AULA CLP

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<p>CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL</p><p>1. INTRODUÇÃO À CLP’s</p><p>· DESENVOLVIMENTO DA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL</p><p>Para entrarmos no assunto de CLP, devemos ter conhecimento da área em que esses dispositivos são utilizados: área da automação.</p><p>MAS O QUE É AUTOMAÇÃO?</p><p>A automação refere-se à aplicação de tecnologia para realizar tarefas de maneira automatizada, reduzindo ou eliminando a intervenção humana direta. É o processo de utilizar sistemas e dispositivos mecânicos, eletrônicos, computacionais e de software para controlar e operar máquinas e processos de forma mais eficiente, precisa e consistente.</p><p>O desenvolvimento da automação industrial diz respeito à evolução contínua das técnicas, tecnologias e abordagens usadas para automatizar os processos industriais. Inicialmente, a automação industrial era focada principalmente na substituição de tarefas manuais repetitivas por máquinas, visando aumentar a produção e reduzir custos. No entanto, ao longo do tempo, a automação industrial evoluiu para abranger uma gama muito mais ampla de aspectos, incluindo:</p><p>Controle de Processos: A automação industrial é usada para monitorar e controlar variáveis em processos contínuos, como temperatura, pressão, fluxo de líquidos e gases, garantindo um nível de precisão que é difícil de ser alcançado manualmente.</p><p>Automatização de Manufatura: Envolve a automação de linhas de produção, robôs industriais e máquinas em fábricas. Isso visa melhorar a eficiência, a qualidade e a velocidade da produção.</p><p>Sistemas de Controle e Supervisão: Uso de sistemas de controle distribuído (DCS) e sistemas de supervisão e aquisição de dados (SCADA) para monitorar, controlar e gerenciar processos industriais complexos.</p><p>Redes de Comunicação Industrial: Implementação de redes que permitem a comunicação eficiente entre diferentes componentes automatizados, como sensores, atuadores, CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) e sistemas de controle.</p><p>Automação Predial: Automação de edifícios para controlar sistemas de iluminação, climatização, segurança e gerenciamento de energia.</p><p>Integração de Sistemas: Unificação de sistemas e processos para melhorar a colaboração entre diferentes unidades e setores da indústria.</p><p>Indústria 4.0: A quarta revolução industrial, marcada pela interconexão de sistemas cibernéticos, análise de dados em tempo real e inteligência artificial, impulsionando a automação industrial para níveis mais avançados.</p><p>· O QUE É CLP?</p><p>Um controlador lógico programável (CLP) é definido pelo IEC (International Electrotechnical Commission) como sendo um sistema eletrônico operado digitalmente. Ele é projetado para ser utilizado em um ambiente industrial. Possui uma memória programável para a armazenagem interna de instruções, que são orientadas pelo usuário, o qual implementa funções específicas, tais como lógica: sequencial e combinacional, temporização, contagem e aritmética para controlar, através de entradas e saídas digitais ou analógicas, vários tipos de máquinas ou processos. O controlador programável e seus periféricos associados são projetados para serem facilmente integráveis em um sistema de controle industrial e facilmente usados em todas as funções previstas</p><p>O Controlador Lógico Programável (CLP) desempenha um papel fundamental na automação industrial, atuando como o cérebro que controla e coordena uma ampla variedade de processos e máquinas em um ambiente industrial, geralmente usando linguagens de programação específicas para CLPs, como Ladder Diagram (Diagrama de Escada), Instruction List (Lista de Instruções) ou Structured Text (Texto Estruturado). Seu papel central na automação é multifacetado e inclui várias funções essenciais:</p><p>Controle de Processos: O CLP é projetado para executar instruções programadas que regulam e controlam processos industriais. Ele monitora constantemente as entradas (sensores) que fornecem informações sobre o estado do processo e toma decisões de acordo com a lógica programada.</p><p>Lógica de Controle: O CLP implementa a lógica de controle baseada em programas criados pelo engenheiro ou técnico de automação. Esses programas podem ser escritos em linguagens como Diagrama de Escada, Lista de Instruções ou Texto Estruturado, e definem como o sistema deve se comportar em diferentes situações.</p><p>Intertravamentos e Sequenciamento: O CLP é responsável por garantir que certas condições de segurança sejam atendidas antes que um processo seja iniciado, como garantir que as portas de segurança estejam fechadas ou que os sensores indiquem uma condição segura.</p><p>Monitoramento e Feedback: Além de enviar sinais para controlar processos, o CLP também recebe feedback dos sensores, permitindo que ele ajuste continuamente o processo para manter as condições desejadas.</p><p>Temporização e Contagem: O CLP é capaz de realizar funções de temporização e contagem, permitindo que sequências específicas de ações ocorram em intervalos de tempo predefinidos ou após um certo número de eventos.</p><p>Integração de Dispositivos: Ele pode se comunicar com uma variedade de dispositivos, como sensores, atuadores, motores, válvulas e outros controladores, por meio de diferentes protocolos de comunicação industrial.</p><p>Diagnóstico e Manutenção: O CLP pode detectar falhas, erros e anomalias nos processos e emitir alertas. Isso ajuda a equipe de manutenção a identificar problemas e fazer reparos de maneira eficiente.</p><p>Flexibilidade e Adaptação: Com a programação adequada, o CLP pode ser reconfigurado para se ajustar a diferentes processos e requisitos. Isso permite a flexibilidade na linha de produção e a capacidade de se adaptar a mudanças nas demandas do mercado.</p><p>Automação Complexa: Em sistemas de automação complexos, vários CLPs podem ser interconectados para coordenar e controlar processos em larga escala, formando uma rede hierárquica de controle.</p><p>Em resumo, o CLP é o núcleo da automação industrial, permitindo o controle preciso, confiável e eficiente de processos e sistemas. Sua capacidade de tomar decisões lógicas baseadas em programas torna-o essencial para a operação de sistemas automatizados em uma ampla gama de setores industriais.</p><p>Dominando os conceitos básicos, você estará bem preparado para trabalhar com CLPs na área de eletrotécnica e contribuir para a automação industrial e controle de processos.</p><p>· CICLO EVOLUTIVO DOS CLPs</p><p>A evolução do Controlador Lógico Programável (CLP) ao longo das décadas tem sido marcada por avanços tecnológicos que ampliaram sua capacidade, eficiência e versatilidade. Desde sua introdução nas indústrias nos anos 1960, os CLPs passaram por diversas fases de desenvolvimento, culminando em sistemas altamente sofisticados e adaptáveis. Aqui está uma visão geral da evolução do CLP:</p><p>Década de 1960: O conceito inicial de CLP foi desenvolvido como uma alternativa aos sistemas de relés eletromecânicos utilizados para controlar máquinas industriais. Eles eram basicamente caixas de relés programáveis, permitindo a configuração de lógica através de fios elétricos. Eram limitados em capacidade e flexibilidade.</p><p>Década de 1970: Os CLPs começaram a incorporar microprocessadores, aumentando a capacidade de processamento e permitindo uma lógica mais complexa. Memórias programáveis tornaram possível armazenar programas para diferentes situações.</p><p>Década de 1980: O uso de microcontroladores e memórias EEPROM permitiu a reprogramação dos CLPs, tornando-os mais versáteis. Também foram introduzidas interfaces de comunicação para facilitar a interconexão com outros dispositivos.</p><p>Década de 1990: A interface de programação melhorou, com a adoção de linguagens de programação mais avançadas, como o Diagrama de Escada, que se assemelha à lógica de relés. Também surgiram recursos de diagnóstico mais sofisticados.</p><p>Anos 2000: O avanço da eletrônica e da computação permitiu a integração de CLPs com sistemas de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA) por meio de redes de comunicação industrial. Isso proporcionou maior visibilidade e controle sobre os processos.</p><p>Anos 2010: A tendência de Indústria 4.0 trouxe uma nova onda de inovações para a automação industrial.</p><p>Os CLPs se tornaram parte integral de sistemas inteligentes, com capacidades de conectividade aprimoradas, análise de dados em tempo real e capacidades de comunicação em nuvem.</p><p>Atualidade: Os CLPs modernos são altamente avançados, combinando processamento de alta velocidade, memória expansível e uma variedade de interfaces de comunicação, como Ethernet, USB e Wireless. Eles podem ser programados de maneira mais eficiente, com ambientes de desenvolvimento integrados e ferramentas de simulação para testar lógica antes da implementação.</p><p>Além disso, os CLPs estão se tornando cada vez mais modulares e escaláveis, permitindo a expansão e adaptação de acordo com as necessidades específicas de diferentes aplicações industriais. Com a crescente adoção de tecnologias como Internet das Coisas (IoT) e inteligência artificial, os CLPs estão se integrando a sistemas mais amplos e sofisticados, impulsionando ainda mais a automação industrial e a eficiência dos processos industriais.</p><p>· APLICAÇÕES GERAIS E VANTAGENS DO CLPs</p><p>Os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) têm uma ampla gama de aplicações na automação industrial devido às suas características e vantagens. Aqui estão algumas aplicações comuns e vantagens dos CLPs:</p><p>Aplicações dos CLPs:</p><p>Controle de Máquinas e Processos: Os CLPs são amplamente utilizados para controlar máquinas industriais, como robôs, prensas, esteiras, injetoras, empacotadoras e outras, permitindo uma operação precisa e repetitiva.</p><p>Automação de Linhas de Produção: Em indústrias de manufatura, os CLPs são empregados para automatizar linhas de produção, coordenando o fluxo de materiais, acionando máquinas e garantindo uma produção eficiente.</p><p>Controle de Processos Químicos e Industriais: Em indústrias químicas e petroquímicas, os CLPs monitoram e controlam variáveis como temperatura, pressão, nível e vazão em processos complexos e contínuos.</p><p>Sistemas de Embalagem e Rotulagem: Os CLPs controlam operações de envase, selagem, rotulagem e embalagem, garantindo a precisão e consistência das embalagens.</p><p>Automação Predial: Em edifícios comerciais e industriais, os CLPs gerenciam sistemas de iluminação, climatização, segurança e controle de acesso, otimizando o uso de energia e garantindo o conforto dos ocupantes.</p><p>Controle de Elevadores e Escadas Rolantes: Os CLPs são usados para controlar sistemas de transporte vertical, garantindo operações seguras e eficientes.</p><p>Controle de Sistemas de Tráfego: Em sistemas de tráfego e transporte, os CLPs podem controlar semáforos, portões de passagem, sistemas de pedágio e outros dispositivos.</p><p>Automação de Processos Agroindustriais: Na agricultura e na indústria alimentícia, os CLPs podem ser aplicados para controlar sistemas de irrigação, alimentação animal, embalagem e processamento de alimentos.</p><p>Vantagens dos CLPs:</p><p>Flexibilidade e Adaptação: Os CLPs são programáveis, o que permite que sejam reconfigurados para diferentes tarefas e situações, garantindo flexibilidade na produção.</p><p>Precisão e Consistência: Os CLPs executam tarefas com precisão e repetibilidade, eliminando erros humanos e melhorando a qualidade do produto.</p><p>Velocidade de Processamento: Os CLPs possuem alta velocidade de processamento, permitindo a execução rápida de tarefas complexas.</p><p>Diagnóstico e Manutenção: Os CLPs oferecem recursos de diagnóstico que facilitam a detecção e correção de falhas, reduzindo o tempo de inatividade.</p><p>Redução de Custos: Ao otimizar processos e melhorar a eficiência energética, os CLPs podem resultar em economia de recursos e custos operacionais.</p><p>Segurança: Os CLPs permitem a implementação de medidas de segurança, intertravamentos e sistemas de parada de emergência para proteger operadores e equipamentos.</p><p>Monitoramento Remoto: Através de redes de comunicação, os CLPs podem ser monitorados e controlados remotamente, facilitando a supervisão e o gerenciamento.</p><p>Integração de Sistemas: Os CLPs podem ser integrados com outros dispositivos e sistemas de automação, como SCADAs e sistemas de gestão, permitindo uma visão abrangente das operações.</p><p>2. ARQUITETURA DOS CLPs</p><p>· ARQUITETURA DOS CLPS</p><p>Os CLPs são projetados e construídos para operarem em ambientes severos, portanto devem resistir a altas temperaturas, ruídos elétricos, poluição atmosférica, ambientes úmidos etc. Sua capacidade quanto ao número de entradas e saídas, memória, conjunto de instruções, velocidade de processamento, conectividade, flexibilidade, IHM etc. varia conforme o fabricante e modelo.</p><p>Um controlador lógico programável pode ser dividido em duas partes:</p><p>♦ Unidade central de processamento: Sua função é coletar os dados recebidos pelas entradas do controlador, executar o processamento dessas informações de acordo com o programa do usuário (aplicativo), definindo uma resposta para os pontos de saída.</p><p>♦ Sistemas de interface de entrada/saída: As entradas são os sinais elétricos ou digitais provenientes de sensores que informam ao CLP sobre o estado do processo. As saídas são os sinais enviados para os atuadores, como relés, motores e válvulas, para controlar o processo.</p><p>A Unidade Central de Processamento (UCP), mais conhecida pela sua sigla originária da língua inglesa CPU (Central Processing Unit), comanda todas as atividades do CLP, sendo formada por três elementos:</p><p>- Fonte de alimentação: Os CLPs requerem uma fonte de energia elétrica para funcionar. Essa alimentação pode variar de acordo com os requisitos do CLP e dos dispositivos conectados a ele.</p><p>- Processador: Sua função é coletar os dados recebidos pelas entradas do controlador, executar o processamento dessas informações de acordo com o programa do usuário (aplicativo), definindo uma resposta para os pontos de saída.</p><p>- Sistema de memórias: Os CLPs possuem diferentes tipos de memória para armazenar programas, dados e informações temporárias. Isso inclui a memória do programa (onde o código é armazenado), a memória de dados (para armazenar valores) e memórias especiais para temporizadores e contadores.</p><p>Juntamente com a interface de comunicação e as interfaces de entrada e saída, temos o controlador lógico programável.</p><p>A arquitetura do CLP pode, então ser resumida em cinco partes:</p><p>1. Fonte de alimentação</p><p>2. Entradas (analógicas e/ou digitais)</p><p>3. Saídas (analógicas e/ou digitais)</p><p>4. Unidade Central de Processamento (CPU)</p><p>5. Unidade de comunicação</p><p>· MEMÓRIAS DO CONTROLADOR PROGRAMÁVEL</p><p>Todos os dados lidos externamente, ou até mesmo internamente, pelo CLP são armazenados em uma área da CPU destinada a essa tarefa. Essa área é conhecida como memória. Toda memória possui um mecanismo que informa em que parte se encontram os dados. Essas informações são gravadas, alteradas e acessadas a todo o momento. A memória é dividida por regiões (setores). Algumas dessas regiões são destinadas ao uso restrito do “software” de gerenciamento do CLP. Em uma grande parte da memória, encontramos as funções especiais e regiões para usuários. Utilizamos o mesmo modo para identificar nossas casas, ou seja, o endereço onde moramos.</p><p>As memórias podem ser separadas em duas categorias: voláteis e não-voláteis.</p><p>♦ Memórias voláteis: perdem seu conteúdo quando sua alimentação elétrica é removida. Memórias voláteis são facilmente alteradas e é recomendado para a grande maioria das aplicações que utilizem uma bateria que mantenha sua alimentação, mesmo na ausência de alimentação externa. As baterias são chamadas de "bateria de backup".</p><p>♦ Memórias não-voláteis: retêm o conteúdo programado, mesmo durante uma completa falta de energia, sem necessidade de uma bateria de backup. Memórias não-voláteis podem ser reprogramáveis ou fixas.</p><p>Todos os dados lidos externamente, ou até mesmo internamente, pelo CLP são armazenados em uma área da CPU destinada a essa tarefa. Essa área é conhecida como memória. Toda memória possui um mecanismo que informa em que parte se encontram os dados.</p><p>Essas informações são gravadas, alteradas e acessadas a todo o momento. A memória é dividida por regiões (setores). Algumas dessas regiões são destinadas ao uso restrito do “software”</p><p>de gerenciamento do CLP. Em uma grande parte da memória, encontramos as funções especiais e regiões para usuários. Utilizamos o mesmo modo para identificar nossas casas, ou seja, o endereço onde moramos.</p><p>Memória executiva: é a área responsável por armazenar os dados do sistema operacional do controlador programável e também é responsável por gerenciar e executar todas as funções operacionais do controlador. Se houver algum problema nessa área de memória, o controlador sequer iniciará.</p><p>Memória do sistema: é a área responsável por armazenar e apresentar os resultados e/ou as informações intermediárias geradas pelo sistema operacional. Para o funcionamento do sistema operacional, essa área não poderá ser acessada pelo usuário.</p><p>Memória de imagem: essa área armazena as informações referentes ao estado das entradas e saídas, trazendo o valor do campo sempre atualizado e disponibilizando os valores para a memória do usuário.</p><p>Memória do usuário: é a área na qual o programa desenvolvido pelo usuário é armazenado. Uma vez armazenado, o sistema operacional o reconhece e executa as funções programadas e armazenadas.</p><p>Memória de dados: essa área é responsável por armazenar os dados referentes aos resultados do programa de usuário executado, e é também a área de troca de dados entre equipamentos.</p><p>Existem circuitos auxiliares atuam em caso de falha do CLP e estão relacionados à operação e ao gerenciamento de energia e segurança do sistema:</p><p>POWER ON RESET: é um mecanismo implementado nos CLPs para garantir que o controlador seja inicializado de maneira confiável e previsível sempre que é ligado ou a alimentação elétrica é restabelecida. Ele desliga todas as saídas assim que o equipamento é ligado, isso evita que possíveis danos venham a acontecer.</p><p>POWER DOWN: monitora a tensão de alimentação salvando o conteúdo das memórias antes que alguma queda de energia possa acontecer. O desligamento adequado é importante para evitar perda de dados, danos aos componentes eletrônicos e garantir que o CLP esteja em um estado seguro para a próxima inicialização</p><p>WATCH DOG TIMER: O Watchdog Timer (temporizador de observação) é um recurso de segurança crítica em muitos CLPs e sistemas embarcados em geral. Ele é projetado para monitorar o funcionamento adequado do controlador e tomar medidas corretivas caso ocorram falhas ou bloqueios. O Watchdog Timer é uma espécie de contador que deve ser alimentado periodicamente com um sinal. Se o sinal não for alimentado dentro de um intervalo de tempo predefinido, o temporizador dispara e pode causar um reinício ou uma ação de segurança, restaurando o CLP para um estado operacional confiável. O Watchdog Timer é uma medida de segurança contra falhas de software ou bloqueios que podem ocorrer devido a problemas inesperados ou condições excepcionais.</p><p>· PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO</p><p>O princípio de funcionamento de um Controlador Lógico Programável (CLP) envolve a execução de um programa de controle que consiste em uma série de instruções lógicas e de temporização. Essas instruções determinam como o CLP deve interagir com as entradas do processo, realizar cálculos, tomar decisões e controlar as saídas.</p><p>Aqui está um resumo dos passos que ilustram o princípio de funcionamento de um CLP:</p><p>Leitura de Entradas: O CLP começa lendo o estado das entradas digitais e analógicas conectadas aos sensores que monitoram o processo. Isso inclui sensores de temperatura, pressão, interruptores, botões, etc.</p><p>Execução do Programa: O programa do CLP contém instruções escritas em uma linguagem de programação específica, como Diagrama de Escada (Ladder Diagram) ou Texto Estruturado. A CPU do CLP processa essas instruções sequencialmente.</p><p>Tomada de Decisões: Com base nas instruções do programa, o CLP toma decisões lógicas. Isso envolve comparar os valores das entradas com valores predefinidos, executar operações matemáticas simples e aplicar operadores lógicos como AND, OR, NOT.</p><p>Atualização de Variáveis: O CLP atualiza variáveis internas conforme o programa é executado. Essas variáveis armazenam valores intermediários, resultados de cálculos e informações de estado do processo.</p><p>Diagnóstico e Comunicação: Muitos CLPs possuem capacidades de comunicação que permitem a troca de informações com outros dispositivos, como sistemas de supervisão e outros CLPs. Isso facilita a integração de sistemas e a coleta de dados. Nessa etapa há também um diagnóstico do que foi realizado.</p><p>Ciclo de Execução: O CLP repete esse ciclo de leitura, processamento de programa, tomada de decisões e escrita em saídas continuamente, em uma taxa muito alta. Isso garante que o controle seja mantido constantemente e os processos sejam monitorados e ajustados conforme necessário.</p><p>Em resumo, o princípio de funcionamento de um CLP envolve a execução de um programa que orienta o controle de processos industriais. O CLP lê entradas, executa instruções lógicas e de temporização, toma decisões com base nas condições e controla as saídas para manter o processo sob controle e operando de acordo com os requisitos específicos.</p><p>· CLASSIFICAÇÃO DOS CLPs</p><p>· QUANTO À ESTRUTURA:</p><p>Embora a estrutura básica seja a mesma para todos os CLPs, em relação à sua estrutura, podemos dividi-los em dois grupos: os modulares e os monoblocos (ou compactos).</p><p>- Modulares: os componentes que formam esse tipo de CP são dispostos em módulos, conectados uns aos outros. A vantagem é que a quantidade de entradas e saídas pode ser expandida, atingindo um grande número de pontos. Além disso, alguns modelos permitem que esses módulos sejam inseridos ou removidos sem a necessidade de desligar o CP, o que evita a paralização da produção. Como desvantagem, são mais caros e a instalação é mais demorada, se comparados aos CPs monoblocos. Os CPs modulares são mais utilizados no controle de plantas de manufatura e processos industriais de grande porte;</p><p>- Compactos: todos os componentes estão inseridos em uma só caixa, ou seja, formam um bloco único como o próprio nome sugere. A vantagem desse tipo de CP está principalmente no custo mais baixo e na facilidade de instalação. Em contrapartida, possuem um número reduzido de entradas e saídas, mesmo em modelos que permitem expansão. Outra desvantagem é que precisa ser desligado em caso de manutenção, paralisando a produção. Os CPs monoblocos são muito utilizados para controle de sistemas simples de máquinas e de processos.</p><p>· QUANTO À CAPACIDADE:</p><p>Nano e Micro CLPs</p><p>São CLP.s de pouca capacidade de E/S (máximo 16 Entradas e 16 Saídas), normalmente só digitais, composto de um só módulo ( ou placa ) , baixo custo e reduzida capacidade de memória.</p><p>CLP s de Médio Porte:</p><p>São CLPs com uma capacidade de Entrada e Saída de até 256 pontos, digitais e analógicas, podendo ser formado por um módulo básico, que pode ser expandido.</p><p>CLPs de Grande Porte:</p><p>Possui construção modular com CPU principal e auxiliares. Módulos de entrada e saída digitais e analógicas, módulos especializados, módulos para redes locais.</p><p>· COMUNICAÇÃO ENTRE O CLP E O COMPUTADOR</p><p>A comunicação entre um Controlador Lógico Programável (CLP) e um computador é fundamental para a programação, monitoramento, controle e diagnóstico de processos automatizados. Existem várias formas de estabelecer essa comunicação, permitindo que o computador interaja com o CLP de maneira eficiente. Aqui estão alguns métodos comuns de comunicação entre o CLP e o computador:</p><p>Porta Serial: Muitos CLPs possuem portas seriais que permitem a comunicação direta com o computador usando protocolos seriais como RS-232 ou RS-485. Essa conexão pode ser usada para transferir programas, dados, configurações e comandos entre o CLP e o computador. No entanto, a velocidade e a distância de comunicação podem ser limitadas em comparação com outras opções.</p><p>Comunicação Ethernet: A comunicação Ethernet é amplamente utilizada para conectar CLPs a computadores, sistemas de supervisão, redes industriais e a Internet. Por meio de cabos Ethernet e protocolos como TCP/IP, é possível realizar monitoramento remoto, atualização de programas, transferência</p><p>de dados em tempo real e diagnósticos.</p><p>USB: Alguns CLPs modernos possuem portas USB que permitem conectar diretamente a um computador usando cabos USB. Isso facilita a transferência de programas, configurações e dados entre os dispositivos.</p><p>Redes Industriais: CLPs podem ser integrados em redes industriais como Profibus, Modbus, Profinet, EtherNet/IP e outros protocolos específicos da indústria. Isso permite a comunicação entre vários CLPs e computadores, compartilhando informações em tempo real.</p><p>Software de Programação e Monitoramento: Os fabricantes de CLPs geralmente fornecem software de programação específico que permite criar, editar e transferir programas para o CLP. Além disso, esse software pode permitir o monitoramento em tempo real do estado do CLP, entradas, saídas e variáveis durante a operação.</p><p>Acesso Remoto: Em alguns casos, é possível estabelecer conexões de acesso remoto seguras, permitindo que técnicos ou engenheiros acessem o CLP a partir de locais distantes. Isso facilita o diagnóstico de problemas, ajustes e atualizações sem a necessidade de estar fisicamente presente.</p><p>É importante escolher o método de comunicação adequado com base nas necessidades específicas da aplicação e nas capacidades do CLP. A comunicação entre o CLP e o computador é essencial para garantir a configuração correta, o monitoramento eficaz e a operação confiável dos processos automatizados.</p><p>3. MÓDULOS DE ENTRADA E SAÍDA</p><p>Uma das principais vantagens de se utilizar um CLP é a possibilidade de alterar uma lógica sem alterar as conexões físicas das entradas e das saídas. Desta forma a lógica de acionamento das saídas pode ser alterada de acordo com as exigências do processo, sem necessidade de alteração das conexões elétricas. Essa facilidade de alteração é possível porque nas ligações do CLP não há conexão física entre os dispositivos de entrada e os de saída como em um painel elétrico convencional. A única conexão é através do programa que pode ser facilmente alterado. A Figura ilustra as conexões em um CLP.</p><p>Resumidamente:</p><p>Características:</p><p>✓ A interação do CLP com o mundo externo é por meio de módulos de entradas e saídas;</p><p>✓ As entradas e saídas podem ser digitais e/ou analógicas;</p><p>✓ Não há conexão física entre as entradas e saídas;</p><p>✓ A conexão entre a entrada e a saída é através do programa;</p><p>Endereçamento das Entradas e Saídas</p><p>Para codificar as entradas e saídas, é comum utilizar a letra I (Input) para as entradas e a letra Q (Quit) ou O (Output) para as saídas. Alguns utilizam as letras X e Y para codificar as entradas e saídas respectivamente.</p><p>Lógica das Entradas Digitais</p><p>Para este tipo de entrada, os sinais podem assumir os níveis lógicos 0 ou 1 (1 bit), ligado ou desligado, verdadeiro ou falso, acionado ou desacionado, ativado ou desativado. Se a entrada não está recebendo energia (chave aberta), é armazenado o valor 0 no endereço correspondente. Se a entrada está recebendo energia (chave fechada), é armazenado o valor 1 no endereço correspondente. Estes dispositivos funcionam essencialmente como chaves, enviando o nível lógico 0 (OFF) quando abertas e nível lógico 1 (ON) quando fechada.</p><p>· MÓDULOS DE ENTRADA</p><p>Para que as CPUs dos CLPs possam realizar as suas funções de controle, elas precisam receber informações externas. Para realizar essa tarefa existem módulos de entrada, ou seja, módulos que servirão de interface entre os sinais provenientes do processo a ser controlado e a CPU.</p><p>Temos dois tipos básicos de entrada: as digitais e as analógicas.</p><p>ENTRADAS DIGITAIS : São aquelas que possuem apenas dois estados possíveis, ligado ou desligado, nível alto ou nível baixo e alguns dos exemplos de dispositivos que podem ser ligados a elas são:</p><p>- Botoeiras;</p><p>- Chaves;</p><p>- Sensores de proximidade indutivos ou capacitivos;</p><p>- Termostatos;</p><p>- Pressostatos;</p><p>- Controle de nível ( bóia )</p><p>Os dispositivos de entrada digital, também chamados de entradas discretas, funcionam essencialmente como chaves, enviando o nível lógico 0 (OFF) quando abertas e nível lógico 1 (ON) quando fechadas</p><p>As entradas digitais podem ser construídas para operarem em tensão contínua (24 VCC) ou em tensão alternada (110 ou 220 VCA). Podem ser também do entrada do tipo N (Source) ou entrada do tipo P (Sink).</p><p>Cartão de Entrada Digital do tipo “Sink” (Entrada Tipo P)</p><p>Cartão de Entrada Digital “Source” (Entrada Tipo N)</p><p>ENTRADAS ANALÓGICAS</p><p>As Interfaces de Entrada Analógica permitem que o CLP possa manipular grandezas analógicas enviadas, normalmente, por sensores eletrônicos. As grandezas analógicas elétricas tratadas por estes módulos são normalmente tensão e corrente. No caso de tensão, as faixas de utilização são: 0 a 10 VCC, 0 a 5 VCC, 1 a 5 VCC, -5 a +5 VCC, -10 a +10 VCC e, no caso de corrente, as faixas utilizadas são: 0 a 20 mA ou de 4 a 20 mA. Para trabalhar com este tipo de entrada os controladores tem conversores analógico-digitais (A/D).</p><p>Um sinal analógico é a representação de uma grandeza contínua que pode assumir, em um determinado instante, qualquer valor entre dois limites definidos.</p><p>São dispositivos como:</p><p>· Transmissores;</p><p>· Sensores de pressão, temperatura, etc</p><p>· MÓDULOS DE SAÍDA</p><p>Os módulos de saída são elementos responsáveis por fazer a interface entre o CLP e os elementos atuadores. São constituídos de cartões eletrônicos, com capacidade de enviar sinais para os atuadores, resultantes do processamento da lógica de controle. Os cartões de saída são basicamente de dois tipos: digitais ou analógicos.</p><p>SAÍDAS DIGITAIS: admitem apenas dois estados, sendo ligado ou desligado.</p><p>As saídas digitais podem ser construídas de três formas básicas:</p><p>· Saída Digital a Relé:</p><p>Descrição: Aciona cargas alimentadas por tensão tanto contínua quanto alternada. Uma grande vantagem de utilizar essa configuração de saída é o fato de se ter uma saída praticamente imune a qualquer tipo de transiente da rede. Entretanto, esse tipo de saída possui uma pequena vida útil dos contatos se comparado com os outros tipos, e permite um número total de acionamentos aproximado de 150.000 a 300.000.</p><p>Exemplos de Atuadores:</p><p>- Controle de um motor elétrico para acionar uma esteira transportadora em uma linha de produção.</p><p>- Acionamento de uma válvula solenoide para controlar o fluxo de líquidos em um sistema de abastecimento de água.</p><p>- Controle de lâmpadas em um painel de sinalização.</p><p>· Saída Digital a Transistor (ou Saída Digital a Estado Sólido):</p><p>Descrição: As saídas digitais a transistor usam transistores semicondutores para controlar a corrente elétrica e ligar ou desligar os dispositivos conectados. O módulo com saída a transistor é recomendado quando são utilizadas fontes de corrente contínua. Elas são mais adequadas para cargas de baixa corrente e não requerem partes móveis, tornando-as mais duráveis e rápidas em comparação com relés.</p><p>Exemplos de Atuadores:</p><p>- Controle de um motor de pequeno porte, como um ventilador.</p><p>- Atuação de um solenoide em sistemas de segurança.</p><p>- Controle de LEDs para sinalização ou indicadores.</p><p>· Saída Digital a Triac:</p><p>Descrição: As saídas digitais a triac são usadas para controlar dispositivos de corrente alternada (CA), como lâmpadas incandescentes e lâmpadas de halogênio. O triac é um dispositivo semicondutor que permite controlar a quantidade de corrente que flui para a carga CA.</p><p>Exemplos de Atuadores:</p><p>- Controle de lâmpadas de iluminação pública em sistemas de automação de iluminação.</p><p>- Controle de elementos de aquecimento em um forno industrial.</p><p>- Regulação de velocidade em motores CA de baixa potência.</p><p>SAÍDAS ANALÓGICAS</p><p>Os módulos ou interfaces de saída analógica convertem valores numéricos em sinais de saída em tensão ou corrente. No caso de tensão normalmente de 0 a 10 Vcc ou 0 a 5 Vcc, e no caso de corrente de 0 a 20 mA ou 4 a 20 mA.</p><p>Se o cartão de saída analógica enviar 0 Vcc, esse valor vai corresponder a 0%, e se o cartão enviar 10 Vcc, vai corresponder a 100%, se utilizarmos uma saída em tensão. A função dessas saídas é bastante diferente das saídas digitais, em que somente era possível</p><p>colocar um elemento em dois estados: ligado ou desligado, aberto ou fechado etc. No caso de uma saída analógica podemos acionar um elemento dentro de uma faixa de valores que corresponde de 0 a 100%.</p><p>Por exemplo, com uma saída analógica podemos ligar um motor com 40% da sua rotação nominal, uma válvula proporcional pode ser aberta 25%.</p><p>4. LINGUAGEM LADDER E PROGRAMAÇÃO BÁSICA DE CLPS</p><p>· MODOS DE OPERAÇÃO DE UM CLP</p><p>De maneira geral, o CLP pode estar no modo de operação de programação ou execução (nesse modo, o CLP pode também assumir o estado de falha – fault).</p><p>· Modo de programação (prog): Neste modo, o CLP não executa nenhum programa, isto é, fica aguardando para ser configurado ou receber novos programas já instalados. Esse tipo de programação é chamado de off-line (fora de operação). A operação de transferência de programas para o CLP é chamada de download.</p><p>· Modo de execução (run): Nesse modo, o CLP começa a executar o programa que foi passado pelo usuário ao CLP. CLP’s de maior porte podem sofrer alterações de programa, mesmo durante a execução. Esse tipo de programação é chamado de on-line (em operação).</p><p>· PROGRAMAÇÃO</p><p>A programação de um CLP está diretamente relacionada à configuração de instalação. Portanto, o primeiro passo é definir as entradas e saídas que serão utilizadas no processo, bem como os dispositivos a elas conectados. Após isto, a implementação de um programa poderá ser iniciada, a qual, utilizando-se de lógica combinacional e sequencial, relacionará as informações de entrada resultando em ações de saída.</p><p>A figura mostra a estrutura de três linguagens de alto nível diferentes, utilizadas em programação de CLP (blocos lógicos, descritiva e Ladder). Observe que ambas apresentam o mesmo programa, onde a saída digital Q1 estará fechada somente se as entradas digitais I1 e I2 estiverem em alto nível ao mesmo tempo.</p><p>· LINGUAGEM EM LADDER</p><p>É uma linguagem gráfica baseada na lógica de relés e contatos elétricos para a realização de circuitos de comandos de acionamentos. Por ser a primeira linguagem utilizada pelos fabricantes, é a mais difundida e encontrada em quase todos os CLPs da atual geração. Essa linguagem recebeu vários nomes desde a sua criação; entre eles, diagrama escada, diagrama de contatos e linguagem de contatos.</p><p>file:///D:/%C3%81rea%20de%20Trabalho/IEMA/T%C3%A9cnicos%20IEMA/Cursos/Eletrot%C3%A9cnica/2%C2%AA%20S%C3%A9rie/3%C2%BA-4%C2%BA%20Per%C3%ADodo/CLP/1SENAI_automacao-industrial-sistemas-logicos-programaveis-pdf.pdf</p><p>Diagramas de contatos em Ladder</p><p>O diagrama Ladder é uma técnica utilizada para descrever uma função lógica utilizando contatos e bobinas. O diagrama de contato é composto de duas barras verticais que representam os polos positivos e negativos de alimentação.</p><p>A linha vertical à esquerda representa o polo positivo e a da direita, o polo negativo. A ideia principal do diagrama em Ladder é representar graficamente um fluxo de “eletricidade virtual” entre as duas barras verticais. Essa “eletricidade virtual” sempre flui do positivo para o negativo.</p><p>O nome Ladder (do português: escada) foi dado porque o diagrama final parece com uma escada, cujos trilhos laterais são as linhas de alimentação e cada lógica associada a uma bobina é chamada de degrau. Um degrau é composto por um conjunto de condições de entrada (contatos NA e NF) e uma instrução de saída no final da linha (representada pelo símbolo da bobina)</p><p>Um Ladder é verdadeiro, ou seja, é energizada uma saída, se ocorrer uma combinação dos contatos para que todos fiquem fechados, permitindo correr uma corrente virtual até a bobina.</p><p>Em um diagrama Ladder, uma bobina pode ter quantos contatos NA ou NF desejar. Isso significa que um mesmo contato pode ser repetido diversas vezes. Cada conjunto de bobinas disponível e seus respectivos contatos no CLP são identificados por um endereço de referência único. Também permite o uso de múltiplos contatos de um dispositivo de entrada.</p><p>Uma saída pode ser uma entrada, mas uma entrada não pode ser uma saída.</p><p>Leitura dos degraus do diagrama Ladder</p><p>A prioridade de leitura é: primeira da esquerda para a direita e depois de cima para baixo (degraus por degraus). Se tiver uma lógica ou (que é um abaixo do outro), esta leitura é prioritária.</p><p>FUNÇÕES BÁSICAS EM LADDER</p><p>As funções básicas ou fundamentais na linguagem Ladder são:</p><p>a) FUNÇÃO NA</p><p>Na função NA, o estado da saída digital é idêntico ao da entrada digital. Assim, quando I1 estiver em alto nível, a saída Q1 estará ativada; e, quando I1 estiver em baixo nível, a saída Q1 estará desativada.</p><p>b) FUNÇÃO NF</p><p>Na função NF, o estado da saída digital é inverso ao da entrada digital. Assim, quando I1 estiver em alto nível, a saída Q1 estará desativada; e, quando I1 estiver em baixo nível, a saída Q1 estará ativada</p><p>c) FUNÇÃO E</p><p>Na função E, o estado da saída digital depende da combinação das entradas digitais. Assim, quando I1 e I2 estiverem simultaneamente em alto nível, a saída Q1 estará ativada; e, quando qualquer uma das entradas, ou ambas, estiverem em baixo nível, a saída Q1 estará desativada</p><p>d) FUNÇÃO OU</p><p>Quando I1 ou I2, ou ambos, estiverem em alto nível, a saída Q1 estará ativada; e, somente quando I1 e I2 estiverem simultaneamente em baixo nível, teremos a saída Q1 desativada.</p><p>LÓGICA DE SELO: O contato de selo é utilizado para manter uma bobina energizada utilizando botoeira sem retenção</p><p>FUNÇÕES COMBINADAS EM LADDER</p><p>a) Função NA-NF série: o estado da saída digital depende da combinação das entradas digitais. Assim, somente quando I1 estiver em alto nível e I2 em baixo nível, teremos a saída Q1 ativada. Para qualquer outra situação, teremos a saída Q1 desativada.</p><p>b) Função NA-NF paralelo: o estado da saída digital depende da combinação das entradas digitais. Assim, somente quando I1 estiver em baixo nível e I2 em alto nível, teremos a saída Q1 desativada</p><p>FUNÇÕES ESPECIAIS</p><p>· INSTRUÇÕES SET-RESET</p><p>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 mantém dessa forma até que a bobina “Reset” receba também um pulso. Veja os símbolos dessa instrução no quadro a seguir</p><p>A seguir, veremos um exemplo de aplicação da instrução Set-Reset para acionamento de um motor.</p><p>Função SET: Esta função obriga o estado de uma memória ou de uma saída do CLP a ficar ativada.</p><p>Quando a entrada I1 estiver em alto nível, o motor fica em alto nível. Note que, mesmo quando a entrada I1 voltar para baixo nível, a saída Q1 permanecerá em alto nível.</p><p>Função RESET: Esta função obriga o estado de uma memória ou de uma saída do CLP a ficar desativada</p><p>Para entendermos melhor o exemplo da figura anterior, vamos analisar o diagrama de tempos e eventos, cuja função é demonstrar graficamente a transição de entradas e de saídas do estado Ligado para Desligado e vice-versa, no instante em que eles ocorrem no circuito</p><p>· INSTRUÇÕES DE TEMPORIZAÇÃO</p><p>Esta função tem por finalidade acionar ou desligar uma memória ou uma saída de acordo com um tempo programado.</p><p>Basicamente, a norma IEC define três instruções de temporização. São elas:</p><p>- TON (Timer On Delay): temporizador com retardo na energização:</p><p>Em uma aplicação que necessite ligar um motor após quatro segundos da atuação de um determinado sensor, teríamos o seguinte programa:</p><p>Vejamos o funcionamento desse programa por meio do gráfico de tempos e eventos:</p><p>O temporizador TON possui a característica de manter a contagem de tempo apenas se a sua entrada (IN) estiver ligada, o que, no exemplo visto, significa estar com o sensor ligado.</p><p>Se a entrada for desativada antes de decorrido o tempo programado (PT), a temporização para e o tempo acumulado (ET) é reiniciado com o valor zero.</p><p>- TOF (Timer Off Delay): temporizador com retardo na desenergização</p><p>file:///D:/%C3%81rea%20de%20Trabalho/IEMA/T%C3%A9cnicos%20IEMA/Cursos/Eletrot%C3%A9cnica/2%C2%AA%20S%C3%A9rie/3%C2%BA-4%C2%BA%20Per%C3%ADodo/CLP/1instalacaocontroladores-logicos-programaveis-compressed.pdf</p><p>file:///D:/%C3%81rea%20de%20Trabalho/IEMA/T%C3%A9cnicos%20IEMA/Cursos/Eletrot%C3%A9cnica/2%C2%AA%20S%C3%A9rie/3%C2%BA-4%C2%BA%20Per%C3%ADodo/CLP/[Livro]%20Controladores%20Logico%20Programaveis%20-%20Sistemas%20Discretos.pdf</p><p>file:///D:/%C3%81rea%20de%20Trabalho/IEMA/T%C3%A9cnicos%20IEMA/Cursos/Eletrot%C3%A9cnica/2%C2%AA%20S%C3%A9rie/3%C2%BA-4%C2%BA%20Per%C3%ADodo/CLP/17_controladores_programaveis.pdf</p><p>image6.png</p><p>image7.png</p><p>image8.png</p><p>image9.png</p><p>image10.png</p><p>image11.png</p><p>image12.png</p><p>image13.png</p><p>image14.png</p><p>image15.png</p><p>image16.png</p><p>image17.png</p><p>image18.png</p><p>image19.png</p><p>image20.png</p><p>image21.png</p><p>image22.png</p><p>image23.png</p><p>image24.png</p><p>image25.png</p><p>image26.png</p><p>image27.png</p><p>image28.png</p><p>image29.png</p><p>image30.png</p><p>image31.png</p><p>image32.png</p><p>image33.png</p><p>image34.png</p><p>image35.png</p><p>image36.png</p><p>image37.png</p><p>image38.png</p><p>image1.jpeg</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p><p>image5.jpeg</p>