Logo Passei Direto
Buscar
Material
páginas com resultados encontrados.
páginas com resultados encontrados.

Prévia do material em texto

WBA1087_v1.0
Controladores lógicos 
programáveis em 
instalações industriais
Visão Geral sobre CLPs. 
Introdução à Linguagem Ladder.
O que é um CLP?
Bloco 1
Bruno Henrique Oliveira Mulina
Antes dos CLPs
Figura 1 - Painel de 
comandos elétricos 
Fonte: Pixabay.com.
• A automatização e controle 
dos processos industriais era 
realizada por meio de painéis 
de comandos elétricos, 
compostos de diferentes tipos 
de contatores.
• Qualquer mudança no 
processo implica em mudança 
física no arranjo dos 
contatores.
• Demora na implementação e 
poucas oportunidades de 
testes, resulta em paradas 
longas na produção.
Fonte: e Shutterstock.com.
Figura 2 - Painel de 
comandos elétricos 
Como é a programação sem o CLP?
Figura 3 - Exemplos de contatores
Fonte: Shutterstock.com.
• A lógica de programação é 
realizada usando a lógica 
booleana aplicada à 
contatores
• Quanto mais complexa a 
lógica, mais contatores são 
necessários.
• Contatores especializados 
para cada função.
• Quase nenhuma transmissão 
de dados remota. Tudo deve 
ser feito localmente. 
Após os CLPs
Figura 4 - Painel de comandos com CLP
Fonte: Shutterstock.com.
• Lógica aplicada por meio 
de sistemas 
computacionais: menor 
volume e maior 
possibilidade de funções 
dedicadas. 
• As mudanças são feitas 
via software: mais 
rápidas e sem grandes 
mudanças físicas.
• Possibilidade de testes 
antes da implementação.
Como é a programação com o CLP?
Figura 5 - Painel de comando 
elaborado com CLP
Fonte: Shutterstock.com.
• A lógica dos contatores é 
feita por circuitos digitais.
• Diferentes funções podem 
ser realizadas pelo mesmo 
contator, já que ele 
apenas responde aos 
comandos do CLP.
• Ajustes podem ser 
testados e realizados 
remotamente.
• A programação pode ser 
feita de modo semelhante 
aos já usados esquemas 
elétricos: a linguagem 
Ladder.
O que é um CLP?
Figura 6 - Estrutura de um CLP
Fonte: Shutterstock.com.
• Um controlador lógico 
programável (CLP) é um 
componente 
computacional 
reprogramável, utilizado 
para controle e 
automação de processos 
(PETRUZELLA, 2014).
• Contém conexões de 
entradas, conexões de 
saídas, e unidade lógica. 
• É a parte inteligente do 
controle de processos.
Sa
íd
as
En
tr
ad
as
U
n
id
ad
e
 
Ló
gi
ca
Visão Geral sobre CLPs. 
Introdução à Linguagem Ladder.
Componentes de um CLP
Bloco 2
Bruno Henrique Oliveira Mulina
Unidade Lógica
• A Unidade Lógica é um sistema computadorizado 
composto de CPU, memória de dados (RAM), memória 
de programa (ROM), periféricos de função específica e 
portas de comunicação. 
• Responsável pelo processamento dos dados obtidos 
das entradas, com base em um programa armazenado 
em sua memória ROM.
• Recebe atenção especial no requisito robustez por 
conta da importância no CLP.
• É sempre fixa no CLP (não pode ter suas configurações 
alteradas).
Conexões de entrada e saída
• Interação da Unidade Lógica com o mundo exterior.
• Recebem ou transmitem dados à Unidade Lógica.
• Podem ou não ser integradas no CLP (fixas ou expansíveis por 
módulos dedicados).
• Podem manipular sinais analógicos e digitais:
• Sinais digitais (sempre): presença ou não de um 
estímulo.
• Sinais analógicos (caso tenham conversores ADC e 
DAC): manipulação de valores contínuos.
• Isoladas da unidade lógica por meio de optoacopladores.
• Os tipos de entradas e saídas existentes dependem do 
modelo do CLP.
Conexões de entradas
• Recebem sinais do mundo exterior.
• Podem ser de dois tipos:
• Fonte (source) ou NPN.
• Dreno (sink) ou PNP.
• Devemos ter atenção à este detalhe 
para evitar curtos-circuitos!
• Conexão comum: ponto em comum 
com todos os terminais com relação 
à alimentação das entradas.
• Podem ter saídas sem referência 
comum (entradas isoladas) .
Fonte: elaborada pelo autor.
En
tr
ad
a 
N
P
N
En
tr
ad
a 
P
N
P
Figura 7 - Tipos de 
entradas
Comum
I0.0
I0.1
I0.2
Fonte
sensores
Comum
I0.0
I0.1
I0.2
Fonte
sensores
I0.0
I0.0
I0.1
Fonte
sensores
I0.1
En
tr
ad
a 
is
o
la
d
a
Conexões de saída
• Atuam no mundo exterior.
• Funcionam como chaves.
• As saídas digitais podem ser 
saídas à rele (para sinais AC e 
DC), transistor (DC) ou TRIAC 
(AC).
• As saídas à transistores podem 
ser NPN (source) ou PNP (sink).
• O CLP não fornece potência 
elétrica para os dispositivos 
conectados. Fonte: elaborada 
pelo autor.
Sa
íd
a 
is
o
la
d
a
Sa
íd
a 
co
m
u
m
Figura 8 - Tipos de saídas
Comum
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Fonte
Carga AC/DC
SI
Q0.0
Q0.0
Q0.1
Fonte
Carga AC/DC
Q0.1
SI
Programa lógico 
• Não é um componente, mas 
sem um programa o CLP não 
funciona.
• Pode ser desenvolvido em 
diversas linguagens (Norma 
IEC61131-3).
• Desenvolvido com instruções 
para a matriz de contatos da 
memória de programa. 
• Scan Mode: modo de 
execução do programa: 
mudanças na entrada e, na 
saída, são lidas uma única 
vez por scan.
Figura 9 - Modo Scan de um CLP
Fonte: adaptada de Franchi e Camargo (2021).
Checagem do status do hardware.
Leitura das entradas.
Execução do programa.
Atualização das saídas.
Visão Geral sobre CLPs. 
Introdução à Linguagem Ladder.
Linguagem Ladder
Bloco 3
Bruno Henrique Oliveira Mulina
Introdução à linguagem Ladder
• Linguagem gráfica definida pela Norma IEC61131-3.
• Busca similaridade com o desenvolvimento de projetos 
elétricos:
• Um projetista de comandos elétricos pode 
facilmente programar um CLP.
• As variáveis se comportam como contatores, 
permitindo ou não a passagem de uma corrente 
virtual. 
• É possível a implementação de lógicas, envolvendo bits 
e outros valores numéricos (FRANCHI, 2011).
Programação Ladder
• A execução do programa em Ladder verifica se a corrente virtual 
percorre da esquerda para a direita.
• Se a corrente atingir uma saída, é ativada.
• Existe apenas uma saída por linha.
• Ao completar a linha, passa-se para a linha abaixo.
• As entradas são lidas antes do início da execução do loop.
• As saídas são atualizadas apenas ao término da execução do loop.
• Existe um número máximo de componentes em cada linha.
• Importante: dependendo da ferramenta usada, existem algumas 
diferenças no modo de representar certas funções, mas todas se 
comportam da mesma maneira! 
Símbolos mais importantes da linguagem Ladder
Quadro 1 – Símbolos usuais na linguagem Ladder
Fonte: adaptado de Petruzella (2014).
Símbolos básicos
Componente
Identificação 
usual
Contato, normalmente, aberto. I
Contato, normalmente, negado. I
Saída ou bobina. Q
Saída ou bobina negada. Q
Bobina reset/ set. Q
Contato/bobina virtual (memória). M
Contato/ bobina ativado por borda. I/Q
Temporizador. T
( )
( )
(R) (S)
( )
(P)P
( )
Exemplo de programação Ladder
Figura 10 - Exemplo de programação Ladder
Fonte: elaborada pelo autor.
I 0.00 I 0.01
O0.00
O0.00
( )
(R)
O0.03
( )
T01I 0.02 I 0.03
T01
Fluxo de execução do programa Ladder (fluxo da corrente virtual)
Entradas Saídas
Fl
u
xo
 d
e
 e
xe
cu
çã
o
 
(fim)
Teoria em Prática
Bloco 4
Bruno Henrique Oliveira Mulina
Como aplicar nosso conhecimento?
• Ao longo deste material, foram apresentados 
conceitos sobre os CLPs e a linguagem Ladder. Agora 
vamos à prática!
• Existem diversas fabricantes de CLPs, com diferentes 
modelos e capacidades, mas a linguagem Ladder é 
padrão.
• Para que possamos validar os conhecimentos, será 
usado o software Clic02, da fabricante brasileira WEG. 
• O Clic02 é uma ferramenta gratuita, desenvolvida para 
programação e debug do relé programável de mesmo 
nome. 
• O Clic02 está disponível para download, no site da 
desenvolvedora WEG.
Reflita sobre a seguinte situação
• Conhecer a linguagem Ladder permite desenvolver 
programas para controle e automação de processos. 
• Então, considere um ambiente no qual a iluminação é 
controlada por três interruptores (I1, I2 e I3). Para ativar 
a iluminação, pelo menos dois dos três interruptores 
devem estar ativos. 
• Desenvolva um programa em Ladderque possa controlar 
a iluminação deste ambiente, considerando o uso de três 
entradas do CLP (uma para cada interruptor) e uma saída 
(para ligar as lâmpadas). 
Norte para a resolução
Figura 11 - Interface do Clic02
Fonte: print de tela de Clic02 (2022).
Entradas Saídas
Debug
Área de 
programação Propriedades 
do 
componente
Norte para a resolução
• A situação indica que, 
pelo menos, dois 
interruptores devem 
estar acionados. Então, 
as possibilidades de 
interruptores acionados 
para acender a 
lâmpada são: 
• I1 e I2. 
• ou I1 e I3. 
• ou I2 e I3. 
• ou I1, I2 e I3 . 
Figura 12 - Programa Ladder
Fonte: elaborada pelo autor.
Dicas do(a) Professor(a)
Bloco 5
Bruno Henrique Oliveira Mulina
Prezado aluno, as indicações a seguir podem estar disponíveis 
em algum dos parceiros da nossa Biblioteca Virtual (faça o login
por meio do seu AVA), e outras podem estar disponíveis em sites 
acadêmicos (como o SciELO), repositórios de instituições 
públicas, órgãos públicos, anais de eventos científicos ou 
periódicos científicos, todos acessíveis pela internet.
Isso não significa que o protagonismo da sua jornada de 
autodesenvolvimento deva mudar de foco. Reconhecemos que 
você é a autoridade máxima da sua própria vida e deve, 
portanto, assumir uma postura autônoma nos estudos e na 
construção da sua carreira profissional.
Por isso, nós o convidamos a explorar todas as possibilidades da 
nossa Biblioteca Virtual e além! Sucesso!
Leitura Fundamental
Indicação de leitura 1
Este trabalho descreve a construção de um equipamento para 
análise de consolidação do solo a partir de um CLP e 
apresenta a possibilidade do desenvolvimento de um sistema 
de ensaios, área onde não é comum a utilização de CLPs. 
Referência:
SILVA, R. B. da et al. Desenvolvimento, automação e desempenho de um 
consolidômetro com interface homem-máquina. Revista Brasileira de 
Ciência do Solo, v. 39, p. 416-427. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do 
Solo, 2015. 
Indicação de leitura 2
Nessa nova revolução industrial vivenciada, o CLP se torna 
peça fundamental. Neste trabalho, o autor descreve as 
funcionalidades trazidas por esse equipamento à indústria, 
avaliando, por meio de indicadores de desempenho, o 
impacto do uso do CLP na indústria de embalagens. 
Referência:
AZEVEDO, H. C. D. Controlador lógico programável aplicado à 
indústria 4.0. Dissertação de Mestrado, Escola de Ciência e 
Tecnologia, Pós-Graduação em Ciência, Tecnologia e Inovação. Natal: 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018.
Dica do(a) Professor(a)
• O Clic02, produto desenvolvido pela empresa WEG e 
indicado como ferramenta de estudo, é apenas um dos 
diversos softwares de programação de CLPs e relés 
programáveis presentes no mercado. 
• É importante que o leitor também conheça outras marcas 
de equipamentos de automação (ABB, Schneider, entre 
outras), buscando as opções de CLPs fornecidas por esta 
empresa, principalmente, sob o ponto de vista das 
interfaces de entrada e saída, se são modulares ou não, e 
quais as ferramentas de programação e debug. 
• Assim, o leitor poderá escolher a melhor opção para a 
aplicação desejada.
AZEVEDO, H. C. D. Controlador lógico programável aplicado à 
indústria 4.0. Dissertação de Mestrado, Escola de Ciência e 
Tecnologia, Pós-Graduação em Ciência, Tecnologia e Inovação. Natal: 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018. Disponível em: 
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/25858/1/HugoCes
arDinizAzevedo_DISSERT.pdf. Acesso em: 18 ago. 2022.
FRANCHI, C. M. Controle de Processos Industriais: princípios e 
aplicações. 1. ed. São Paulo: Érica, 2011.
FRANCHI, C. M.; CAMARGO, V. L. A. Controladores Lógicos 
Programáveis - Sistemas Discretos e Analógicos. 3.ed. São Paulo: 
Érica, 2021.
PETRUZELLA, F. D. Controladores Lógicos Programáveis. 4.ed. Porto 
Alegre: AMGH, 2014.
SILVA, R. B. da et al. Desenvolvimento, automação e desempenho de 
um consolidômetro com interface homem-máquina. Revista 
Brasileira de Ciência do Solo, v. 39, p. 416-427. Viçosa: Sociedade 
Brasileira de Ciência do Solo, 2015. Disponível em: 
https://www.scielo.br/j/rbcs/a/HX76YDkZZ7ph5f5TBQSwjbq/?lang=p
t. Acesso em: 18 ago. 2022.
Referências
Bons estudos!

Mais conteúdos dessa disciplina