do CLP

Os principais blocos que compõe um CLP são:

Exemplo de PLC disponível no mercado

Arquitetura do CLP

CPU: Compreende os elementos que formam a ‘inteligência’ do sistema: o

Processador e o Sistema de Memória, além dos circuitos auxiliares de controle.

Sua função é coletar os dados recebidos pelas entradas do controlador,

executar o processamento dessas informações de acordo com o programa do

usuário , definindo uma resposta para os pontos de saída.

Arquitetura do CLP

Módulo de entrada: São circuitos utilizados para adequar eletricamente os

sinais de entrada para que possa ser processado pela CPU ( ou

microprocessador ) do CLP. Eles são divididos em dois: analógicos e digitais.

• Módulo de Entrada Digital: Recebe sinais conhecidos como ON/OFF.

Ligado/desligado ou níveis lógicos 1/0. Entre os dispositivos de entrada

estão os botões, sensores, pressostato, entre outros.

• Módulo de Entrada Analógico: Recebe um sinal de entrada variável

normalmente entre 0 a 10 V ou 4 a 20 mA, proveniente de sensores que

fornecem valores analógicos (termopar, ultrassônico, etc.).

Arquitetura do CLP

Módulo de saída: São circuitos utilizados para adequar eletricamente os sinais

vindos da CPU do PLC, para que possa atuar nos circuitos controlados. Assim

como o de entrada ele também possui saídas digitais e analógicas.

• Módulo de saída digital: fornece sinais digitais do tipo ON/OFF,

ligado/desligado ou 1/0. Essas saídas são utilizadas para a ligação de

lâmpadas, contatores, válvulas solenoides, entre outros.

• Módulo de saída analógica: É usado, por exemplo, para movimentar,

proporcionalmente a abertura de uma válvula de controle de vazão,

fornecendo um sinal que varia normalmente de 0 a 10 V ou de 4 a 20

mA. O sinal é enviado para a válvula controlando sua abertura, variando

assim a vazão.

Arquitetura do CLP

Fonte: responsável pela tensão de alimentação fornecida à CPU e aos

Circuitos/Módulos de I/O. Em alguns casos, proporciona saída auxiliar (baixa

corrente). Recebe tensão alternada e fornece tensão continua estabilizada

para alimentar o CLP. Além disso, as fontes proporcionam proteção contra

curto-circuito e contra interferência eletromagnética.

Arquitetura do CLP

CLP Compacto:

Ciclo de Scan

A CPU do PLC faz todas as suas operações conforme uma ordem

sequencial à qual se dá o nome de Ciclo de Scan, esquematizado abaixo.

Leitura da entrada física, cópia do estado

da entrada no registro, tabela imagem.

Elaboração das informações segundo o

programa contido na memória

Elaboração de um pedido de comunicação

Execução de auto teste.

Envio das informações para as saídas

Programação do CLP

A norma de referência para a programação do PLC é a IEC 61131-3, que

resume todas as modalidades de programação do PLC. De todas a

Linguagens de Programação, pode-se fazer uma primeira macrodistinção em

duas grandes categoriais:

Linguagem de Programação

IEC 61131-3

Linguagem Gráfica

Diagrama Ladder

Diagrama de Blocos

Linguagem Textual

Lista de Instruções

Texto Estruturado

Diagrama de Blocos Funcionais - FDB

Modela o sistema em termos do fluxo de sinais entre elementos de

processamento; Os blocos avaliam todas as variáveis internas e de saída a

cada ciclo; Na maioria dos fabricantes apenas os parâmetros de entrada e

saída de um bloco podem ser acessados externamente.

Lista de Instruções - STL

Linguagem orientada de baixo nível; É a mais apropriada para

programadores experientes; Em alguns casos, resolve problemas de forma

mais fácil que as outras linguagens de programação.

Texto Estruturado

Linguagem orientada de alto nível (Pascal) utilizada na programação;

Programa de algoritmos complexos; Programação de funções matemáticas;

Otimização de processos; Normalmente é utilizada para criação de blocos.

Linguagem LADDER

Foi a primeira linguagem desenvolvida para CLP; É a mais utilizada,

estando presente em todos os CLP's dos mais diferentes fabricantes;

Linguagem gráfica baseada em símbolos elétricos.

Linguagem LADDER

O nome Ladder foi dado pela semelhança com a estrutura de uma escada

(Ladder significa “escada” em inglês). O diagrama Ladder (LD) também é uma

linguagem de programação orientada a elementos gráficos que se aproximam

a estrutura de um circuito elétrico, só que na horizontal.

Seguem nos quadros os símbolos referentes a alguns dispositivos de

entradas e saídas digitais do CLP, conforme a norma IEC 61131-3.

Linguagem LADDER

Instruções Básicas

Instruções Básicas

Exercícios

1 – Faça a programação da partida direta de um motor com botão de retenção.

2 – Faça a programação da partida direta de um motor com push button.

3 – Faça a programação da partida direta com reversão de um motor.

Instrução Set e Reset

A instrução Set-Reset possui uma bobina chamada de “Set” e outra de

“Reset”. Quando a bobina “Set” recebe apenas um pulso, ela é ligada e se

mantem dessa forma até que a bobina “Reset” receba também um pulso.

Exercícios

1 – Faça a programação de uma partida direta com reversão utilizando as

instruções Set-Reset.

Instrução de Temporização

Essa instrução faz papel semelhante aos relés temporizadores, mas com a

vantagem de que não é necessário introduzir novos dispositivos no sistema.

Além disso possui diversas formas de operar como: retardo na energização,

retardo na desenergização, entre outros.

Exercícios

1 – Faça a programação de uma partida estrela-triangulo utilizando a instrução

de temporização.

Instrução de Contagem

O CLP possui instruções de contagem virtuais, as quais mantem a mesma

vantagem do temporizador, isto é, não requerer um contador fisicamente

presente.

Basicamente, a norma IEC define duas instruções de contagem. São elas:

a) Contador crescente;

b) Contador decrescente.

Exercícios

1 – Faça a programação de um circuito que deverá acionar uma esteira após a

contagem de 6 caixas.

2 – Faça uma programação em que uma esteira fique ligada ate contar a

passagem de 5 objetos, após essa contagem se desliga durante 3 segundos e

depois recomeça o novo ciclo

Instrução de Comparação

O CLP tem instruções que comparam dois valores. Se a condição

considerada verdadeira for atendida, uma resposta booliana de nível 1 é

sinalizada, o que torna possível a tomada de decisões com base nesse

principio.

As funções de comparação definidas pela norma IEC 61131-3 são:

a) EQ: igual a;

b) NE: diferente de;

c) GT: maior que;

d) LT: menor que;

e) GE: maior ou igual a;

f) LE: menor ou igual a.

CFP Eliezer Vitorino Costa

Referências Bibliográficas

Allen-Bradley SLC 500™ - Manual de instalação e

operação.

SILVEIRA, Paulo R. da, SANTOS, Winderson E.

Automação e Controle Discreto - Editora Érica, São

Paulo, 1998.

FRANCHI, Claiton Moro; CAMARGO, Valter Luís Arlindo

de. Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas

Discretos - 1. ed. - São Paulo: Érica, 2008.