Linguagens de Programação PLC

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CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI
Robson Braga de Andrade
Presidente
DIRETORIA DE EDuCAÇÃO E TECNOLOgIA
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia
SENAI-DN – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAgEM INDuSTRIAL
Conselho Nacional
Robson Braga de Andrade
Presidente
SENAI – DEPARTAMENTO NACIONAL
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor-Geral
Gustavo Leal Sales Filho
Diretor de Operações
SENAI-RS – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAgEM INDuSTRIAL
DEPARTAMENTO REgIONAL DO RIO gRANDE DO SuL
Conselho Regional
Presidente Nato 
Heitor José Müller
Presidente do Sistema FIERGS
DIRETOR REgIONAL E MEMbRO NATO DO CONSELhO REgIONAL DO SENAI-RS
José Zortea
Diretoria do SENAI-RS
José Zortea
Diretor Regional
Carlos Artur Trein
Diretor de Operações 
Carlos Heitor Zuanazzi
Diretor Administrativo-Financeiro 
4
Linguagens de Programação
O controlador lógico programável nasceu a partir de uma linguagem que representa um 
diagrama elétrico. Essa linguagem é mais conhecida como Ladder. A Ladder, assim como 
muitas outras linguagem de programação que existem, encontra-se descrito em uma norma 
internacional conhecida como IEC61131, em que direciona o trabalho dos fabricantes para que 
possam desenvolver seus softwares destinados à programação dos equipamentos que serão 
utilizados por empresas integradoras de sistemas e, também, pelos usuários finais.
A linguagem Ladder aproxima-se muito de um projeto elétrico, utilizando contatos NA, NF 
e bobinas como suas principais ferramentas de trabalho. A função principal de um programa 
nessa linguagem é controlar o acionamento das bobinas (saídas), conforme o resultado das 
combinações lógicas dos contatos (entradas). Esta linguagem é uma representação gráfica 
bastante simples do diagrama de contatos. Assim, temos uma representação composta por 
duas linhas verticais que representam os polos positivo (lado esquerdo) e negativo (lado 
direito) de uma fonte de alimentação.
Para que a saída seja acionada, é necessário energizá-la logicamente. Isso ocorre quando 
existir uma satisfação da condição lógica, energizando, assim, a linha de comando e fornecendo 
energia para a saída.
N
Button
START EmStop Motor
S
Figura 9 - Exemplo de programa em Ladder
Fonte: Autor
Ao passar dos anos, e com a necessidade de mais recursos de programação, nasceram 
alguns comandos (funções) especiais, como operações matemáticas, comparadores e outros.
Do mesmo modo que ocorreu com o desenvolvimento de novos comandos, o aumento da 
quantidade de usuários permitiu a criação de outras linguagens de programação, como a ST 
(Texto Estruturado), a IL (Lista de Instruções), a FBL (Bloco de Funções) e a SFC (Linguagem de 
Função Sequencial).
30 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Podemos representar, logicamente, um circuito série simples, composto de 
dois interruptores e uma lâmpada, de diversas maneiras:
X 0 X 0
X 0
X 1
X 1
X 1 Y 0
Y 0
DIC ou LADDER
DIL ou BLOCOS LÓGICOS
LD X0
AND X1
OUT Y0
LIS ou LISTA DE INSTRUÇÕES
Y0 = X0 . X1
EXPRESSÃO LÓGICA
Y 0
CIRCUITO ELÉTRICO
Figura 10 - Exemplos de representações
Fonte: SENAI - CETEMP, 2005 
Todas as figuras acima são representações possíveis de um mesmo circuito 
elétrico, todas igualmente válidas para representar o circuito mencionado.
No mercado há fabricantes especializados apenas em 
desenvolvimento de softwares para programação de 
equipamentos, baseando-se na norma IEC 61131, sem 
desenvolvimento de hardware algum. É o caso da empresa 
3S-Software, que realiza o desenvolvimento da ferramenta 
conhecida como Codesys para vários fabricantes. 
Para conhecer um pouco mais sobre o software de 
programação Codesys, visite a página: http://www.3s-
software.com
A empresa Altus também realiza o desenvolvimento da 
ferramenta conhecida como Mastertool.Para conhecer 
um pouco mais sobre o software de programação visite 
a página: http://www.altus.com.br/site_ptbr/index.
php?option=com_content&view=article&id=27&Item
id=29
 VOCÊ 
 SABIA?
4.1 ST (Linguagem eSTruTurada/TexTo eSTruTurado)
A linguagem de texto estruturado possui suas raízes na programação em alto 
nível das linguagens Pascal, “C” e Ada. Muito utilizada para o desenvolvimento de 
blocos de programação complexos, pode também ser empregada em conjunto 
com outras linguagens de programação, bem como nas ações e transições de um 
programa que utiliza linguagem SFC. 
A programação é feita por meio de instruções que obedecem a uma certa 
estrutura, como podemos verificar na figura a seguir:
4 Linguagens de Programação 31
VarOut := FlipFlop.Q1;
FlipFlop ( S1:= (%lW3>=%MW3),
 R := Varln );
Figura 11 - Exemplo de programa em Linguagem Estruturada
Fonte: Autor
4.2 FBL (Linguagem de BLocoS)
A programação nesse tipo de linguagem é feita por meio de blocos de 
operações. Os blocos são muito comuns na área de processo, pois mostram o 
comportamento das funções utilizadas, os blocos de funções e os programas, 
exatamente como um conjunto de blocos gráficos interligados, parecido 
com o desenho de um circuito eletrônico.
Podemos dizer que a representação é muito parecida com um fluxograma 
de sinais entre os elementos envolvidos no controle.
A seguir, temos o exemplo de programa em Linguagem de Blocos. 
FlipFlop
%lW3 
%MW3 Varln
VarOut
S1 Q1
R
SR
>=
Figura 12 - Exemplo de programa em Linguagem de Blocos
Fonte: Autor
4.3 SFc (Linguagem de Função SequenciaL)
A SFC é feita, basicamente, por meio de um fluxograma do processo que 
descreve graficamente o comportamento em sequência de um programa. Este 
tipo de linguagem é derivado de redes de Petri e do Grafcet (IEC 848). Com o 
SFC conseguimos estruturar o programa para ser executado da melhor forma 
possível, mantendo uma visão do problema que precisamos resolver, ao mesmo 
tempo em que verificamos como está sendo executado. Desse modo, fica mais 
fácil chegar à solução.
A linguagem SFC consiste em um conjunto de passos (steps) ligados a 
blocos de ação e transições. Cada passo representa um estado do sistema a ser 
controlado. A transição é a condição para que o programa possa avançar; ou 
seja, toda vez que a condição de uma transição for verdadeira, o passo anterior 
a ela é desativado e o passo seguinte é ativado.
32 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Cada ação pode ser programada em qualquer uma das linguagens do IEC, 
podendo se misturar mais do que uma linguagem em um mesmo programa. 
Uma das grandes vantagens é que o programa realiza sequências paralelas, 
como se faz necessário em algumas situações.
A seguir, trazemos um exemplo de programa em linguagem sequencial.
S3
S1
t1 t3
t2&
t5
t4
S2
S0
Figura 13 - Exemplo de programa em Linguagem Sequencial
Fonte: Autor
4.4 iL (LiSTa de inSTruçõeS)
A programação IL é feita por meio de instruções dispostas em sequência de 
execução, muito parecida com o Assembler. As linhas representam operações 
lógicas booleanas que devem ser validadas para que executemos o comando de 
acionamento das saídas. Os comandos básicos para qualquer lógica da lista de 
instruções é a função “load” e a função “store”. 
A seguir, vemos um exemplo de programa em Lista de Instruções. 
LD
ORN
ANDN
S
START 
Button
EmStop
Motor
Figura 14 - Exemplo de programa em Lista de Instruções
Fonte: Autor
 FIQUE 
 ALERTA
O programa do usuário é de completa responsabilidade do 
programador. Durante seu projeto, devem ser levadas em 
consideração as ações que serão realizadas pelo CLP, pois 
ele pode causar danos ao equipamento, ou até mesmo a 
morte de pessoas. Para a realização dos trabalhos, consulte 
sempre um profissional que possua a habilitação necessária.
4 Linguagens de Programação 33
 recaPiTuLando
Vimos que a primeira linguagem de programação desenvolvida para o CLP 
é a Ladder. Aprendemos que essa linguagem foi baseada na representação 
do diagrama elétrico. Compreendemos que, a partir da linguagem Ladder, 
outras linguagens foram desenvolvidas e estão normatizadas pela IEC61131-3. 
Concluindo este capítulo, apresentamosas outras linguagens existentes: a ST 
(Texto Estruturado), a IL (Lista de Instruções), a FBL (Bloco de Funções) e a SFC 
(Linguagem de Função Sequencial).
5
conceitos Lógicos e 
memória do controlador
5.1 conceiToS
Vamos relembrar agora alguns conceitos lógicos que serão extremamente necessários para 
a utilização das memórias de qualquer CLP.
BIT (ponto) – É a menor unidade para o sistema, utilizada na base binária. Podemos dizer que 
o bit é a unidade básica de informação, e pode assumir o valor 0 (Zero/False) ou 1 (Um/True).
Figura 15 - Representação do bit
Fonte: Autor
BYTE (octeto) – É a unidade construída pela união de 8 bits consecutivos, e pode assumir 
valores na faixa de 0 a 255.
7 6 5 4 3 2 1 0
Figura 16 - Representação do byte
Fonte: Autor
WORD (palavra) – É a unidade construída pelo conjunto de 2 bytes consecutivos e pode assumir 
valores na faixa de –32768 a +32767 (com sinal), ou valores na faixa de 0 a 65535 (sem sinal).
F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Figura 17 - Representação do word
Fonte: Autor
DWORD (literalmente um “double word” ou “palavra dupla”) pode representar os valores 
decimais de 0 a 4.294.967.295 (4 Gigabytes). 4 Gb ou 4 giga é o total dos valores de todos os 32 bits.
Existem blocos de dados maiores que o processador consegue manipular - um qword 
(literalmente “quad word” ou “palavra quádrupla”) são 64 bits de dados (4 words ou 8 bytes), 
um tword possui 80 bits de dados (10 bytes) e algumas instruções podem usar até 128 bits (16 
bytes). Percebe-se que esse números são muitos extensos.
36 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
5.2 memória do conTroLador ProgramáveL
Todos os dados lidos externamente, ou até mesmo internamente, pelo CLP 
são armazenados em uma área da CPU (Unidade Central de Processamento) 
destinada a essa tarefa. Esta 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 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.
Com a construção dos CLPs, os acessos à memória são feitos por meio 
de bytes (8 bits). No entanto, para o usuário, os dados são visíveis em 
vários formatos: bits, bytes, words e double words, entre outras formas. 
Uma entrada/saída digital é armazenada em um bit, e elas são agrupadas 
por octetos, ou seja, dentro de um byte. As entradas/saídas analógicas, os 
valores numéricos, os resultados de operações matemáticas e as contagens 
ou as temporizações são armazenados em words.
As primeiras CPUs dos controladores programáveis 
utilizavam memória do tipo EPROM para armazenar os 
dados do programa do usuário e, assim, não permitiam 
fazer download e nem upload dos registros ali gravados, 
isso porque a única forma de armazenar dados na EPROM 
era utilizando um gravador de EPROM. O máximo que 
conseguíamos fazer era gerar um backup da memória em 
uso em algum computador. As memórias utilizadas pelos 
controladores mais novos são dos tipos EEPROM e/ou 
FLASH EPROM.
 VOCÊ 
 SABIA?
O tipo de endereçamento utilizado varia de fabricante para fabricante. Sendo 
assim, se quisermos utilizar uma memória específica, devemos consultar o manual 
do fabricante relativo ao CLP que será utilizado em um projeto específico.
Executiva
Sistema
Imagem
Dados
Usuário
Figura 18 - Representação da memória do CLP
Fonte: Autor
5 ConCeitos LógiCos e MeMória do ControLador 37
A seguir, veremos as descrições das áreas de memórias.
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. Alguns 
fabricantes permitem que o usuário carregue o sistema operacional, garantindo, 
assim sua atualização contra falhas no funcionamento.
 FIQUE 
 ALERTA
Quando enviar o programa de usuário para o controlador, 
fique atento para não apagar o programa executivo, ou o CLP 
passará a não funcionar. Caso isso ocorra acidentalmente, 
entre em contato com o fabricante e solicite os arquivos para 
regravar seu sistema operacional.
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, esta área não poderá ser acessada 
pelo usuário.
Memória de imagem: esta 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.
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.
Memória de dados: esta 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.
 recaPiTuLando
Vimos, neste capítulo, que ao trabalhar com lógicas de controle o primeiro 
conceito que precisamos ter em mente é que a memória do CLP está dividida em 
vários endereços que estão organizados por words ou bytes. Aprendemos que cada 
word possui 16 bits e cada byte possui 8 bits. O bit é a menor unidade do sistema 
e pode assumir valores de 0 até o máximo de 1. Também vimos que a memória 
do CLP está dividida em setores, e que cada um deles tem sua função: Executiva, 
Sistema, Imagem de I/O, Dados e Usuário.
6
componentes Básicos e seus Símbolos
A seguir, descreveremos os itens cujo conhecimento é necessário o desenvolvimento da 
programação básica de CLPs.
6.1 TranSFormadoreS de conTroLe (FonTe de aLimenTação)
Por razões de segurança, o controle das máquinas utiliza componentes de baixa tensão, 
pois eles devem permitir que o operador e/ou o técnico de manutenção toque neles sem 
a possibilidade de lhe causar lesões. Como exemplo, normas brasileiras como ABNT – 
NBR 5410 (Instalações Elétricas de baixa tensão) e a NR 10(Norma Regulamentadora para 
segurança em instalações e serviços em eletricidade).
Para máquinas que exigem eficiência aplicam-se tensões mais elevadas, como 380Vac. 
Contudo, as linhas de comando devem sempre ser reduzidas para 127Vac ou outro valor 
menor. Para essa função, utilizaremos um transformador de controle ou uma fonte de 
alimentação. A figura 19 mostra o diagrama elétrico do transformador de controle. Na 
simbologia, podemos notar que o primário está no topo, e o secundário, na parte inferior.
1 T2
127 Vca/380Vca
500VA
U V W
X Y Z
1
Figura 19 - Diagrama elétrico do transformador de controle
Fonte: Autor 
40 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
 FIQUE 
 ALERTA
Supondo que um técnico de manutenção tenha que 
substituir uma lâmpada de sinalização danificada no painel, 
e ele esteja alimentado com 480Vac, se o técnico encostar 
acidentalmente nas partes metálicas da lâmpada, e ela 
estiver energizada, o choque poderá ser letal. Porém, se a 
lâmpada estiver alimentada com uma tensão de 24Vac, por 
exemplo, o resultado do choque será bem menos severo.
Como o diagrama Ladder foi criado há muito tempo, utilizávamos o 
transformador para representar as linhas de comando. Atualmente, com a 
facilidade e o baixo custo, utilizamos uma fonte de 24Vcc para representar as 
linhas de comando. Desse modo, podemos utilizar uma fonte chaveada, que 
alcança 24Vcc, e sua saída representa o secundário do transformador.
Figura 20 - Transformador de controle
Fonte: EATON, 2007 
Normas ABNT e NR’s
Sites de pesquisa:
http://www.abnt.org.br/
http://portal.mte.gov.br/legislacao/normas-
regulamentadoras-1.htm
 SAIBAMAIS
6.2 inTerruPToreS
Existem duas funções para os interruptores. A primeira delas é sua utilização 
pelos operadores para enviar informações na entrada do circuito de controle, e 
a segunda função é sua utilização nas partes móveis que produzem retorno de 
sinais para o circuito de controle. 
Há muitos tipos de interruptores para serem descritos, porém vamos apenas 
citar alguns.
6.2.1 Botoeiras
Os interruptores mais comuns são as botoeiras, que possuem uma grande 
gama de aplicações. A figura 21 apresenta um exemplo de botoeiras.
6 Componentes BásiCos e seus símBolos 41
Figura 21 - Botoeiras
Fonte: EATON, 2007 
Existem dois tipos de botoeira, a pulsada e a retentiva. A botoeira pulsada é 
ativada quando o botão é pressionado e é desativada quando o botão é liberado. 
O retorno da botoeira é realizado por meio da utilização de uma mola interna. A 
botoeira retentiva é ativada quando o botão é pressionado, e continua ativada 
mesmo que o botão seja liberado. Para desativar esse tipo de botoeira, o botão 
deve ser pressionado uma segunda vez. Uma variação para a botoeira retentiva 
são os botões de emergência do tipo girar para destravar.
Os contatos dos interruptores podem ser de dois tipos. Um deles é o 
normalmente aberto (NA), e o outro, o normalmente fechado (NF). Quando uma 
botoeira está na posição desativada, os contatos do tipo NA estão abertos (não 
conduzindo) e os contatos NF estão fechados (conduzindo). 
A figura 22 mostra o diagrama elétrico para um contato normalmente fechado 
e para um contato normalmente aberto.
NA NF
Figura 22 - Diagrama elétrico dos contratos dos interruptores
Fonte: Autor 
Dependendo do fabricante, as botoeiras podem ter até nove contatos 
auxiliares. Os tipos dos contatos são definidos conforme o projetista. As botoeiras 
podem ser utilizadas para várias funções (também definidas pelo projetista), entre 
as quais podemos citar a partida, parada, reset, emergência e outras.
Figura 23 - Botoeira de emergência
Fonte: EATON, 2007
6.2.2 Chaves seletoras
As chaves seletoras também são conhecidas como chaves rotacionais. Elas 
utilizam os contatos NA ou NF para sua representação, idênticos às botoeiras, 
essas têm a mesma funcionalidade.
42 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Figura 24 - Chaves seletoras
Fonte: EATON, 2007 
Existem as chaves seletoras que funcionam com duas, três ou mais posições. 
Não há interligações elétricas entre os contatos das diferentes posições. Caso as 
interligações sejam necessárias, o projetista deverá prever essas ligações.
6.2.3 interruptor de limite
Os interruptores de limite são instalados em posições que não são normalmente 
acessíveis pelo operador durante o funcionamento da máquina. Desse modo, os 
interruptores de limite são acionados pelas partes móveis da máquina.
Figura 25 - Interruptores de limite
Fonte: EATON, 2007 
Usualmente, os interruptores de limite são dispositivos mecânicos. Todavia, 
atualmente podemos encontrar dispositivos que são acionados por luz ou calor, 
como, por exemplo, os sensores de abertura de portas de supermercados e 
shoppings e barreiras óticas. Os interruptores de limite podem ser encontrados 
também com contatos NA ou NF. 
Há vários tipos de interruptores de limite, que abrangem quase todos os tipos 
de aplicações imagináveis.
6.2.4 lâmpadas indiCadoras
Todos os painéis possuem lâmpadas indicadoras que têm a função de alertar o 
operador quando existe energia no painel, ou quando a máquina está ligada, ou 
alguma outra indicação que se faça necessária, conforme o projeto. 
A figura 26 mostra a representação das lâmpadas indicadoras por meio de um 
objeto circular.
Figura 26 - Lâmpadas indicadoras
Fonte: EATON, 2007 
6 Componentes BásiCos e seus símBolos 43
Atualmente, encontramos no mercado indicadores luminosos com base no led, 
que têm uma vida útil bem ampla, reduzindo quase a zero a necessidade de troca. 
As cores existentes variam diretamente no led. Podemos utilizar também um led 
da cor branca e depois as lentes coloridas, com a cor e a indicação necessárias. Na 
maioria dos casos, as lâmpadas de cor vermelha são reservadas para indicações de 
estado crítico, bem como alimentação geral, falha ou equipamento ligado. A cor 
verde é utilizada para indicar cores em estado seguro, ou desligado. A cor amarela 
indica situação importante, porém sem perigo, bem como alarme de nível baixo, 
ou máquina aguardando. Outras cores são definidas pelo projetista, ou conforme a 
padronização que cada empresa adota para indicações. 
Outro recurso a ser utilizado com as lâmpadas é a intermitência, podendo ter sua 
largura de pulso definida em projeto.
6.2.5 relés
Inicialmente, os sistemas de controle eram compostos principalmente por 
relés e interruptores. A figura 27 representa a construção mecânica dos relés para 
entendermos inicialmente seu princípio de funcionamento.
A B
Contactos
Eléctricos
Contactos
Bobina
Bobina
Núcleo Induzido
Figura 27 - Elementos do relé/contactor
Fonte: SENAI - CETEMP, 2005 
O relé é um dispositivo eletromecânico composto por um núcleo, com uma bobina 
e contatos. Alguns contatos são fixos e outros podem ser removíveis, dependendo do 
modelo do relé. Nestes casos, os contatos removíveis são montados no relé através 
de um dispositivo mecânico externo que se movimenta, juntamente com a bobina.
Figura 28 - Relé eletromecânico
Fonte: OMRON, 2017a
44 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Quando o relé é energizado, uma corrente elétrica passa pela bobina, na qual o 
campo magnético movimenta uma haste dentro do núcleo, modificando o estado dos 
contatos. Dois pares de contatos estão montados, e quando o relé não está energizado 
o par superior é fechado; quando a bobina é energizada, o par inferior é fechado. 
A ação dos contatos é resultado da energização e da desenergização do relé. 
Os contatos superiores são os contatos NF, pois sem energia na bobina eles estão 
fechados. Os contatos inferiores são os contatos NA, pois sem energia eles os 
contatos estão abertos. Ou seja, os contatos sempre são referidos conforme o 
estado da bobina desenergizada. 
A figura 29 representa o diagrama elétrico do relé.
+
24Vdc
1K
4
1k4
NA NF
1.5B 1.6B
11
1k
4
14
21
22
1K
4
Figura 29 - Diagrama elétrico do relé
Fonte: Autor 
Cada símbolo representado no diagrama elétrico possui um identificador a ser 
utilizado no programa do tipo Ladder. O identificador de bobinas é chamado de 
CR (coil of relay), seguido de um número, por exemplo, CR1, CR453 etc. Quando 
um contato for identificado como CR, ele automaticamente estará associado a 
seu respectivo relé. Cada relé possui uma única identificação, e a quantidade de 
relés que podem ser utilizados em uma programação está diretamente ligada ao 
tamanho da memória do CLP.
6.2.6 relés temporizados
É possível construir um relé com um dispositivo temporizador que atrasa o 
acionamento da bobina. Este tipo de relé é conhecido como TDR (time delay relay 
– relé com atraso de tempo).
UP
1.0
0.5
1.5
0
2,5
0 3,0
omron
H2C
UP
1.0
0.5
1.5
0
2,5
0 3,0
omron
H2C
Figura 30 - Relé temporizado
Fonte: OMRON, 2017a
6 Componentes BásiCos e seus símBolos 45
A representação do relé temporizado no diagrama elétrico é idêntica ao relé, 
porém leva internamente, ou próximo à bobina, a denotação TDR ou TR. Há dois 
tipos de relés temporizados: um deles é conhecido como TON, e o outro, como 
TOF. Vamos ver a diferença entre os dois.
relé ton (on delay)
É utilizado em um circuito em que se deseja que a bobina seja acionada após 
certo tempo (ajustado pelo operador). Nesse exato momento, todos os contatos 
da bobina, que são do tipo NF, passam a abrir, e os contatos do tipo NA passam a 
fechar, até que as condições de energização sejam desativadas. 
Quando este evento ocorrer, o relé temporizado desligará e seu ajuste de 
tempo normalizará, zerando o valor da contagem. Este temporizador é muito 
útil quando precisamos atrasar a ativação de algum equipamento, como, por 
exemplo, quando partimos um motor de uma máquina. Nessecaso, muitas vezes 
necessitamos que alguns equipamentos fiquem desligados por um pequeno 
intervalo de tempo até que o motor chegue à sua velocidade de trabalho.
 caSoS e reLaToS
Em relação a máquinas e processos, às vezes é muito importante que 
os equipamentos acionem em uma certa sequência: alguns equipamentos 
primeiro e, posteriormente, os demais, até que todos estejam operando 
conforme as necessidades do processo e/ou máquina.
Vamos citar como exemplo uma esterilizadora de leite que produz leite 
longa vida, de modo que o produto deva ser homogeneizado. Para realizar 
a homogeneização, o leite deve passar por um motor sob certa pressão. 
O homogeneizador é o motor principal da máquina, que precisa de muita 
lubrificação, pois partes mecânicas realizam o processo.
Então, em relação ao homogeneizador, precisamos de três motores que 
devem operar em uma certa sequência: primeiramente, a bomba de lubrificação 
deve operar durante um pequeno tempo, aproximadamente 10s, até fazer todo 
o óleo circular na estrutura do homogeneizador. Após esse tempo, precisamos 
acionar o homogeneizador para realizar a produção. Para finalizar, após 30s de 
funcionamento do homogeneizador (tempo de estabilização e verificação), a 
bomba de produção deve ser acionada para enviar leite ao homogeneizador.
Nesse caso, verificamos que é necessária a utilização de dois temporizadores 
do tipo TON para realizar o sequenciamento de que precisamos.
46 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
relé toF (off delay)
É utilizado quando necessitamos deixar um equipamento ligado durante certo 
tempo, mesmo após a condição de ativação ser desligada. Como exemplo de 
aplicação podemos citar um sistema de refrigeração em que a ventilação precisa 
ficar acionada mesmo após a máquina ter sido desligada.
6.3 deSenho BáSico do diagrama Ladder
Todos os diagramas elétricos são desenhados com a utilização de um formato padrão, 
que pode variar de empresa para empresa. Mas em se tratando de CLPs, há uma norma 
IEC61131-3 que rege todos os fabricantes para que a programação se torne parecida. A 
linguagem mais usual e conhecida no mundo dos CLPs é chamada de Ladder.
A figura 31 mostra o princípio do diagrama Ladder que inicia com o 
transformador, a partir do qual descemos duas linhas laterais, o que chamaremos 
de barramentos de energia. A diferença de potencial entre os dois barramentos 
é igual ao secundário do transformador. Qualquer equipamento conectado entre 
essas duas linhas será energizado.
H3H1 H2 H4
T1
LAMP1
L1
4
SWITCH2SWITCH1
3
PB2PB1
X1 X2
2 1
Figura 31 - Diagrama de Ladder
Fonte: HACKWORTH, J. & F., 2003
6.4 nomencLaTura de reFerência
Em todos os diagramas elétricos, cada componente possui um nome de referência. 
Esta nomenclatura nos ajuda quando desejamos procurar algum elemento no diagrama 
elétrico. Como padronização, o nome dos elementos utilizados no diagrama Ladder 
geralmente possui as mesmas identificações utilizadas no projeto elétrico. Normalmente, 
a identificação dos elementos começa com caracteres, e é seguida de números.
Quando os primeiros fabricantes lançaram seus CLPs no 
mercado, a programação não aceitava que a identificação do 
elemento fosse iniciada com números, somente caracteres. 
A quantidade também era limitada em cinco caracteres no 
total; ou seja, um projeto grande deveria ser bem executado 
para que o nome dos elementos não se repetisse.
 VOCÊ 
 SABIA?
6 Componentes BásiCos e seus símBolos 47
Ao longo do tempo, foram desenvolvidas muitas facilidades para o nome dos 
elementos, porém as abreviaturas utilizadas nos primórdios da programação 
continuam sendo aplicadas ainda hoje. No quadro 1 temos a relação das 
nomenclaturas utilizadas na maioria dos casos.
TransforMador 
(T)
relé de 
ConTrole 
(Cr)
resisTor (r) CapaCiTor (C) Chave de 
liMiTe (sl)
BoToeira 
pulsada (pB)
inTerrupTor 
(s)
Chave 
inTerrupTora 
(ss)
relé 
TeMpororizado 
(Tdr ou Tr)
MoTor (M)
####
######
###
UP
1.0
0.5
1.5
0
2,5
0 3,0
omron
H2C
UP
1.0
0.5
1.5
0
2,5
0 3,0
omron
H2C
lâMpada (l) fusível (f) disjunTor 
de Caixa 
Moldada (CB)
inTerrupTor 
de soBreCarga 
(ol)
DW 125H
In = 100 A
Ue = 500 V
T = 45 º C
CAT. A
K0
50 - 60
H2
Ue V
230
380 /415
440
500
KA
40
25
16
12 m12515
K1 = 50% Icu
IEC 947 -2
CEI EN C0947 -2
VDE 0660
TESTE
DW 125 H - 100
O�
OnIn = 100 A
Ue = 500 V
T = 45 º C
K1 = 50% Icu
IEC 947 -2 O�
On
Cc
LZM 1
Quadro 1 - Elementos e nomenclatura
Fonte: Autor
Apesar de esta nomenclatura ainda ser utilizada, não significa que devemos 
manter essa prática. Cada empresa ou projetista pode desenvolver seu próprio 
padrão de nomes. No caso de mais de um elemento igual, como, por exemplo, o relé – 
CR, podemos utilizar a sequência numérica, do tipo CR1, CR2, CR3, e assim por diante.
 FIQUE 
 ALERTA
Para um bom projeto de automação, é importante o 
desenvolvimento de um guia utilizando as ferramentas da 
informática, bem como de uma planilha eletrônica para 
gerar um mapeamento de memórias em que constem 
todos os elementos utilizados dentro do CLP. Essa prática 
evita que um novo programador cause sérios danos ao 
sistema quando realizar alterações.
Com os altos investimentos em tecnologia, a cada dia novos 
produtos chegam ao mercado. Para que você se mantenha 
atualizado e conheça os grandes fabricantes de produtos 
empregados em Engenharia Elétrica e Automação, consulte 
dois grandes fabricantes do mercado: Eaton/Moeller 
(http://www.moeller.net) e Schneider Electric: (http://www.
schneider-electric.com.br).
 SAIBA 
 MAIS
48 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
 recaPiTuLando
Neste capítulo aprendemos que há equipamentos que podem ser instalados nas 
entradas e saídas do CLPs, e possuem uma representação de contato (NA ou NF) em 
sua programação. Apresentamos o transformador de controle, os interruptores, as 
botoeiras, as chaves seletoras, os interruptores de limite, as lâmpadas indicadoras, 
os relés eletromecânicos e os relés temporizados (TON e TOF).
6 Componentes BásiCos e seus símBolos 49
Anotações:
7
Lógicas Booleanas
Do mesmo modo que os relés executam um controle de operação em uma máquina, 
podemos dizer que eles executam uma função lógica. As funções lógicas fundamentais que 
conhecemos são as operações “E” (AND), “OU” (OR), e a “NEGADO” (NOT). Combinando as portas 
lógicas corretamente, podemos executar qualquer função lógica desejada.
Em cada caso, a porta lógica é projetada para prover um valor específico em sua saída, 
baseado nos valores das entradas. Tanto para as entradas quanto para as saídas temos 
dois valores específicos (valores binários): o 0 (zero) e o 1 (um). Para o controle industrial, 
tratamos o 0 (zero) como OFF (desligado) e o 1(um) com ON (ligado). Em conjunto com as 
portas lógicas utilizamos uma tabela, a que chamamos de Tabela Verdade, para cada um 
dos circuitos que projetamos. O objetivo é representar todas as combinações possíveis 
nas entradas do circuito e suas respectivas saídas. 
 FIQUE 
 ALERTA
Sempre que um projeto de circuito lógico for realizado, a Tabela 
Verdade deverá ser feita para verificar o resultado esperado, isso porque 
o circuito acionará os equipamentos de campo ligados a ele para evitar 
danos aos equipamentos e até a morte de pessoas.
A figura 32 representa as portas lógicas mais utilizadas na automação.
AND Inputs
Logic element Logic network symbol
Inputs
Inputs
Output
Output
OutputOR
NOT
Figura 32 - Representação das portas lógicas “E”, “OU” e “NEGADO”
Fonte: GROOVER, 1987
52 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
7.1 PorTa Lógica “e” (and)
A porta lógica “E” retorna um valor de saída em 1 quando todas as suas entradas 
estiverem com o valor lógico 1. A figura 33 ilustra a operação de uma porta lógica 
“E”, com a respectiva Tabela Verdade, que expressa a operação lógica do sistema.
115 V
a b
- +
X2 YX1
Inputs Output
X2 YX1
0 00
1 00
0 01
1 11
Figura 33 - a) Representação das portas lógicas “E”; b) Representação da Tabela Verdade.
Fonte: GROOVER, 1987
Se as entradas X1 e X2 estiverem fechadas,a lâmpada Y estará ligada. A porta 
“E” é utilizada quando queremos que duas ou mais ações sejam completadas, 
para que possamos dar continuidade ao processo. Como exemplo, temos o caso 
de uma linha de produção que faz dois componentes interconectados por meio 
de parafusos de 10mm e 8mm. Nesse caso, antes de conectar as duas peças é 
necessário realizar os furos de 8 e 10mm.
7.2 PorTa Lógica “ou” (or)
A porta lógica “OU” retorna um valor de saída em 1 quando qualquer uma das 
entradas estiver com o valor lógico 1. A figura 34 ilustra a operação de uma porta lógica 
“OU, com a respectiva Tabela Verdade, que expressa a operação lógica do sistema. 
115 V
- +
X2
Y
X1
Inputs Output
X2 YX1
0 00
1 10
0 11
1 11
a b
Figura 34 - a) Representação das portas lógicas “OU”; b) Representação da Tabela Verdade..
Fonte: GROOVER, 1987
Se a entrada X1 ou a entrada X2 estiver fechada, a lâmpada Y estará ligada. A 
porta “OU” é utilizada quando queremos monitorar um sistema em que apenas 
uma das ações seja completada, para que possamos dar continuidade ao processo. 
Como exemplo, temos o caso de uma sala monitorada por alarme, onde há dois 
sensores. Se qualquer um dos dois sensores atuar, o alarme será disparado.
7 Lógicas BooLeanas 53
7.3 PorTa Lógica “negada” (noT)
A porta lógica “NEGADA” tem apenas uma entrada e retorna na saída o valor 
invertido; ou seja, se a entrada estiver em 1, então a saída terá valor lógico de 0 
(zero) e vice-versa. A figura 35 ilustra a operação de uma porta lógica “NEGADA”, 
com a respectiva Tabela Verdade, que expressa a operação lógica do sistema.
115 V
- +
X1
Y Inputs Output
YX1
10
01
Resistance
a b
Figura 35 - a) Representação das portas lógicas “NEGADA”; b) Representação da Tabela Verdade.
Fonte: GROOVER, 1987
Colocamos a entrada X1 em paralelo com a saída Y. Nesse caso, a corrente vai 
no sentido da menor resistência; ou seja, se a entrada X1 estiver aberta, a corrente 
passará pela saída Y e, caso a entrada X1 esteja fechada, então a saída Y não acionará. 
7.4 PorTaS LógicaS comBinacionaiS
As portas lógicas que vimos anteriormente, combinadas entre si, formam as 
outras duas portas de grande utilização: a “NÃO E” (NAND) e a “NÃO OU” (NOR). 
A porta lógica “NÃO E” é a combinação entre as portas lógicas ‘NEGADA” e “E”, e a 
porta lógica “NÃO OU” é a combinação entre as portas lógicas “NEGADA” e “OU”.
Que conseguimos criar quaisquer combinações em nossas 
saídas por meio de inúmeras portas lógicas?
 VOCÊ 
 SABIA?
As figuras 36 e 37 representam as portas lógicas “NÃO E” e “NÃO OU”, 
respectivamente, e também sua Tabela Verdade.
cb
a
Inputs Output
X2 YX1X1
X2
X1
X2
0 10
1 10
0 11
1 01
Y
Y
Figura 36 - a) Representação das portas lógicas “NÃO E”; b) Representação da Tabela Verdade.
Fonte: GROOVER, 1987
54 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
cb
a
Inputs Output
X2 YX1X1
X2
X1
X2
0 10
1 00
0 01
1 01
Y
Y
Figura 37 - a) Representação das portas lógicas “NÃO OU”; b) Representação da Tabela Verdade.
Fonte: GROOVER, 1987
 recaPiTuLando
Neste capítulo vimos que as portas lógicas mais utilizadas na automação 
são as mais conhecidas: “E” (AND), “OU” (OR) e “NEGADO” (NOT). Apreendemos 
que, ao combinar essas portas corretamente, podemos executar qualquer 
função lógica desejada. A função lógica é projetada para prover um valor 
específico na saída, baseado nos valores das entradas. Outro ponto que 
ressaltamos foi que, para determinar o valor da saída, em conjunto com as 
portas lógicas utilizamos um recurso chamado de Tabela Verdade. Podemos 
também criar combinações entre as portas lógicas para criar novas funções 
lógicas e obter outros resultados, conforme nossa necessidade.
7 Lógicas BooLeanas 55
Anotações:
8
Sistemas de controle: 
conceitos e terminologia
Suponha que tivéssemos que controlar, por exemplo, a velocidade de uma bomba hidráulica 
para que em regime de operação ela forneça uma determinada vazão, independentemente 
da força exercida pelos atuadores? Ou, ainda, como garantir um processo de pressão e 
temperatura constante, indiferentemente a fatores externos? Tentaremos responder a essas 
perguntas, neste capítulo. Estudaremos um tema amplamente utilizado em todas as áreas em 
que precisamos de um controle extremamente preciso para uma ou mais grandezas físicas: o 
controle PID.
O objetivo de um sistema de controle é igualar a variável de processo ao set-point 
programado, da maneira mais rápida e sem overshoots. Dependendo do processo, os objetivos 
podem variar. Alguns processos toleram overshoots e outros não. Como exemplo de controle 
sem overshoot temos o controle de pressão de gases e de controle que aceita overshoot temos 
o controle de nível em reservatórios da água tratada que vai para nossas casas.
No quadro 2 temos o diagrama de blocos de um controlador PID inserido em um processo, 
com a definição de seus elementos.
diagraMa de BloCos de uM ConTrolador pid inserido eM uM 
proCesso
SP: Conhecido como Set-
point, Reference Value, 
ou Ponto de Ajuste).
No caso de controladores microprocessados, geralmente é 
especificado em unidades de engenharia ou em uma escala 
pré-definida, por exemplo, 0 a 100, 0 a 1000.
PV: Conhecido como 
Process Variable (Variável 
de Processo), Controlled 
Variable (Variável 
Controlada) e Variável 
Medida.
Variável do processo cujo valor desejamos igualar ao setpoint. 
Nesse item, entendamos que o controlador recebe esta variável 
de um sensor (por exemplo, transmissor de temperatura) e a 
transforma internamente para ser comparada com o SP.
MV: Conhecido como 
Manipulated Variable, ou 
Valor Atuado.
É a saída com a qual o controlador atua no processo a fim de 
obter a igualdade PV = SP. Neste item, entendamos que o con-
trolador lógico programável utiliza transdutores (por exemplo, 
4-20 mA) para atuar sobre algum dispositivo de controle (por 
exemplo, válvula).
58 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
DISTÚRBIOS Agentes externos que influenciam o processo. Por exemplo: 
em uma tubulação de um sistema de aquecimento no qual 
desejamos obter uma temperatura constante, o fluxo de água 
e a temperatura ambiente podem ser considerados como 
distúrbios. O controlador agirá sobre a MV para obter PV = SP, 
não apenas em função de variações do setpoint, mas também 
em função dos distúrbios.
Quadro 2 - Diagrama de blocos de um controlador PID inserido em um processo
Fonte: Autor
Distúrbio
SP MVControlador
PID
Processo
PV
Figura 38 - Diagramas de Bloco do Controlador PID
Fonte: Autor
Que há outras funções de controle já implementadas dentro 
do controlador, além do PID, como, por exemplo, a lógica 
Fuzzy?
 VOCÊ 
 SABIA?
No quadro 3, temos o diagrama de blocos de um controlador PID paralelo 
e símbolos, com a definição de seus elementos. Devemos relembrar alguns 
conceitos importantes vistos em tipos de controladores.
 FIQUE 
 ALERTA
Ao alterar esses parâmetros com o laço de controle em 
operação, tenha certeza do resultado esperado, pois sua 
ação pode gerar um descontrole e reações mais severas no 
sistema, causando danos ao equipamento e às pessoas.
diagraMa de BloCos de uM ConTrolador pid paralelo e síMBolos 
e (erro) É a diferença entre SP e PV. Assumimos que SP e PV estejam 
convertidos para o mesmo sistema de unidades e escala.
s (operador de Heavi-
side):
Permite representar derivadas e integrais na forma de equações 
algébricas (s = derivada, 1/s = integral).
BI (bias, offset ou deslo-
camento):
É o valor que será colocado na saída (MV) quando o erro em 
regime permanente vale 0 (zero). Por exemplo: algumas válvu-
las devem ficar em 50% quando o erro é nulo. Obviamente, BI 
deve ficar entre o LI e o LS.
LI (limite inferior da saída 
MV):
Trata-se de uma proteção para impedir que MV atinja valores 
inferiores a LI.
LS (limite superior da 
saída MV):
Trata-se de uma proteção para impedir que MV atinja valores 
superiores a LI.
8 SiStemaS de controle: conceitoS e terminologia 59
Kc (ganho proporcional / 
Ação Proporcional):
Vejadescrição detalhada a seguir.
Ti (tempo integral / ação 
integral, ou reset time):
Veja descrição detalhada a seguir.
Td (tempo derivativo, ou 
rate time):
Veja descrição detalhada a seguir.
Quadro 3 - Diagrama de blocos de um controlador PID paralelo e símbolos 
Fonte: Autor
MV
Kc
Kc
Kc* Td* s
T1 * s
eSP +
- -
+
+
+
LS
LI
PV BI
Figura 39 - Diagramas de Bloco de um PID e seus símbolos
Fonte: Autor
8.1 ação ProPorcionaL (kc)
A ação proporcional é definida pelo termo Kc*, e quanto maior for a Kc, maior será 
a variação de MV em função de um erro. Em outras palavras, quanto maior for a Kc 
menor será o erro necessário para provocar uma variação de fundo de escala em MV.
Uma forma alternativa de expressar o ganho Kc é por meio da banda 
proporcional (PB), que é a variação percentual do erro necessária para provocar 
100% de variação em MV: PB = 100 / Kc.
Existem controladores comerciais em que, em vez de ajustar a Kc, ajustamos 
a PB. O ganho proporcional, entretanto, não é suficiente para eliminar o erro em 
regime permanente ou offset. Consideramos que num controlador puramente 
proporcional a equação de MV vale: MV = Kc * e + BI.
 caSoS e reLaToS
Suponha um controle de temperatura de água que passe por uma resistência. 
Suponha que MV seja a tensão que alimenta a resistência. Os distúrbios 
identificados para esse processo são o fluxo de água e a temperatura ambiente. 
Quanto maior for o fluxo de água, maior deverá ser MV, e quanto maior for a 
temperatura ambiente, menor deverá ser MV.
60 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Suponha que BI tenha sido ajustado para provocar erro nulo sob determinadas 
condições consideradas normais de temperatura da água, fluxo de água e temperatura 
ambiente. Nesse caso, MV = BI. Se, a partir desse momento, houver algum distúrbio 
que tire o fluxo de água ou a temperatura ambiente das condições normais, ou se for 
modificado o SP (setpoint), torna-se óbvio que um novo valor de MV (diferente de BI) 
deverá ser estabelecido para manter a temperatura em SP. Nesse caso, é claro que o 
erro não pode se anular, pois MV seria igual a BI.
O erro em regime permanente num sistema puramente proporcional 
vale, portanto, (MVn – BI) / Kc, onde MVn é o novo valor que deveria ser 
atingido por MV para atingir o SP (na prática o erro não pode ser zerado). 
Por essa equação, percebemos também que o erro em regime permanente 
pode ser diminuído aumentando Kc. Entretanto, aumentar Kc acima de 
determinados limites leva o sistema à instabilidade, provocando oscilações 
em PV. Tais oscilações são causadas por atrasos nos sinais que se propagam 
em torno da malha de controle. 
8.2 ação inTegraL (Ti)
Conforme explicado anteriormente, para zerar o erro em regime permanente, 
que a ação proporcional não consegue eliminar, utilizamos a ação integral, a que 
é definida pelo termo (Kc * e) / (Ti * s).
O erro é acumulado (integrado) ao longo do tempo e esta integral é 
multiplicada pelo fator (Kc / Ti), em que Kc é o ganho proporcional e Ti é o 
tempo integral (ou reset time). 
O tempo integral é o tempo que a ação integral leva para provocar uma 
variação em MV igual à variação provocada instantaneamente pelo ganho 
proporcional, assumindo um erro constante (DMVI (integral) = DMVP 
(proporcional), como mostra a figura 40.
e
MV
DMVI
DMVP
tempo
Ti
Figura 40 - Ação integral
Fonte: Autor
8 SiStemaS de controle: conceitoS e terminologia 61
Depois de certo tempo, a ação integral zera o erro em regime permanente. 
Portanto, em regime permanente, com erro nulo: MV = BI + e * Kc / (Ti * s). Devemos 
ressaltar que um controlador com ação integral suspende a integração do erro 
se e quando um dos limites de MV (LI ou LS) for atingido. Esta característica é 
conhecida como “anti-reset windup”.
8.3 ação derivaTiva (Td)
Embora a ação integral seja efetiva para eliminar o erro em regime permanente 
(ou offset), ela é mais lenta do que a ação proporcional porque age depois de 
um período de tempo (ver atraso Ti). Um modo ainda mais rápido do que a ação 
proporcional é o modo derivativo. A ação derivativa é representada pelo termo PV 
* Kc * Td * s, em que Kc é o ganho proporcional e Td é o tempo derivativo.
O tempo derivativo é aquele que a ação proporcional leva para produzir 
a mesma variação em MV produzida instantaneamente pela ação derivativa, 
quando o erro tem derivada constante (rampa de erro). Observe, na figura 41, a 
DMVP (proporcional) = DMVD (derivativa). 
DMVD
DMVP
DMVD
tempo
PV
MV
Td
Figura 41 - Ação derivativa
Fonte: Autor
A ação derivativa responde às variações do erro (tendência de comportamento 
futuro do erro), o que acelera a ação do controlador, compensando alguns atrasos 
da malha realimentada.
O controlador do tipo PID é uma função dentro do CLP. Essa 
função está implementada em vários equipamentos, como, 
por exemplo, nos inversores de frequência, nos controladores 
de temperatura e em outros equipamentos dedicados.
 VOCÊ 
 SABIA?
Acesse este site e veja alguns produtos de controle dedicados 
que possuem PIDs incorporados: http://industrial.omron.eu/
en/products/catalogue/control_components/default.html.
 SAIBA 
 MAIS
62 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
8.4 conTroLador Pid na PráTica
Vimos nos tópicos anteriores uma breve explicação sobre Controle PID. A 
maioria dos controladores lógicos programáveis do mercado oferece esse tipo 
de função. Estudaremos esse tópico no capítulo “A aplicação de controladores 
PID”. Para compreender como funciona o controlador PID na prática, utilizaremos 
o controlador lógico programável da Omron, pois oferece uma resposta bem 
melhor ao que desejamos fazer aqui.
8.5 Função Pid (190)
Quando a condição de execução está ativada, a função PID calcula o valor 
filtrado para o controle com dois graus de liberdade, de acordo com os parâmetros 
ajustados no campo “C” (Ponto de Ajuste). Ou seja, a função tem o valor de sua 
saída no campo “D” calculado a partir do valor da entrada no campo “S” (Entrada 
Analógica), em relação ao campo “C” (Ponto de Ajuste). Em caso de falha na 
configuração de algum dos campos, o flag de Erro irá ativar.
PID (190)
S S: Input word
C
D
C: First parameter word
D: Output word
Figura 42 - Função PID 190
Fonte: Autor
Se o flag de Erro não ativar, significa que tudo está configurado corretamente 
e, a partir desse ponto, a função já está sendo executada. A operação de 
amortecimento (bumpless) não é utilizada neste momento, mas possui a 
funcionalidade de monitorar a saída da função para evitar que ela sofra variações 
fortes e repentinas. Quando iniciamos a execução da função, a variável de 
processo passa a ser processada durante o período de amostragem.
 recaPiTuLando
Neste capítulo aprendemos um pouco mais sobre um sistema de controle. 
Conhecemos o controlador PID e suas variáveis, como o SP, a PV e a MV. Vimos 
os distúrbios e suas características e ações. Concluindo o capítulo, conhecemos a 
ação integral (Ti), a proporcional (Kp) e a derivativa (Td), bem como seus efeitos 
no controlador do tipo PID.
8 SiStemaS de controle: conceitoS e terminologia 63
Anotações:
9
Blocos de Funções (Function Block) e 
movimentação de variáveis
9.1 BLocoS de Função
Os blocos de função são uma poderosa e aliada funcionalidade dos softwares de 
programação, pois facilitam a organização do software e reduzem significativamente o tempo 
de desenvolvimento do programa. Esses blocos criam uma rotina que se repetirá muitas vezes, 
sendo necessário o desenvolvimento de apenas uma única lógica ou trecho de lógica. 
Não há necessidade de realizar a troca de nomes das variáveis, uma vez que a alocação de 
endereços é realizada automaticamente. Cada bloco de funções possui uma ou mais entradas 
e uma ou mais saídas. 
Vejamos um uma aplicação da utilização do bloco de funções.
 caSoS e reLaToS
Suponha uma fábrica que possui mais de 100 setores. Cada setor possui uma IHM (Interface 
Homem Máquina) que, de hora em hora, mostra a média de produção realizada na fábrica, por 
setor. Por serem maisde 100 setores, será necessário realizar o cálculo várias vezes. 
Nesse caso, criaremos uma função para cálculo de média e a replicaremos para cada 
um dos setores. Assim, será necessário o desenvolvimento de apenas um cálculo, bastando 
alterar os pontos de entrada e saída do bloco para cada setor.
A interface gráfica é uma parte importante do software, pois é por meio 
dela que o usuário se comunica. Quando mal construída compromete 
a utilização do software pelo usuário. Para solucionar este problema 
recomenda-se ter incorporado no processo de desenvolvimento de 
software técnicas de boas práticas para o projeto de Interface Homem-
Máquina (IHM).
 VOCÊ 
 SABIA?
66 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
9.2 movimenTação de variáveiS
As variáveis analógicas abrangem uma grande parte do mercado devido ao fato 
de os controladores possuírem, em sua característica construtiva, os contatos NA, NF 
e bobinas, e também por terem evoluído bastante. Dadas essas características e as 
redes, precisaremos utilizar, na grande maioria das vezes, variáveis analógicas de 16 
bits, outras vezes de 32 bits e, mais raramente, empregamos as variáveis do tipo float.
Para podermos trabalhar da melhor forma possível foram desenvolvidas funções 
para esses tipos de variáveis, entre elas as funções de movimentação, que têm o 
objetivo de igualar duas variáreis, ou de copiar o valor para outra memória ou área. 
Existem funções que abrangem desde a movimentação de apenas uma word até a 
movimentação de um bloco de variáveis em apenas uma execução.
 FIQUE 
 ALERTA
A movimentação de memória para áreas indevidas pode 
causar mau funcionamento no controlador, danos à 
máquina e até a morte acidental de pessoas.
A movimentação de variáveis é bastante utilizada para a montagem de blocos 
de comunicação de dados. Esta área pode servir para a comunicação com outros 
equipamentos e, também, com sistemas de supervisão e controle.
Em alguns controladores encontramos os bancos de 
memória, que são áreas de expansão. Os bancos de 
memória podem ser acessados externamente por meio de 
comandos especiais aumentando, assim, a capacidade de 
armazenamento de dados. Outros controladores também 
permitem a colocação de acessórios externos para a 
ampliação da memória de dados, bem como um pen drive 
ou um cartão de memória do tipo SD ou MMC.
 VOCÊ 
 SABIA?
Vejamos um exemplo prático de quando utilizar uma movimentação de variáveis.
 caSoS e reLaToS
Suponha uma rede de comunicação utilizando protocolo Modbus-RTU, conforme 
a figura 43. 
CLP# 2 CLP# 3 CTR
TEMP 1
ESCRAVO 1 ESCRAVO 2 ESCRAVO 3
CLP # 1
MESTRE
Figura 43 - Rede utilizando protocolo Modbus-RTU com 3 escravos
Fonte: Autor
9 Blocos de Funções (Function Block) e MoviMentação de variáveis 67
Essa rede é composta por um controlador lógico programável (Mestre) buscando 
informações de três controladores espalhados no campo (escravos).
Quando o Mestre realiza uma comunicação com o primeiro escravo, os 
dados deste são transferidos para uma área de memória “X”. Quando o Mestre 
comunica com o segundo escravo, então este recebe os dados na mesma área 
“X”. Quando o Mestre solicita os dados ao terceiro escravo, eles são colocados 
também na área de memória “X”.
Como a área é única, os dados são sobrepostos, impossibilitando a leitura. 
Para armazenar os dados dos escravos corretamente, é necessário que, após 
cada comunicação, haja uma lógica de controle dentro do software que faça 
a movimentação de dados para dentro de cada área de memória específica 
(mapeada anteriormente pelo programador). Para a realização desta operação, 
faz-se necessário utilizar a função de movimentação, conhecida entre muitos 
fabricantes simplesmente como “MOV”.
Os CLPs mais modernos já utilizam a Interface homem 
Máquina (IHM) incorporados. De forma opcional, é possível 
adquirir cartões de expansão com duas entradas para 
termopares tipo K e duas saídas digitais para controle 
com PID. Ou ainda, duas entradas para termorresistências 
PT-100 e duas entradas analógicas de tensão 0-5V 0-10V 
de 14bits (com seleção via software). Utilizam protocolo 
ModBus de comunicação e comunicam-se por meio de 
duas portas seriais (RS-232 e RS-485).
 VOCÊ 
 SABIA?
AREA
x
MEMCLP
CICLO 1,2,3
LOGICA
CTR1
MOV
X
AREA 1
MOV
X
AREA 2
2
MOV
X
AREA 3
3
MEM CLP
.
.
.
.
.
.
ÁREA 
ESCRAVO
1
ÁREA 
ESCRAVO
2
ÁREA 
ESCRAVO
3
CICLO 1
CICLO 2
CICLO 3
Figura 44 - Esquemático da transferência de dados de rede Modbus-RTU com 3 escravos
Fonte: Autor
68 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
 recaPiTuLando
Neste capítulo aprendemos que os blocos de função são nossos grandes 
aliados, pois facilitam a organização e reduzem significativamente o tempo de 
desenvolvimento. Vimos que esses blocos consistem em criar rotinas que se 
repetirão muitas vezes, sendo necessário o desenvolvimento de uma única lógica. 
Aprendemos que cada bloco possui uma ou mais entradas e uma ou mais saídas.
Compreendemos, também, que a movimentação de variáveis tem o 
objetivo de igualar duas variáreis, ou copiar o valor para outra memória. Podem 
ser movimentadas uma ou inúmeras posições de memórias, e uma de suas 
principais funções é organizar uma área de memória para a troca de dados com 
um sistema de supervisão, por exemplo.
9 Blocos de Funções (Function Block) e MoviMentação de variáveis 69
Anotações:
reFerênciaS
ALLEN BRADLEY COMPANY. advanced programing software - 1747 PA2E / User Manual - 
Publication IC-942. August 1992.
ALLEN BRADLEY COMPANY. slC 500 Modular hardware style. Installation and Operation 
Manual, 1993.
ALLEN BRADLEY COMPANY. slC 500 Modular hardware style - User Manual. [2008]. Dis-
ponível em: . Acesso em: 31 maio 2012.
ALLEN BRADLEY COMPANY - Cable system. Planning and Installation Manual, [s/d].
BENDER, K. profibus: The Fieldbus for Automation. New Jersey: Prentice-Hall ,1993.
BISHOP, Robert H. The Mechatronics handbook. CRC Press, 2002.
EATON CORPORATION. smartWire-darwin, The System. Bohn: Germany, 2010.
EATON CORPORATION. Canopen. Bohn: Germany, 2007.
GIOZZA, William F.; ARAÚJO, José Fábio de; MOURA, José Antão; SAUVÉ, Jacquer. redes lo-
cais de Computadores. McGraw-Hill, [s/d].
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senai – deparTaMenTo naCional
unidade de eduCação profissional e TeCnológiCa – uniep
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Gerente Executivo
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