Aula - CLP & Linguagem Ladder
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AUTOMAÇÃO IICONTROLADORES
LÓGICOS
PROGRAMÁVEIS – CLP
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AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL ORIGEM DO CLP – BREVE
HISTÓRICO.
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O QUE É AUTOMAÇÃO?
Em linhas gerais, trata-se da substituição dotrabalho braçal e repetitivo, pelo trabalhorealizado por dispositivos.
Pode ser aplicado em qualquer ambiente:predial, comercial ou industrial.
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O QUE É AUTOMAÇÃO ?
NOTAS DE AULA, CASTILHO (2010,)
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AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
Inicia-se na década de 20, com o modelo de produção criado por henry ford – modelo de produção fordista (produção em massa e a primeira linha de montagem automatizada).
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AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
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AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
Os painéis de controle eram de altacomplexidade e de baixa eficiência, o processode automação era baseado em relés .
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AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
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AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
Além dos problemas anteriores, existiam ainda osinconvenientes:
Auto consumo energético;
Difícil manutenção;
Difícil modificação de comandos;
Muitas horas paradas ;
Necessidades de manter atualizados os esquemasde comandos elétricos.
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Os problemas anteriores foram contornados com o surgimento dos transistores.
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AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
No final da década de 60, surge o controlador lógico programável.
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COMANDOS ELÉTRICOS
Como seria a partida direta de um motor trifásico?
Como seria a partida direta com reversão de um motor trifásico?
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AUTOMAÇÃO INDUSTRIALEstrutura e lógica
de funcionamento
do clp.
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Os principais blocos que compõem um CLP são: CPU (Central Processing Unit);
Memórias;
Fonte de alimentação;
Bateria;
Módulos de entradas/saídas;
Módulos especiais;
Base (rack).
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Fonte de alimentação:
Fornece todos os nível de tensão exigidos para as operações internas do clp.
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Memórias
Podem ser basicamente de dois tipos:
Memória de dados.
Memória de usuário ou de programa.
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Memória de dados: serve para o
Armazenamento temporário dos estados e/s,
Marcadores ”presets” de temporizadores/contadores,
A cada ciclo a memória de dados é atualizada. Geralmente memória RAM(random access memory - memória de acesso aleatório).
Também conhecida como memória de rascunho ou volátil.
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Memória de usuário ou de programa: é a memória que armazena o programa interno e o do usuário, ou seja, o software que controla o sistema a ser utilizado.
Podem ser eprom, nvram, flash-eprom,dentre outras.
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
CPU - (unidade central de processamento)
Lê o sinal de entrada na memória de dados;
Executa operações aritméticas e lógicas baseada na memória de programa;
Gera os comando apropriados para a memória de dados controlar o estado das saídas.
Auto-diagnose (memória, temperatura, bateria etc).
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Interface de entrada e saídas (e/s)
Faz o link entre os dispositivos e a CPU, numa via de “mão dupla”.
Na entrada, os módulos de entrada recebem as tensões usuais (p.E. 24vcc ou 220 vca) e convertem as mesmas em tensões de níveis lógicos para a CPU;
Já na saída, os módulos comutam as tensões lógicas oriundas da CPU para tensões necessárias de acionamentos de atuadores e sensores. .
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ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Outras estruturas importantes
Bastidor;
Módulo de expansão;
IHM
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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Inicialmente, deve-se ter sedimentado o conceito de controle.
Segundo o dicionário Aurélio Buarque:
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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Para se ter controle, necessita-se de um fluxo eficiente deinformações.
O fluxo de informações nos clp’s baseiam-se em conceitosde lógica combinacional (função booleana) esequenciais (i. E TEMPORIZADORES).
Através do engenheiro americano shannom (1938) queaplicou a teoria de boole (1815 - 1864) parachaveamento de dispositivos telefônicos, facilitou-se alógica das informações.
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TIPOS DE SINAIS
Sinais analógicos Sinais que variam continuamente no tempo. Ex: pressão, temperatura,
vazão,
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TIPOS DE SINAIS
Sinais digitais Sinais que variam continuamente no tempo assumindo apenas dois valores.
Ex.: Relés, sensores de níveis etc.
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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O CLP TEM FUNCIONA BASICAMENTE EM TRÊS ETAPAS:
TRANSFERÊNCIA DOS SINAIS DE ENTRADA PARA A MEMÓRIA DE DADOS
INICIA-SE O VARREDURA DO SOFT ARMAZENADO NA MEMÓRIA DE
PROGRAMA.
CONCLUÍDA A VARREDURA, OCORRE A ATUALIZAÇÃO DAS SAÍDAS, DANDO
INICIO A OUTRO CICLO.
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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
PORTANTO, APÓS O START TEM-SE:
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FLUXO DE INFORMAÇÃO PARA O CONTROLE DE PROCESSOS.
WEG (2004, PÁG. 04)
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EXEMPLO
Botões de comando e sensores, neste simples exemplo, conectado a uma entrada do CLP, pode ser usado para partir e parar o motor conectado ao CLP através do contator (atuador).
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TERMINOLOGIA
Sensor: é o dispositivo que converte uma condição física num sinal elétrico para uso no CLP. Sensores são conectados nos módulos de entrada do CLP.
Um botão de comando é um exemplo de sensor .
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TERMINOLOGIA
Atuador: converte um sinal elétricos vindo do CLP numa condição física. Atuadores são conectados nos módulos de saída do CLP. Um contator é um exemplo de um atuador.
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TERMINOLOGIA
Entrada discreta, também chamada de entrada digital, é um sinal que pode assumir somente duas condições: ON ou OFF. Botões de comando, pulsadores, chaves fim-de-curso, sensores de proximidade, pressostatos, termostatos, são exemplos de entrada discretas.
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TERMINOLOGIA
Entrada Analógica é um sinal de entrada que tem um sinal contínuo. Entradas analógicas típicas são 0 a 20 mA, 4 a 20mA ou 0 a 10V. No exemplo seguinte, um transmissor de nível monitora o nível de um tanque. Dependendo do transmissor de nível, o sinal para o CLP pode aumentar ou diminuir de acordo com o nível do tanque.
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TERMINOLOGIA
Saída Discreta é uma saída que pode assumir a condição ON ou OFF. Solenóides, bobinas de contatores e sinalizadores são exemplos de saídas discretas.
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TERMINOLOGIA
Saídas analógicas são sinais de saída que tem um sinal contínuo. A saída pode ser tão simples como um sinal de 0 a 10V para um medidor analógico. Exemplos de medidores ligados a saídas analógicas podem ser velocímetros, indicadores de temperatura e de peso. Podem ser usadas também em válvulas de controle, inversores de frequência ( no controle de velocidade).
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TERMINOLOGIA
A CPU monitora as entradas e toma decisões com base nas instruções contidas no programa memorizado. A CPU controla reles, contadores, temporizadores, compara dados, atualiza dados e executa operações seqüenciais.
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LINGUAGEM LADDER
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DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER
A função principal de um programa em linguagem Ladder é controlar o acionamento de saídas, dependendo da combinação lógica dos contatos de entrada.
O diagrama de contatos Ladder é uma técnica adotada para descrever uma função lógica utilizando contatos e relés. Sua notação é bastante simples. Um diagrama de contatos é composto de duas barras verticais que representam os polos positivos e negativo de uma bateria.
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DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER
A ideia por trás da linguagem ladder é representar graficamente um fluxo de “eletricidade virtual” entre duas barras verticais energizadas. Essa “eletricidade virtual” flui sempre do polo positivo em direção ao negativo.
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A LINGUAGEM LADDER
Como seria a programação em Ladder para o diagrama ao lado?
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FUNÇÕES LÓGICAS
As funções lógicas são estudadas em todos e quaisquer elementos. A combinação entre os contatos NA e NF servem de importante orientação para o projetista e programador de circuitos lógicos.
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FUNÇÕES LÓGICAS
Função “E”
Função “OU”