Controlador Programável

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RESUMO DA UNIDADE 
Dispositivos de automação, como controladores programáveis, são sistemas e 
métodos que recebem instruções ou outra unidade de interação de dados de um 
meio e fornecem instruções para um sistema ou serviço apropriado para 
processamento, retornando, opcionalmente, uma resposta como um conjunto de 
resultados. Um controlador lógico programável (CLP) ou controlador programável é 
um computador digital usado para a automação de processos eletromecânicos, 
como controle de máquinas nas linhas de montagem de fábricas, parques de 
diversão ou luminárias. CLPs são usados em muitas indústrias e máquinas. 
Diferentemente dos dispositivos de finalidade geral, o CLP foi projetado para várias 
entradas e saídas, faixas de temperatura estendidas, imunidade a ruídos elétricos e 
resistência a vibrações e impactos. Um CLP é um exemplo de sistema em tempo 
real, pois os resultados da saída devem ser produzidos em resposta às condições 
de entrada dentro de um tempo limitado, caso contrário, resultará em operações não 
intencionais. Nesse sentido, a presente unidade tem como finalidade integrar o aluno 
no âmbito da tecnologia do CLP. Para tanto, serão apresentados os conceitos 
relacionados ao CLP, assim como sua evolução histórica, os processos de aquisição 
de dados e aplicações práticas. 
 
Palavras-chave: engenharia, automação industrial, controlador lógico programável. 
 
 
SUMÁRIO 
RESUMO DA UNIDADE.........................................................................................................1 
SUMÁRIO .................................................................................................................................2 
APRESENTAÇÃO DO MÓDULO .........................................................................................3 
CAPÍTULO 1 - NOÇÕES BÁSICAS DE CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS ...5 
1.1 Definições, Evolução e Características .................................................................6 
1.2 Arquiteturas e Aplicações ..................................................................................... 10 
1.3 Sistemas e Comandos Analógicos e Digitais .................................................... 16 
RECAPITULANDO............................................................................................................... 20 
CAPÍTULO 2 - UNIDADE DE AQUISIÇÃO DE DADOS ............................................ 25 
2.1 Componentes de um Sistema de Aquisição de Dados.................................... 26 
2.2 Interface com o Processo ..................................................................................... 34 
2.3 Programas e Protocolos........................................................................................ 37 
RECAPITULANDO............................................................................................................... 39 
CAPÍTULO 3 - APLICAÇÕES COM O CONTROLADOR LÓGICO 
PROGRAMÁVEL 45 
3.1 Classificação dos CLPs......................................................................................... 45 
3.2 Estados de Operação ............................................................................................ 50 
3.3 Práticas de Programação de CLP ....................................................................... 53 
3.4 Aplicações Práticas com Controlador Lógico Programável ............................ 57 
RECAPITULANDO............................................................................................................... 62 
FECHANDO A UNIDADE ................................................................................................... 67 
CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................ 70 
REFERÊNCIAS..................................................................................................................... 71 
 
 
APRESENTAÇÃO DO MÓDULO 
 
Automação industrial se refere ao uso de sistemas de controle (como controle 
numérico, controle lógico programável e outros sistemas de controle industrial), em 
conjunto com outras aplicações da tecnologia da informação (como tecnologias 
auxiliadas por computador CAD, CAM, CAx), para controlar máquinas e processos 
industriais, reduzindo a necessidade de intervenção humana. 
No âmbito da industrialização, a automação é um passo além da mecanização. 
Enquanto a mecanização forneceu aos operadores humanos máquinas para ajudá-
los com os requisitos musculares do trabalho, a automação reduz bastante a 
necessidade de requisitos sensoriais e mentais humanos. Os processos e sistemas 
também podem ser automatizados. Assim, a automação desempenha um papel 
cada vez mais importante na economia global e na experiência diária. 
Os engenheiros se esforçam para combinar dispositivos automatizados com 
ferramentas matemáticas e organizacionais para criar sistemas complexos para uma 
gama de aplicativos e atividades humanas em rápida expansão. (ROCHA, 2008 p. 
9). 
 Atualmente, muitos papéis para seres humanos em processos industriais 
estão além do escopo da automação. O reconhecimento de padrões no nível 
humano, o reconhecimento de idiomas e a capacidade de produção de idiomas 
estão muito além das capacidades dos modernos sistemas mecânicos e de 
computador. Tarefas que exigem avaliação subjetiva ou síntese de dados sensoriais 
complexos, como aromas e sons, bem como tarefas de alto nível, como 
planejamento estratégico, atualmente exigem conhecimento humano. 
Computadores reforçados e especializados, chamados de controladores 
lógicos programáveis (CLP), são frequentemente usados para sincronizar o fluxo de 
entradas de (sensores) físicos e eventos com o fluxo de saídas para atuadores e 
eventos. Isso leva a ações controladas com precisão que permitem um controle 
rígido de quase todos os processos industriais. (ROCHA, 2008 p. 10). 
Diante do exposto, a presente unidade tem como objetivo apresentar os 
conceitos que sirvam de base ao estudo para o entendimento dos CLPs no contexto 
da automação industrial. 
A unidade inicia-se com a apresentação da evolução histórica do CLP, assim 
como com algumas definições básicas apresentadas no Capítulo 1, no qual também 
é abordada a contextualização do uso do CLP na indústria ao longo do tempo, 
apresentando, inclusive, como se deu o processo da substituição do uso de relés 
eletromecânicos por dispositivos automáticos e programáveis com demasiada 
eficiência, confiabilidade e flexibilidade em relação às tecnologias passadas. 
Adicionalmente, nesse mesmo capítulo, são apresentados conceitos sobre as 
arquiteturas dos CLPs, seus sistemas e comandos. 
No Capítulo 2, são apresentadas e exploradas as tecnologias necessárias para 
que haja a correta aquisição dos sinais e sua posterior conversão em dados. Sabe-
se que os sinais físicos do ambiente têm característica analógica, seja ruído, 
temperatura, velocidade etc. Adquirir esses sinais para então criar uma avaliação 
pelo programa do CLP é necessário, contudo, isso só pode ocorrer com o 
tratamento adequado dispensado a esses sinais. Basicamente, esse tratamento 
divide-se nas etapas de condicionamento de sinais e conversão analógica – digital, 
que são processos apresentados neste capítulo. 
Por fim, no Capítulo 3, são abordadas algumas aplicações de uso do CLP na 
prática. Entretanto, para o entendimento por parte do aluno a respeito de cada 
aplicação, fez-se necessário discorrer inicialmente sobre a classificação dos CLP, 
estados de operação e boas práticas de programação. Quanto a este último, 
apresentar um software conduzido por etapas de boas práticas auxilia em diversos 
fatores, sendo eles: eficiência no tempo de manutenção e expansão do software, 
maior flexibilidade por parte de quem consegue alterar o código, confiabilidade, por 
apresentar um programa determinado em etapas que podem ser mais facilmente 
depuradas, entre outras vantagens que são também apresentadasno Capítulo 3. 
 
CAPÍTULO 1 - NOÇÕES BÁSICAS DE CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS 
 
Antes do advento dos circuitos lógicos, os sistemas de controle lógico eram 
projetados e construídos exclusivamente em torno de relés eletromecânicos. Isso 
não quer dizer que os relés estejam obsoletos nos projetos modernos, mas que 
foram substituídos em muitas de suas funções anteriores como dispositivos de 
controle no nível lógico. Agora, os relés são utilizados com mais frequência naquelas 
aplicações que exigem comutação de alta corrente e / ou alta tensão. 
Nesse sentido, os sistemas e processos que exigem controle de estado 
"on / off" abundam no comércio e na indústria modernos. Esses sistemas de controle 
raramente são criados a partir de relés eletromecânicos ou portas lógicas. Em vez 
disso, os computadores digitais preenchem a necessidade, que pode ser 
programada para executar várias funções lógicas – o que abrange a filosofia de uso 
do CLP. 
O controlador lógico programável, ou CLP, está presente em praticamente 
todos os processos de indústrias de fabricação atualmente. Inicialmente construído 
para substituir os sistemas de relés eletromecânicos, o CLP oferece uma solução 
mais simples para modificar a operação de um sistema de controle. Em vez de 
precisar reconectar um grande banco de relés, um download rápido de uma rotina 
ou atualização do dispositivo de programação permite controlar as alterações lógicas 
em questão de minutos ou até segundos. 
No final dos anos 1960, uma empresa americana chamada Bedford Associates 
lançou um dispositivo de computação chamado MODICON. Como sigla, significava 
Modular Digital Controller (do inglês, controlador digital modular), e mais tarde se 
tornou o nome de uma divisão da empresa dedicada ao projeto, fabricação e venda 
desses computadores de controle para fins especiais – principalmente para fins 
industriais. 
Outras empresas de engenharia desenvolveram suas próprias versões deste 
dispositivo, e ele acabou sendo conhecido em termos não proprietários como CLP, 
ou Controlador Lógico Programável. O objetivo de um CLP era substituir diretamente 
relés eletromecânicos como elementos lógicos, substituindo um computador digital 
de estado sólido por um programa armazenado, capaz de emular a interconexão de 
muitos relés para executar determinadas tarefas lógicas, ganhando então em 
eficiência e, principalmente, em flexibilidade, uma vez que o controlador pode ser 
programado e reprogramado tanto quanto necessário com mais facilidade que 
ajustar dezenas de relés. 
Diante do exposto, serão apresentadas as noções básicas relativas ao 
conceito, características, sistemas e aplicações no decorrer deste capítulo. 
 
1.1 Definições, Evolução e Características 
 
O CLP ou Controlador Lógico Programável revolucionou a indústria de 
automação. Hoje, os CLP podem ser encontrados em tudo, desde equipamentos de 
fábrica a máquinas de venda automática, mas, antes do dia de Ano Novo de 1968, o 
controlador programável nem existia. Em vez disso, o que existia era um conjunto 
único de desafios que precisava de uma solução. Para entender a história do CLP, 
primeiro precisamos levar algum tempo para entender os problemas que existiam 
antes dos controladores programáveis. (SILVA, 2012 s/p). 
Antes dos dias do CLP, a única maneira de controlar as máquinas era através 
do uso de relés. Os relés funcionam utilizando uma bobina que, quando energizada, 
cria uma força magnética para puxar efetivamente um interruptor para a posição 
“ON” ou “OFF”. Quando o relé é desenergizado, o interruptor libera e retorna o 
dispositivo à sua posição padrão (“ON” ou “OFF”). 
Assim, por exemplo, se quiséssemos controlar um motor como ligado ou 
desligado, poderíamos conectar um relé entre a fonte de energia e o motor. Logo, 
era possível controlar quando o motor está recebendo energia – energizando ou 
desenergizando o relé. Sem energia, é claro, o motor não funcionaria, portanto, 
estamos controlando o motor. Esse tipo de relé é conhecido como relé de potência. 
É comum que haja vários motores em uma fábrica, os quais precisam ser 
controlados e, para tanto, muitos relés de potência eram adicionados. Portanto, as 
fábricas começaram a acumular armários elétricos cheios de relés de potência. 
Adicionalmente, outros relés eram responsáveis por ligar e desligar as bobinas, 
o que tornava os quadros elétricos consideravelmente maiores, conforme é 
observado na Figura 1. Esses relés são conhecidos como relés de controle, porque 
controlam os relés que controlam a chave que liga e desliga o motor. Nesta 
conjectura, é possível ter uma ideia de como as máquinas eram controladas antes 
da invenção do CLP e, mais importante, é possível visualizar alguns dos problemas 
desse sistema de controle eletromecânico por meio de relés. 
Figura 1. Casa de relés 
 
Fonte: Library Automation Direct (2019) 
 
Seguindo a linha de raciocínio, pensemos nas fábricas modernas e em quantos 
motores e interruptores “ON / OFF” seria preciso para controlar apenas uma 
máquina. Em seguida, adicione todos os relés de controle, o que resultaria em um 
pesadelo logístico. Todos esses relés precisavam ser conectados em uma ordem 
muito específica para que as máquinas funcionassem corretamente, e se um relé 
apresentasse algum problema, o sistema como um todo não funcionaria. 
(BISWANATH, 2014). 
A solução de problemas levaria horas e, como as bobinas falhariam e os 
contatos se desgastariam, havia necessidade de muitas soluções para vários 
problemas. Além disso, esse conjunto todo de relés ocupava muito espaço. Então, 
se alguma mudança for necessária, basicamente, seria necessário refazer todo o 
sistema. Neste sentido, torna-se claro que havia vários problemas na instalação e 
manutenção desses grandes sistemas de controle por relés. Como exemplo de 
problemas relacionados a aplicações com relés, pode-se destacar (BISWANATH, 
2014): 
• Falha de contato entre as partes eletromecânicas; 
• Elevado custo de aquisição, devido à complexidade de componentes; 
• Desgastes das partes móveis; 
• Necessidade de instalação de um grande volume de relés; 
• A alteração da sequência de operação era dificultosa; 
• Necessidade de um grande número de manutenções preventivas. 
Diante desses e outros inconvenientes, descobrir a solução para esse conjunto 
de problemas era um grande desafio que os engenheiros da divisão Hydra-Matic da 
General Motors (GM) estavam enfrentando todos os dias. Felizmente, naquela 
época, o conceito de controle de computador havia começado a entrar em grandes 
empresas como a GM. De acordo com Dick Morley, pai indiscutível do CLP, "o 
controlador programável foi detalhado no dia de ano novo de 1968". 
Na época, uma lista de requisitos foi imposta pelos engenheiros da GM para a 
criação de um "controlador de máquina padrão". Era a esse pedido que Dick Morley 
e sua empresa, Bedford and Associates, estavam respondendo quando o primeiro 
CLP foi previsto. Além de substituir o sistema de relés, os requisitos listados pela 
GM para este controlador incluíam (BISWANATH, 2014): 
• Um sistema de estado sólido que fosse flexível como um computador, mas 
tinha um preço competitivo com um sistema de lógica de relé do mesmo tipo; 
• Manutenção e programação fáceis, de acordo com a maneira lógica de fazer 
as coisas já aceitas na lógica escada de relé; 
• Tinha que trabalhar em um ambiente industrial com toda a sua sujeira, 
umidade, interferências eletromagnéticas e vibração; 
• Ele precisava ser modular para permitir fácil troca de componentes e 
capacidade de expansão. 
O ambiente de programação do CLP exigia que ele fosse facilmente entendido 
e usado por eletricistas de manutenção e engenheiros da planta. À medida que os 
sistemas de controle baseados em relé evoluíram e se tornaram mais complicados, 
o uso de diagramas de fiação de localização de componentes físicos também 
evoluiu para a lógicado relé, sendo mostrada em escada. O fio energizado da 
potência de controle seria o trilho esquerdo, com a potência de controle neutra como 
o trilho direito. Os vários contatos de relé, botões de pressão, chaves seletoras, 
chaves de limite, bobinas de relé, bobinas de partida de motor, válvulas solenoides 
etc., mostrados em sua ordem lógica, formariam os degraus da escada. Portanto, foi 
solicitado que o CLP fosse programado, dessa maneira, pela lógica escada. 
Os primeiros CLP tinham a capacidade de trabalhar com sinais de entrada e 
saída, bobina de relé / lógica interna de contato, temporizadores e contadores. Os 
contadores e temporizadores usavam registros internos de tamanho de palavra; 
portanto, não demorou muito para que a matemática simples de quatro funções 
fosse disponibilizada. O CLP continuou a evoluir com a adição de one-shots, sinais 
de entrada e saída analógicos, contadores e temporizadores aprimorados, 
matemática de ponto flutuante, sequenciadores de bateria e funções matemáticas. A 
funcionalidade embutida de PID (controlado proporcional integral derivativo) foi uma 
grande vantagem para os CLP usados no setor de processos. Conjuntos comuns de 
instruções evoluíram para caixas de dados preenchidas em branco que tornaram a 
programação mais eficiente. A capacidade de usar nomes de tags significativos no 
lugar de rótulos não descritivos permitiu ao usuário final definir mais claramen te seu 
aplicativo, e a capacidade de importar / exportar os nomes de tags para outros 
dispositivos elimina os erros resultantes da entrada de informações em cada 
dispositivo à mão. 
À medida que a funcionalidade do controlador lógico programável evoluiu, os 
dispositivos e comunicações de programação também tiveram um rápido 
crescimento. Os primeiros dispositivos de programação foram dedicados, mas 
infelizmente o tamanho dos cases (maletas) eram consideráveis. Mais tarde, 
surgiram os dispositivos de programação portáteis, mas logo foram substituídos por 
softwares de programação proprietários executados em um computador pessoal. O 
DirectSOFT da AutomationDirect, desenvolvido pela Host Engineering, foi o primeiro 
pacote de software de programação de CLP baseado em Windows. Ter um PC se 
comunicando com um CLP ofereceu a capacidade de não apenas programar, mas 
também permitiu testes e solução de problemas mais fáceis. As comunicações eram 
realizadas a partir de protocolos, os quais serão apresentados em capítulo posterior. 
(SILVA, 2012 s/p). 
Em resumo, após todo o seu desenvolvimento tecnológico, tem-se que o 
controlador lógico programável (CLP) é um dispositivo de computador especial 
usado em sistemas de controle industrial. Devido à sua construção robusta, recursos 
funcionais excepcionais, como controle sequencial, contadores e temporizadores, 
facilidade de programação, recursos de controle e facilidade de uso de hardware - 
este CLP é usado como mais do que um computador digital para fins especiais, 
tanto em indústrias quanto em outras áreas do sistema de controle. A maioria das 
indústrias abrevia esses dispositivos como “PC”, mas também é usado para 
computadores pessoais; Devido a isso, muitos fabricantes nomearam esses 
dispositivos como CLP. Entre as principais características de um CLP estão 
(FRANCHI, 2008): 
• Elevada confiabilidade; 
• Reprogramável; 
• Imunidade a ruídos e interferências externos; 
• Isolação elétrica de entradas e saídas; 
• Detecção e diagnóstico automáticos de falha; 
• Modular e expansível para E/S (entrada e saída); 
• Operação em ambientes industriais; 
• Execução em tempo real; 
• Aplicável em ambientes de atmosfera explosiva. 
 Essas características citadas são comuns a equipamentos industriais de 
diferentes arquiteturas em diversas aplicações. 
 
1.2 Arquiteturas e Aplicações 
 
A arquitetura CLP consiste em dois conjuntos principais, interno e externo. 
Projetar um sistema completo exigirá a exploração das muitas opções de arquitetura 
disponíveis. Indiscutivelmente, a coisa mais importante a ser decidida ao projetar um 
CLP é o tipo de arquitetura externa. O dispositivo precisa, junto com o local 
desejado, da tecnologia certa disponível para atender seus critérios de projeto. 
(ROCHA, 2008 p.15). Isso inclui basicamente o uso de algumas partes principais: 
• Fonte de alimentação de energia; 
• Unidade de processamento (CPU); 
• Módulos de entrada; 
• Módulos de saída; 
• Dispositivo de programação e monitoramento. 
O termo arquitetura pode se referir ao dispositivo em si, ao programa do CLP 
ou à combinação dos dois. Um projeto de arquitetura aberta permite que o sistema 
seja conectado facilmente a dispositivos e programas de outros fabricantes, utiliza 
componentes de prateleira que seguem padrões aprovados. (SILVA, 2012 s/p). 
Um sistema com arquitetura fechada, por sua vez, é aquele cujo projeto é 
patenteado, tornando-o mais difícil de ser conectado a outros sistemas. Além disso, 
a arquitetura pode ser dividida em dois grandes grupos, denominados de CLP fixos 
e CLP modulares. 
Um CLP fixo geralmente é pequeno, possui pouca memória e um número 
limitado de entradas e saídas, ou E / S, como normalmente referido. A CPU, a fonte 
de alimentação e o sistema de E / S são todos construídos como uma única 
entidade, portanto, todas as opções desejadas devem ser incluídas. Essa arquitetura 
de CLP geralmente é mais barata que a modular e possui uma funcionalidade mu ito 
básica, logo, não é expansível. 
O CLP fixo é a escolha ideal para pequenas máquinas compactas, com espaço 
e funcionalidade limitados e determinados. Ou seja, sua desvantagem é a falta de 
flexibilidade e, para o caso de defeito em uma parte do dispositivo, pode ser indicada 
a sua substituição por inteiro. Por mais poderosos que sejam os sistemas fixos 
especializados, apenas uma pequena parte da indústria que os usam, mais 
especificamente para circuitos de emergência ou segurança. A Figura 2 apresen ta a 
arquitetura básica de um CLP do tipo fixo. 
 
Figura 2 – Arquitetura básica CLP f ixo 
 
Fonte: Petruzella (2014) 
 
Em seguida, é possível notar na Figura 3 como os CLP do tipo fixo são 
compactos em relação à estrutura. 
 
Figura 3 – Exemplos comerciais de CLP f ixo 
 
Fonte: Petruzella (2014) 
 
CLPs modulares são sistemas adaptáveis que podem ser alterados com 
flexibilidade. Eles consistem em um chassi, trilho ou plano traseiro no qual uma 
coleção de módulos é incorporada a um sistema de interface. Os componentes 
necessários para um sistema completo são CPU, fonte de alimentação e módulos de 
E / S. A principal vantagem de uma arquitetura modular de CLP é a capacidade de 
escolher especificações individuais conforme necessário, como a quantidade e o tipo 
de módulos de E / S. Outras opções podem incluir placas de interface de rede, para 
módulos especiais – que estão em constante alteração. Um sistema desse tamanho 
exigirá um gabinete de controle para montagem e fiação. 
Atualmente, o setor usa os termos modular e CLP montado em gabinete ou 
rack de forma sinônima com bastante frequência. O controle modular básico 
consiste em um rack, uma fonte de alimentação de energia, módulo de unidade de 
processamento (CPU), módulos de interface E / S e uma interface de operação para 
programação e monitoração do conjunto. Cada módulo é conectado ao gabinete, 
que estabelece uma conexão com vários contatos, localizada na parte de trás, 
chamada de painel traseiro ou placa-mãe (backplane). O processador do CLP 
também é conectado na placa-mãe e pode se comunicar com todos os módulos. A 
seguir, a arquitetura modular está representada na Figura 4, na qual se pode 
observar cada módulo integrado ao conjunto CLP. 
 
 
Figura 4 – Arquitetura de CLP modular 
 
Fonte: Petruzella (2014) 
 
Em seguida, tem-se a ilustração de um CLP modular montado em gabinete 
representado na Figura 5. 
 
Figura 5 – Exemplo de um CLP do tipo modularFonte: Petruzella (2014) 
 
Independentemente do tipo de arquitetura, os CLP possuem três partes 
principais, conforme já mencionado, sendo elas: fonte de alimentação, unidade de 
processamento e módulos de entrada e saída. 
A fonte de alimentação normalmente fornece 125 a 220 VAC ou 3,3 a 24 VDC 
ao CLP, dependendo da aplicação e das circunstâncias da instalação, e pode ser 
integrado ao CLP, para o caso de CLP fixo ou em unidade externa, como no caso de 
CLP modular. 
É importante lembrar que a fonte do CLP deve estar separada da fonte dos 
sensores e atuadores, por motivos de isolamento elétrico e limitações de potência, 
sendo assim, devem possuir uma fonte de alimentação exclusiva. As fontes devem 
ser protegidas contra curtos-circuitos e sobrecargas. Como mencionado acima, essa 
voltagem é transferida para o backplane, fornecendo energia para os módulos de 
CPU e de interface E / S. 
A CPU, em um CLP, é uma unidade de processamento central baseada em 
microprocessador. O tipo de módulo de CPU necessário dependerá das 
necessidades levantadas pelo projetista, como operações aritméticas e lógicas, 
movimentação de blocos de memória, interface do usuário, acessibilidade à rede 
local e outras funções. Quer a CPU esteja montada em um rack, chassi ou unidade 
fixa, os dados são enviados pelo barramento de dados no plano traseiro. Um ciclo 
de tempo de varredura típico inicia a varredura, executa verificações internas, varre 
entradas, executa a lógica do programa e, finalmente, atualiza as saídas. As funções 
e opções disponíveis variam de acordo com a marca e o modelo usado. 
Existem dois tipos-padrão de memória que a CPU usará, carregará e 
trabalhará. Carregar memória significa realizar o armazenamento para o programa 
do usuário. Dependendo do módulo específico, pode ser RAM, ROM ou EPROM. A 
memória de trabalho é RAM integrada, usada para armazenar partes do programa 
do usuário necessárias para o processamento enquanto o CLP está em operação. 
Normalmente, quaisquer blocos de memória não necessários para a inicialização 
serão armazenados na memória de carregamento. 
Com os muitos módulos de E / S disponíveis, um projetista pode misturar e 
combinar os módulos para atender às necessidades da aplicação. Os dispositivos de 
E / S podem consistir em sinais digitais ou analógicos. A E / S digital é um sinal 
discreto que é simplesmente ativado ou desativado, como um interruptor de limite 
para entrada ou relé na saída. A E / S analógica converte uma tensão ou corrente 
em um valor equivalente pela CPU, como um termopar de entrada ou um regulador 
de pressão de saída. A maioria dos sistemas modulares permite a expansão de E / 
S, restrita apenas pelos recursos da CPU. 
Alguns exemplos de módulos de entrada são: interruptores e botões de 
pressão, dispositivos sensores, interruptores de limite, sensores fotoelétricos, 
sensores de proximidade, sensores de condição, pressostatos, interruptores de 
nível, interruptores de temperatura, interruptores a vácuo, interruptores de boia, 
codificadores etc. 
As saídas para os atuadores permitem que um CLP faça com que algo 
aconteça em um processo. Uma pequena lista de atuadores populares é 
apresentada abaixo em ordem de popularidade 
relativa: 
• Válvulas solenoides: saídas lógicas que podem alternar um fluxo hidráulico ou 
pneumático; 
• Luzes: saídas lógicas que geralmente podem ser alimentadas diretamente 
das placas de saída do CLP; 
• Partidas de motor: os motores costumam consumir uma grande quantidade 
de corrente quando iniciados, portanto, requerem partida de motor, que são 
basicamente relés grandes. 
• Servos motores – uma saída contínua do CLP pode comandar uma 
velocidade variável ou posição. 
Os CLPs são aplicáveis em toda e qualquer aplicação em que seja necessário 
automatizar processos ou máquinas, não abrindo mão da confiabilidade e 
capacidade em operar em ambientes severos. Estes dispositivos podem ser 
encontrados desde no controle de um elevador até em uma plataforma de extração 
ou produção de petróleo. 
O CLP é comumente encontrado em diversas aplicações, como: 
 
Controle de Turbomáquinas; Controle de processos e malhas de controle 
como vazão, nível, pressão e temperatura; Controle de Processos químicos; 
Controle de máquinas eletro-hidráulicas e/ou eletro-pneumáticas; Controle 
de motores elétricos e bombas; Controle de linhas de montagem e 
fabricação; Comandos e acionamentos elétricos em geral. (ROCHA, 2008, 
p. 12). 
 
No mesmo sentido, a aplicação do CLP não se limita ao setor industrial, 
podendo naturalmente ser encontrado em aplicações de automação de prédios e 
residências com finalidades diversas, como controlar bombas d’água, iluminação, 
automação de sistemas de proteção e combate de incêndio, controle de acesso, e 
até mesmo para o gerenciamento do uso de energia. 
 
 
1.3 Sistemas e Comandos Analógicos e Digitais 
 
Os CLPs podem ser descritos como pequenos computadores industriais com 
componentes modulares projetados para automatizar os processos de controle. 
Nesse sentido, os CLPs são os controladores por trás de quase toda automação 
industrial moderna, sendo considerados computadores complexos e poderosos. 
Porém, podemos descrever a função de um CLP em termos simples. O CLP, 
basicamente, recebe entradas, executa lógica nas entradas da CPU e, em seguida, 
liga ou desliga as saídas com base nessa lógica, conforme a sequência apresentada 
a seguir: 
1. A CPU monitora o status das entradas (por exemplo, ligar, sensor de 
proximidade desligado, válvula 40% aberta etc.) 
a. As fontes de entrada convertem os sinais elétricos analógicos em tempo real 
em sinais elétricos digitais adequados. Esses sinais de entrada são, então, 
armazenados na memória como bits; 
2. A CPU colhe as informações que obtém das entradas e executa lógica nas 
entradas; 
a. A lógica de controle ou as instruções do programa são gravadas no 
dispositivo de programação através de símbolos ou mnemônicos e armazenadas na 
memória do usuário; 
b. A CPU busca essas instruções na memória do usuário e executa os sinais 
de entrada manipulando, computando e processando os para controlar os 
dispositivos de saída; 
c. Os resultados da execução são armazenados na memória de imagem 
externa que controla as unidades de saída; 
3. A CPU opera a lógica das saídas (por exemplo, desligar o motor, abrir a 
válvula etc.) 
a. A CPU também verifica os sinais de saída e atualiza o conteúdo da memória 
da imagem de entrada de acordo com as alterações na memória de saída; 
4. A CPU também executa programação interna, funcionando como 
configuração e redefinição do timer, verificando a memória do usuário. 
Para que fique mais claro, é possível observar na Figura 6 um fluxograma 
básico das etapas para o funcionamento de um CLP. 
 
Figura 6 – Fluxograma de funcionamento de um CLP 
 
Fonte: Petruzella (2014) 
 
Fora do próprio CLP existem dois componentes muito importantes: o 
dispositivo de programação e a interface homem-máquina (IHM). O dispositivo de 
programação pode ser um computador de mesa, laptop ou instrumento portátil do 
mesmo fabricante. Conforme já mencionado neste capítulo, também existem CLPs 
de E / S fixos com telas e botões integrados que permitem que os programas sejam 
gravados diretamente no CLP. 
Enquanto o dispositivo de programação permite que o usuário visualize e 
modifique o código em execução no CLP, a IHM fornece um nível mais alto de 
abstração, modelando o sistema de controle como um todo. A Figura 7 mostra uma 
tela sensível ao toque integrada que pode ser usada na sala de controle ou no 
"campo" mais próximo do processo. Esses tipos de displays interativos são muito 
comuns e costumam ser montados diretamente no gabinete do CLP ou nas 
proximidades para uso do operador. 
 
 
Figura 7 – Exemplo comercial de um painel IHM 
 
Fonte: Allaboutcircuits (2018) 
 
O termo "campo" refere-se à área daplanta ou fábrica onde o controle real é 
feito. É aqui que você encontra bombas, motores, válvulas, sensores de temperatura 
e pressão, trocadores de calor, medidores de fluxo de massa, braços robóticos e 
matérias-primas. 
Nos grandes e complexos setores industriais de hoje, a IHM tornou-se um 
recurso crítico na implementação e implantação de um sistema de controle. Como o 
próprio nome indica, a interface homem-máquina é uma janela do usuário para o 
esquema ou processo de controle, que permite ao usuário monitorar, interagir e, se 
necessário, desligar o sistema de controle. 
Antes das IHM modernas, os operadores da planta contavam com paredes de 
medidores analógicos e lâmpadas para entender o estado de seus processos. A 
abertura de uma válvula para liberar a pressão em um tubo ou a subida de um 
circuito de controle de temperatura não podia ser realizada a partir de um mouse de 
computador ou tela sensível ao toque capacitivo, mas precisava ser transmitida por 
rádio a um operador externo que executava a ação manualmente. 
Para finalizar, uma grande vantagem dos CLPs que simplesmente não pode 
ser imitada por relés eletromecânicos é o monitoramento e controle remoto via redes 
de computadores digitais. Como um CLP nada mais é do que um computador digital 
para fins especiais, ele tem a capacidade de se comunicar com outros 
computadores com bastante facilidade por meio de comandos digitais. Por exemplo, 
um computador pessoal, dentro de um escritório, pode exibir uma imagem gráfica de 
um processo real do nível de líquido (em uma estação de bombeamento ou 
“elevação” para um sistema municipal de tratamento de águas residuais) controlado 
por um CLP, mesmo que a estação de bombeamento real esteja localizada a 
quilômetros de distância da tela do computador pessoal. 
 
RECAPITULANDO 
 
QUESTÕES DE CONCURSOS 
Questão 01 
Ano: 2014 Banca: CESGRANRIO Órgão: Petrobras Prova: CESGRANRIO - 2014 
- Petrobras - Técnico de Manutenção Júnior - Eletrônica 
A moderna automação industrial utiliza amplamente Controladores Lógico 
Programáveis (CLP) em suas linhas de produções. Sobre as características 
básicas dos CLP, afirma-se que: 
A - fazem apenas a transmissão de dados já previamente processados, não 
processando instruções. 
B - são projetados para operar em ambientes controlados, livres de qualquer 
interferência. 
C - são programados usando as linguagens Fortran, C ou C++. 
D - executam rotinas cíclicas de operação durante o funcionamento. 
E - possuem, como princípio fundamental, o fornecimento de sinais elétricos aos 
sensores que monitoram as saídas de outras máquinas. 
 
QUESTÃO 02 
Ano: 2014 Banca: CESGRANRIO Órgão: Petrobras Prova: CESGRANRIO - 2014 
- Petrobras - Técnico(a) de Manutenção Júnior - Eletrônica 
Uma das características do CLP é que: 
A - a manutenção é muito complexa, pois os CLP não apresentam o módulo de 
autodiagnose, dificultando a operação. 
B - a montagem fica muito prejudicada, devido aos conectores extraíveis, exigindo 
reservar grande período de tempo para sua execução. 
C - a composição é, basicamente, de unidade central de processamento, memória, 
entradas e saídas, que podem ser analógicas ou digitais. 
D - o trabalho em conjunto com SDCD e em redes, por questões técnicas, não é 
muito usado. 
E - a sensibilidade a ruídos eletromagnéticos é extremamente alta. 
 
 
QUESTÃO 03 
Ano: 2014 Banca: CESGRANRIO Órgão: Petrobras Prova: CESGRANRIO - 2014 
- Petrobras - Técnico de Manutenção Júnior - Eletrônica - 2014 
A linguagem de programação LADDER ou programação por contatos, muito 
próxima aos esquemas de relés utilizados pelos eletricistas, tornou-se a 
linguagem mais utilizada para programação de CLP. 
PORQUE 
Os CLPs nasceram com a necessidade de substituir os controles mecânicos. 
A - as duas afirmações são verdadeiras, e a segunda justifica a primeira. 
B - as duas afirmações são verdadeiras, e a segunda não justifica a primeira. 
C - a primeira afirmação é verdadeira, e a segunda é falsa. 
D - a primeira afirmação é falsa, e a segunda é verdadeira. 
E - as duas afirmações são falsas. 
 
QUESTÃO 04 
Ano: 2014 Banca: CESGRANRIO Órgão: Petrobras Prova: CESGRANRIO - 2014 
- Petrobras - Técnico de Manutenção Júnior - Elétrica-2014 
Em um processo industrial, uma malha utilizará um CLP para efetuar o 
controle do sistema hidráulico. Este sistema possui, como elementos sensores 
montados em tubulações e vasos, 3 indicadores de temperatura, cada um com 
um contato reversível, 2 indicadores de pressão, cada um com dois contatos 
independentes, 2 transmissores de nível com sinal de 4 – 20 mA e 1 
transmissor de vazão com sinal de 0 – 10V. 
O CLP, para atender a esta malha, deve possuir, no mínimo, a seguinte 
configuração para as entradas desses sensores: 
Obs.: 
ED – Entradas Digitais 
EA – Entradas Analógicas 
A - 10ED + 3EA 
B - 9ED + 3EA 
C - 5ED + 2EA 
D - 4ED + 4EA 
E - 2ED + 1EA 
 
QUESTÃO 05 
Ano: 2014 Banca: CESGRANRIO Órgão: Petrobras Prova: CESGRANRIO - 2014 
- Petrobras - Técnico de Projetos, Construção e Montagem Júnior - Eletrônica-
2014 
Os componentes básicos de um Controlador Lógico Programável (CLP) são: 
processador, unidade de memória, módulos de entrada e saída, dispositivo de 
programação e fonte de alimentação. 
Definem-se módulos de entrada e saída como o: 
A - local de programas de lógica, sequenciamento e operações de entrada e saída. 
B - local de processamento que determina os sinais de saída apropriados, conforme 
os sinais de entrada. 
C - dispositivo de conexão a outros elementos externos. 
D - dispositivo de programação que pode ser desacoplado do CLP. 
E - dispositivo de entrada da energia apropriada ao funcionamento do CLP. 
 
QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE 
Os sistemas de controle e a necessidade de controle estão presentes em todas as 
atividades, independentemente de sua natureza, ou seja, podem estar presentes no 
âmbito das indústrias, dos comércios e serviços, tendo como base a automação de 
processos industriais. Dessa forma, como o controle programável pode ser 
entendido? 
 
TREINO INÉDITO 
Assunto: Noções básicas de controladores programáveis 
O uso de relés em excesso pode ter como resultado uma diversidade de 
problemas, dessa forma, podem ser citados alguns exemplos nesse sentido, 
contudo, o único que não pode ser visualizado como um problema relacionado 
a aplicação com relés é: 
a) Mau contato 
b) Baixo custo 
c) Desgaste dos contatos 
d) Necessidade de instalação e inúmeros relés 
e) Complexidade de alteração na sequência de operação 
 
 
NA MÍDIA 
TRANSFORMAÇÃO DIGITAL REQUER PLANEJAMENTO E PARTICIPAÇÃO 
DOS COLABORADORES 
Com mais de 20 anos de experiência em tecnologia, Ganesh Hegde desenvolveu 
boa parte da sua carreira no setor industrial, focado em projetos com foco no uso de 
soluções digitais para otimizar o trabalho realizado por fábricas de diversos 
segmentos. Conhecimento bastante útil nesse momento, no qual as empresas estão 
adaptando suas operações para se adequarem aos requisitos da Indústria 4.0, que 
pede por estações de trabalho mais conectadas e pessoal especializado em análise 
e extração de dados. No cargo de diretor de Product Marketing da GE Digital, Hedge 
esteve recentemente no Brasil para um evento organizado pela Aquarius Software, 
que oferece suporte na aplicação de todos os serviços que a GE Digital disponibiliza 
localmente para a indústria. 
Fonte: Computer World 
Data: 02 de outubro de 2019 
Leia a notícia na íntegra: https://computerworld.com.br/2019/10/02/transformacao-
digital-requer-planejamento-e-participacao-dos-colaboradores/ 
 
NA PRÁTICA 
CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS 
O primeiro CLP surgiu na indústria automobilística, até então um usuário em 
potencial dos relés eletromagnéticos utilizados para controlar operações 
sequenciadas e repetitivas numa linha de montagem. Este equipamento foi batizado 
nosEstados Unidos como PLC (Programable Logic Control), em português CLP 
(Controlador Lógico Programável) e este termo é registrado pela Allen Bradley 
(fabricante de CLPs). 
 
Fonte: http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasivan/AULACLP.pdf 
 
PARA SABER MAIS 
Acesse os links: 
https://www.youtube.com/watch?v=RnYqTpuLWAA 
https://www.youtube.com/watch?v=Jn7i7Jn-F1s 
https://www.mundodaeletrica.com.br/controlador-logico-programavel-clp/ 
 
CAPÍTULO 2 - UNIDADE DE AQUISIÇÃO DE DADOS 
 
A aquisição de dados é o processo de digitalização de dados e informações, 
para que possam ser exibidos, analisados, armazenados e distribuídos em um 
computador ou, para o caso em estudo, um CLP. De modo geral, um sistema de 
aquisição é usado em eletrônicos industriais e comerciais e em equipamentos 
ambientais e científicos para capturar sinais elétricos ou condições ambientais por 
meio de um dispositivo capaz de ler os sinais digitalizados e gravá-los. 
Um sistema de aquisição de dados inclui um conjunto de diferentes 
ferramentas e tecnologias projetadas para acumular dados. Geralmente, esses 
sistemas consistem em softwares e hadwares que representam o dispositivo de 
aquisição de dados (DAQ), juntamente com sensores e atuadores e, normalmente, 
requerem suporte de rede subjacente para comunicação de dados entre os 
softwares e hadwares DAQ. 
O hardware de aquisição de dados é uma categoria de hardware envolvida na 
agregação de sinais que podem ser enviados para um sistema de computador e 
usados como dados internos. Esse tipo de tecnologia relativamente convencional faz 
parte das interfaces do computador há algum tempo, mas também têm usos muito 
relevantes relacionados às tecnologias mais recentes, como plataformas móveis e 
sistemas de BigData – um termo que descreve um grande volume de dados que tem 
o potencial de apresentar informações que serão usadas em projetos 
de aprendizado de máquina e outros aplicativos avançados de análise. 
Esses tipos de hardwares utilizam um processo chamado condicionamento de 
sinal, no qual os dados analógicos devem ser convertidos em dados digitais com 
sensores e outras ferramentas. Para lidar com a cronologia do condicionamento de 
sinais, os usuários podem precisar definir taxas de amostragem e fornecer um tempo 
preciso para a análise dos dados do sistema de computador. Essas e outras 
métricas são uma grande parte do que os desenvolvedores analisarão ao 
implementar as configurações de hardware para aquisição de dados. (ROCHA, 2008 
p.13) 
Diferentes tipos de hardware de aquisição de dados se conectam a slots de 
computador ou portas e conexões disponíveis em um ambiente de hardware de 
computador pessoal (PC, do inglês, Personal Computer). Alguns deles estão na 
forma de cartões, com componentes individuais para processamento de sinal e 
https://searchsqlserver.techtarget.com/definition/data-mining
https://searchenterpriseai.techtarget.com/definition/machine-learning-ML
manipulação de memória. Os hardwares normalmente consistem em componentes 
na forma de placas de expansão externas. Eles podem ser conectados ao 
computador através de uma interface de comunicação como PCI ou USB ou podem 
ser instalados diretamente na placa-mãe. 
O hardware pode estar conectado a um dispositivo de entrada, como um 
scanner 3D ou conversor analógico-digital. O sinal do dispositivo de entrada é 
enviado para o dispositivo/placa de hardware, que processa e envia para o software 
DAQ, onde é gravado para posterior revisão e análise. 
Os hardwares de aquisição de dados pegam um sinal analógico e o transmitem 
para um ambiente de CLP. Ferramentas, como temporizadores, podem atuar como 
módulos de hardware de aquisição de dados que convertem dados para um 
computador. 
Uma das aplicações mais promissoras do hardware de aquisição de dados é a 
conversão de dados ambientais em um controlador, para ajudar a automatizar o 
gerenciamento de instalações ou outras tarefas que costumavam exigir decisões 
humanas. Por exemplo, para dados analógicos como temperatura, umidade, várias 
partes moleculares por milhão e outras métricas são alimentadas em CLP com 
ferramentas como sensores. Esses computadores podem ser criados para ajustar os 
sistemas de hardware atmosférico ao microgerenciamento de espaços físicos sem 
nenhum envolvimento humano. 
Como se pode notar, os sistemas de aquisição de dados servem como ponto 
focal de um sistema, unindo uma ampla variedade de dispositivos, como sensores 
que indicam temperatura, fluxo, nível ou pressão. 
À medida que a tecnologia progrediu, esse tipo de processo foi simplificado, 
tornando-se cada vez mais preciso, versátil e confiável por meio de equipamentos 
eletrônicos. Os equipamentos variam de simples registradores de dados a CLP e 
sofisticados sistemas de computadores ou até smartphones, transformados em 
dispositivos de aquisição de dados portáteis. 
 
2.1 Componentes de um Sistema de Aquisição de Dados 
 
Os sistemas de aquisição de dados consistem em três elementos essenciais – 
sensor, dispositivo DAQ (condicionamento de sinal e conversor analógico-digital) e 
computador, conforme pode ser visto na Figura 8, onde pode ser visto também o 
barramento do computador. Os elementos principais (sensor e dispositivos DAQ) da 
unidade de aquisição serão tratados em seguida. 
 
Figura 8 – Componentes de um sistema de aquisição de dados 
 
Fonte: National Instruments (2019) 
 
2.1.1 Sensores 
 
Para um sistema eletrônico executar qualquer tarefa, é necessário que haja 
uma comunicação com os dados ou informações externas a ele, seja pela leitura de 
um sinal de entrada de um interruptor "ON/OFF" ou por alguma forma de ativação do 
dispositivo de saída para acender uma luz, e para captar essas informações são 
utilizados sensores e transdutores. 
A expressão "transdutores" é o termo coletivo usado para os sensores, que 
podem ser utilizados para detectar uma ampla gama de formas diferentes de 
energia, como movimento, sinais elétricos, energia luminosa, energia térmica ou 
magnética etc., e atuadores que podem ser usados para alternar tensões ou 
correntes. 
Existem muitos tipos diferentes de sensores e transdutores, analógicos e 
digitais e de entrada e saída disponíveis. O tipo de transdutor de entrada ou saída 
que está sendo usado depende realmente do tipo de sinal ou processo sendo 
"detectado" ou "controlado", mas pode-se definir um sensor e transdutores como 
dispositivos que convertem uma quantidade física em outra. 
Os dispositivos que executam uma função de "entrada" são comumente 
chamados de sensores porque "detectam" uma mudança física em alguma 
característica que muda em resposta a alguma excitação, por exemplo, calor ou 
força e transforma isso em um sinal elétrico. Os dispositivos que executam a função 
"Saída" são geralmente chamados atuadores e são usados para controlar algum 
dispositivo externo, por exemplo, movimento ou som. (SILVA, 2012 s/p). 
Os transdutores ou sensores do tipo de entrada produzem uma resposta de 
saída de tensão ou sinal que é proporcional à mudança na quantidade que eles 
estão medindo. O tipo ou quantidade do sinal de saída depende do tipo de sensor 
que está sendo usado. Mas, geralmente, todos os tipos de sensores podem ser 
classificados como dois tipos, sensores passivos ou ativos (ELECTRONICS 
TUTORIALS, 2014). 
Geralmente, os sensores ativos requerem uma fonte de alimentação externa 
para operar, chamada sinal de excitação, que é usado pelo sensor para produzir o 
sinal de saída. Os sensores ativos são dispositivos de geração automática, porque 
suas próprias propriedades mudam em resposta a um efeito externo. Sensores 
ativos também podem produzir amplificação de sinal. (ELECTRONICS TUTORIALS, 
2014). 
Como exemplo de um sensor ativo, tem-se o sensor infravermelho que, além 
de capturar a presença de algum objeto, pode medir essa distância. Seu 
funcionamento ocorre basicamenteem duas etapas, sendo a primeira a emissão de 
raios infravermelhos e a segunda etapa é a responsável pela leitura desses raios, 
que tocam o objeto e retornam para o sensor – o sensor percebe a variação da 
intensidade dos raios infravermelhos, resultando em variação de tensão, que pode 
ser convertida e armazenada em um DAQ. A Figura 9 a seguir ilustra o 
funcionamento desse sensor na medição da distância do sensor ao objeto. 
 
Figura 9 – Exemplo de sensor ativo. 
 
Fonte: Adaptado de Robot C (2012) 
Ao contrário de um sensor ativo, um sensor passivo não precisa de nenhuma 
fonte de energia ou tensão de excitação adicional. Em vez disso, um sensor passivo 
gera um sinal de saída em resposta a algum estímulo externo. Por exemplo, um 
termopar que gera sua própria saída de tensão quando exposto ao calor. Os 
sensores passivos são sensores diretos que alteram suas propriedades físicas, 
como resistência, capacitância ou indutância etc. (ROCHA, 2008 p.15). 
Como exemplo de sensor passivo, e seguindo a lógica do exemplo mencionado 
para o sensor infravermelho ativo, tem-se o sensor passivo de presença. Este 
sensor, invés de ter emissão de raios infravermelhos, ele apenas os lê, ou seja, para 
que ele possa notar a presença de um objeto, este objeto precisa emitir luz 
infravermelho. Uma aplicação útil desta configuração é o sensor de presença de 
seres vivos, pois estes emitem calor em forma de luz infravermelha. A seguir, na 
Figura 10, é apresentado um exemplo desta aplicação. 
 
Figura 10 – Exemplo de sensor passivo 
 
Fonte: Adaptado de HowtoMechatronics (2019) 
 
Além disso, os sensores podem se classificar como analógicos e digitais. Os 
sensores analógicos apresentam, em sua saída, um sinal de tensão que deve ser 
proporcional à leitura que se tem interesse de medir. Ou seja, se existe um interesse 
em medir um valor de temperatura, o sinal de saída do sensor de temperatura será 
um sinal de tensão proporcional à temperatura naquele momento da medição. 
Por sua vez, os sensores do tipo digital produzem sinais de saída digital, ou 
seja, uma coleção de valores “0” ou “1”. Esses valores obedecem a uma convenção 
pré-estabelecida. Por exemplo, pode-se definir que se o valor de tensão medido for 
entre 3 V a 5 V, o sensor considera que se tem um estado equivalente a 5 V, e que 
irá representar em sua saída o dígito “1”. Já, caso o valor de tensão medido estiver 
entre 0 V e 3 V, por exemplo, o sinal será considerado como de 0 V e a 
representação de saída será o dígito “1”. Esse foi um exemplo de caso com uma 
escala de 5 V, contudo, uma coleção de “0” poderia ser determinada a cada vez que 
a escala se torna mais sensível e a leitura seria mais precisa. Por sua vez, essa 
coleção de “0” e “1” pode ser convertida para um sistema de leitura usual como o 
decimal. 
Exposto tudo isso, pode-se resumir que um sensor é um dispositivo cujo 
objetivo é detectar características do ambiente. Ele detecta eventos ou alterações 
nas quantidades e fornece uma saída correspondente, geralmente como um sinal 
elétrico ou óptico, ou seja, converte fenômenos do mundo real como temperatura, 
força e movimento em sinais de tensão ou corrente que podem ser usados como 
entradas para os conversores analógico-digital. Sensores comuns incluem 
termopares e termistores para medir temperatura, acelerômetros para medir 
movimento e extensômetros para medir força. Ao escolher o sensor adequado para 
o seu sistema de medição, é importante considerar fatores como a precisão do 
sensor e o condicionamento do sinal necessário para gravar um sinal legível . 
 
2.1.2 Conversor Analógico-Digital (A/D) 
 
Anos atrás, os dispositivos eletrônicos que são utilizados hoje – como 
telefones, computadores e televisões – eram de natureza analógica. Então, 
lentamente, os telefones fixos foram substituídos por telefones celulares modernos, 
as televisões e os monitores foram substituídos por displays de LED, os 
computadores com tubos de vácuo evoluíram para serem mais poderosos com 
microprocessadores e microcontroladores, e assim por diante. 
 
Na era digital de hoje, todos estamos cercados por dispositivos eletrônicos 
digitais avançados, o que pode nos enganar ao pensar que tudo à nossa volta é de 
natureza digital, o que não é verdade. O mundo sempre foi de natureza analógica, 
por exemplo, tudo o que os humanos sentem e experimentam (como velocidade, 
temperatura, velocidade do ar, luz solar, som etc.) é de natureza analógica. Porém, 
os dispositivos eletrônicos que funcionam com microcontroladores e 
microprocessadores não podem ler/interpretar esses valores analógicos 
diretamente, pois eles funcionam apenas de forma binária. Portanto, é necessário 
algo que converta todos esses valores analógicos em 0 e 1, para que os 
microcontroladores e microprocessadores possam entendê-los. Isso é chamado de 
conversão analógica-digital (A/D). 
 
Conversão Analógica-Digital (A/D). 
 
Um conversor A/D pode converter apenas valores de tensão analógicos em 
valores digitais. Portanto, qualquer parâmetro a ser medido deve ser convertido em 
tensão primeiro. Essa conversão pode ser feita com a ajuda de sensores. Por 
exemplo, para converter valores de temperatura em tensão, pode-se usar um 
termistor. De maneira semelhante, para converter brilho em tensão, podemos usar 
um LDR. Uma vez convertido em tensão, esses dados podem ser lidos com a ajuda 
dos conversores A/D. 
Para ilustrar, as etapas da conversão A/D para capturarão de um sinal de áudio 
são apresentadas na Figura 11 e a descrição de cada etapa discutida em seguida. 
 
 
Figura 11 – Etapas da conversão A/D de sinal de áudio 
 
Fonte: Adaptado de L2P Network (2010) 
 
A. O sinal de entrada de áudio é um sinal analógico de tensão variável. Este 
sinal de entrada acessa o dispositivo por meio de sensores, conforme já comentado 
na seção anterior. Neste exemplo, o sensor utilizado seria um microfone. 
Juntamente com esse sensor, tem-se o circuito condicionador de sinais, que será 
comentado no tópico seguinte. 
B. Em seguida, o sinal passa por um conversor analógico-digital (A / D). Este 
conversor mede a voltagem variável do sinal vários milhares de vezes por segundo, 
em intervalos de amostragem. 
C. Cada vez que a forma de onda é medida, um número binário (composto de 
1 e 0) é gerado. Este número é proporcional à tensão do sinal no instante em que é 
medido. Cada 1 e 0 é chamado de bit, que significa dígito binário. 
D. Esses números binários são armazenados na mídia de gravação. Os 
números podem ser armazenados em fita, disco rígido, CD ou cartão de memória 
flash. 
Diante do exposto, pode-se perceber que a conversão analógica-digital é o 
centro de qualquer sistema de aquisição de dados, uma vez que, para a aquisição 
de dados, estes, a princípio, devem ser digitalizados. Para que o sinal entre no 
sistema de conversão A/D, ele deve estar em conformidade com as especificações 
de entrada. Para atender estas especificações, o sinal deve ser acondicionado, por 
meio do uso de circuitos condicionadores de sinais, apresentados a seguir. 
(ROCHA, 2008 p.16). 
 
2.1.3 Condicionamento de Sinais 
 
O condicionamento de sinais é um processo de aquisição de dados e o 
instrumento usado para executar esse processo é chamado de condicionador de 
sinais. Este instrumento converte um tipo de sinal elétrico ou mecânico (sinal de 
entrada) em outro (sinal de saída). O objetivo é amplificar e converter esse sinal em 
um formato fácil de ler e compatível para aquisição de dados ou controle de 
máquina. (SILVA, 2012 s/p). 
A título de exemplo e ilustração da importância do circuito de condicionamento 
de sinais antes da realização da conversão analógica-digital, imaginemos o caso de 
um sinal de áudio emitido por uma pessoa e captado pelo microfone em sua mão. 
Este microfone recebe o sinal em baixíssima potência e com muito ruído. Portanto, e 
para que seja entãoconvertido na etapa de conversão A/D com eficiência, é preciso 
realizar algumas modificações no sinal sem perder a sua essência. Além disso, 
sabe-se que a entrada de um dispositivo de aquisição trabalha com valores 
positivos, logo, além da amplificação e filtragem do sinal, também se faz necessário 
o deslocamento (offset) deste sinal para valores positivos. 
Na Figura 12, a seguir, tem-se um exemplo de uma aquisição de dados de um 
sinal medido, no qual se observa a etapa do condicionamento de sinais antes de 
haver a conversão A/D. 
Figura 12 – Exemplo de aquisição com destaque para o condicionamento 
 
Fonte: Adaptado de Pixbay (2019) 
 
De acordo com a HBM (sem data), um condicionador de sinal ajuda a fornecer 
medições precisas, essenciais para a aquisição precisa de dados e o controle da 
máquina. Esses instrumentos podem executar diferentes funções, como: 
 
• Avaliação e funções inteligentes: Para fornecer benef ícios adicionais para 
o usuário e o processo, os condicionadores de sinal modernos têm funções 
extras para avaliação de sinal e pré-processamento de dados de medição. 
Isso ajuda a monitorar e avaliar avisos e alarmes diretamente através de 
uma saída de comutação elétrica rapidamente. Funções inteligentes 
adicionais, como um canal calculado interno, podem lidar com funções 
matemáticas, como a adição de sinais de sensores, até operações 
tecnológicas como um controlador PID. Essas funções ajudam a obter um 
sistema de reação rápida e reduzem a carga do controle da máquina. 
• Interfaces: Os conversores de sinal precisam transmitir os sinais do senso r 
através de interfaces e protocolos padrão para o controle da máquina. 
Essas interfaces podem ser analógicas ou digitais. As interfaces analóg icas 
comuns são sinais de tensão +/- 10 V ou corrente +/- 20 mA, fáceis de 
manusear, mas todo sinal precisa de uma f iação separada. As interfaces 
digitais modernas são projetadas como interfaces de barramento baseadas 
em Ethernet e permitem a conexão de vários componentes com apenas um 
f io. Isso reduz a f iação e também permite que informações adicionais sejam 
transmitidas, como informações de diagnóstico dos componentes, o que é 
muito importante para reduzir tempos de inatividade e acelerar a 
manutenção. 
 
2.2 Interface com o Processo 
 
Para que seja realizada a interface entre o dispositivo de aquisição de dados, 
seja um computador ou um CLP, faz-se necessário um caminho eletricamente 
condutor ao longo do qual os dados são transmitidos dentro de qualquer dispositivo 
eletrônico digital. A este caminho refere-se o termo barramento, que consiste em um 
conjunto de condutores paralelos, que podem ser fios convencionais, faixas de cobre 
em uma placa de circuito impresso ou trilhas microscópicas de alumínio na 
superfície de um chip de silício. Cada fio carrega apenas um bit, portanto, o número 
de fios determina a maior palavra de dados que o barramento pode transmitir: um 
barramento com oito fios pode transportar apenas palavras de dados de 8 bits e, 
portanto, define o dispositivo como um dispositivo de 8 bits. 
Um barramento, normalmente, possui um circuito de memória de palavra 
única chamado latch conectado a cada extremidade, que armazena brevemente a 
palavra que está sendo transmitida e garante que cada bit tenha se estabelecido no 
estado pretendido antes que seu valor seja transmitido. 
O barramento, convencionalmente chamado pelo seu nome em inglês, bus, 
ajuda as várias partes do CLP a se comunicar. Se não houvesse barramento, 
haveria um grande número de fios conectando todas as partes. Seria como ter uma 
fiação separada para todas as lâmpadas e tomadas de sua casa. 
Como os dispositivos de aquisição de dados são conectados por um slot ou 
porta, o barramento funciona como uma porta de comunicação entre os dispositivos 
de aquisição de dados e o controlador, para transmitir instruções e dados de 
medição. A seguir, na Figura 13, tem-se a representação de arquitetura básica de 
um CLP, pela qual é possível identificar a interface entre os blocos realizada pelos 
barramentos (bus). 
 
Figura 13 – Diagrama de blocos de um CLP 
 
Fonte: Adaptado de Dunn (2006) 
 
Os dispositivos de aquisição de dados para os barramentos de computador 
podem ser USB, PCI, PCI Express e Ethernet. Há também os dispositivos de 
aquisição de dados para comunicações sem fio no padrão 802.11 Wi-Fi. Há muitos 
tipos de barramentos, cada um deles oferece diferentes vantagens para diferentes 
tipos de aplicações. (SILVA, 2012 s/p). 
Portanto, pode-se perceber que um barramento transfere sinais elétricos de um 
lugar para outro e está conectado à CPU através das unidades de interface de 
barramento. Os dados trafegam entre a CPU e a memória ao longo do barramento 
de dados. A seguir, na Figura 14, tem-se o diagrama de blocos da interface de 
processamento do CLP, no qual evidenciam-se as integrações entre as partes ativas 
do controlador e os barramentos de dados e de endereços. 
 
Figura 14 – Diagrama de blocos de interfaces 
 
Fonte: Adaptado de Dunn (2006) 
 
A unidade central de processamento, CPU, pode ser dividida em processador, 
memória e unidades ou módulos de entrada e saída, conforme apresentado na 
Figura 14. 
As unidades são interconectadas por um barramento de dados bidirecional de 
determinado tamanho de palavra, um barramento de endereço unidirecional e um 
barramento de habilitação unidirecional – sinal que ativa barramento. Os 
barramentos de habilitação e endereço são controlados pelo processador, que usa 
instruções de software para seu gerenciamento. Ao endereçar um módulo de 
entrada, o módulo é selecionado com seu código de barramento habilitado. 
O barramento de endereço pode ser usado para selecionar quais dados de 
entrada externa devem ser colocados no barramento de dados bidirecional. Esses 
dados são transferidos para a memória para aguardar a próxima etapa das 
instruções do software. Os módulos de saída são endereçados e selecionados da 
mesma maneira que os módulos de entrada. A unidade é selecionada pelo código 
de habilitação e o barramento de endereços direciona os dados colocados no 
barramento de dados da memória do processador para sua saída. 
Adicionalmente, existem algumas definições básicas sobre as interfaces do 
processamento de dados para o caso do CLP. O processador em um sistema CLP 
possui um software que é facilmente programável e flexível, fazendo com que o 
programa inicie, atualize e modifique. Os CLPs, como já abordado, são configurados 
para receber um certo número de entradas (analógicas e digitais) e controlar um 
certo número de saídas, como atuadores, monitores ou outros tipos de dispositivos. 
Neste sentido, eles são classificados em low-end, midrange e high-end, de modo 
que: 
• O low-end é expansível de 64 até 256 E / S; 
• O midrange é expansível até 2.048 E / S; 
• O high-end é expansível até 8.192 E / S. 
Os CLPs têm a capacidade de se comunicarem em uma rede local (LAN, do 
inglês, Local Area Network) ou em uma área ampla (WAN, do inglês, WideArea 
Network). Eles enviam dados operacionais para e são controlados a partir de um 
terminal de computador central. 
Ademais, quando os loops de controle individuais dos CLPs não são 
independentes em um processo, mas são inter-relacionados suas variáveis são 
medidas e podem ser monitoradas e variáveis manipuladas são controladas 
simultaneamente. Além disso, vários processadores também podem ser conectados 
a um computador central para funções de controle complexas. 
 
2.3 Programas e Protocolos 
 
A operação de dispositivos CLPs precisa de padrões industriais para a 
automação dos processos eletromecânicos que “acionam” o dispositivo. O uso de 
padrões industriais oferece confiabilidade, disponibilidade e capacidade de 
manutenção necessárias. 
Os CLPs estão bem adaptados a uma variedade de tarefas de automação. 
Estas são, tipicamente, processos industriais nafabricação, nos quais o custo de 
desenvolvimento e manutenção do sistema de automação é alto em relação ao 
custo total da automação e onde seriam esperadas alterações no sistema durante 
sua vida operacional. Isso torna o uso de CLP para automação de equipamento 
muito atraente. O recondicionamento de componentes existentes usando um CLP 
geralmente resulta na opção mais apropriada. O programa do CLP fornecido pelo 
fornecedor geralmente é especializado em aplicações específicas de fábrica. 
Os fornecedores oferecem protocolos diferentes para fazer interface com um 
CLP, dependendo do seu tipo. Os grandes fornecedores têm seus próprios 
protocolos, por exemplo, comunicação Siemens S7. De modo geral, os fornecedores 
tendem a usar protocolos padronizados, por exemplo, o protocolo modbus em vários 
dialetos. As API (Interfaces de Programação de Aplicações, do inglês Application 
Programming Interfaces) para esses protocolos variam entre: 
• Código fechado; 
• Código aberto; 
• Terceiros; 
• C / C ++; 
• Java; 
• http; 
• sem conexão. 
Um requisito universal dos DAQ com um componente de controle é a 
necessidade de programar. Não há dois aplicativos de controle iguais, o que 
significa que não é possível oferecer uma solução pronta para uso. Mas uma vez 
que o limite de programação é ultrapassado, as coisas tendem a ficar muito 
complicadas muito rapidamente. Você começa com as ferramentas de programação 
suportadas pelo hardware e, em seguida, procura um ambiente de programação 
compatível para que as duas possam ser mescladas para alcançar o resultado 
desejado. 
Exemplos de uso geral são o suporte a programação .NET ou ActiveX para o 
hardware que pode ser aplicado a linguagens de programação onipresentes como 
Visual BASIC, uma linguagem .NET e até o LabVIEW. Além da necessidade de 
programar no que pode ser um ambiente exótico, complexo e talvez não familiar, 
essa abordagem exige que o CLP seja conectado a um PC durante o teste, o que 
pode não ser desejado ou mesmo prático. 
 
39 
 
 
 
 
RECAPITULANDO 
 
QUESTÕES DE CONCURSOS 
QUESTÃO 01 
Ano: 2019 Banca: UFGD Órgão: UFGD Prova: UFGD - 2019 - UFGD - Técnico 
em Eletromecânica 
Quanto à linguagem Ladder ou “linguagem de diagrama de contatos”, utilizada 
em Controladores Lógicos Programáveis (CLP), assinale a alternativa correta: 
A - O contato NA é um contato de negação ou inversor. 
B - A linguagem Ladder é também conhecida por “diagrama de blocos lógicos”. 
C - Relés internos são elementos utilizados para armazenamento permanente de 
dados (bits). 
D - O contato que usamos na programação (NA ou NF) sempre representa o estado 
da entrada física do CLP. 
E - Enquanto uma bobina com endereço de saída estiver acionada, um par de 
terminais no módulo de saída será mantido em condição de condução elétrica. 
 
QUESTÃO 02 
Ano: 2017 Banca: CS-UFG Órgão: UFG Prova: CS-UFG - 2017 - UFG - 
Engenheiro - Área Mecânica 
O controlador lógico programável (CLP) é um equipamento fundamental no 
processo de automação industrial. O CLP típico é composto de fonte de 
alimentação, unidade de processamento central (CPU), seção do programa e 
seções de entradas e de saídas. Assim, no CLP: 
A - o CPU possui cinco modos de operação: (1) programação (program), (2) 
execução (run), (3) parada (stop), (4) término (end) e (5) reinício (reset). 
B - a seção de saídas apresenta circuitos de potência com capacidade para acionar 
atuadores monofásicos e motores trifásicos. 
C - a seção de entradas possibilita a ligação de sensores analógicos ou digitais e 
comandos de outros dispositivos. 
D - o RS232, profibus, STL e Ladder são exemplos de linguagens de programação 
 
40 
 
 
 
 
QUESTÃO 03 
Ano: 2015 Banca: IF-RS Órgão: IF-RS Prova: IF-RS - 2015 - IF-RS - Professor - 
Controle, Automação e Instrumentação Industrial 
Em relação às entradas e saídas digitais do controlador lógico programável 
(CLP), analise as afirmativas abaixo identificando com um “V” quais são 
VERDADEIRAS e com um “F” quais são FALSAS: 
( ) Um sensor de 3 fios, devidamente ligado a uma entrada tipo fonte, tem seu 
fio VCC ligado ao V+ da fonte e ao Comum da entrada do CLP. O seu terminal 
GND é ligado apenas ao V- da fonte. 
( ) O nível de tensão da saída de um sensor PNP vai comutar entre o 
fornecimento de uma tensão e um circuito aberto, exibindo assim uma lógica 
positiva (manda um sinal positivo para indicar que está ativado). 
( ) A saída digital à relé é muito utilizada por ser praticamente imune a qualquer 
tipo de transiente da rede. 
( ) O módulo com saída digital a transístor é recomendado quando são 
utilizadas fontes de corrente contínua. Tem capacidade para, 
aproximadamente, 10x106 acionamentos e comumente podem suportar 
correntes até 20 A. 
Analise as afirmativas acima identificando com um “V” quais são 
VERDADEIRAS e com um “F” quais são FALSAS, na sequência de cima para 
baixo. 
A - V, V, V e F. 
B - F, V, F e F. 
C - F, F, V e V. 
D - V, F, F e F. 
E - V, V, F e V. 
 
QUESTÃO 04 
Ano: 2017 Banca: FCM Órgão: IF-RJ Prova: FCM - 2017 - IF-RJ - Técnico 
Laboratório - Eletrotécnica/ Eletrônica / Instrumentação 
41 
 
 
 
 
Analise as seguintes afirmativas, referentes aos sensores de proximidade, 
utilizados como dispositivos de entrada dos controladores lógicos 
programáveis, e marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso. 
( ) Nos sensores indutivos, seu alcance independe do tamanho do alvo em 
relação à face ativa e dos diferentes tipos de metais. 
( ) Nos sensores capacitivos, materiais com pequena constante dielétrica 
podem ser detectados por barreiras que possuam materiais com grandes 
constantes dielétricas. 
( ) Nos sensores ópticos para a detecção do feixe de luz, o fototransistor ou 
fotodiodo são os mais utilizados pela robustez, em estado sólido, 
proporcionando uma variação de corrente. 
( ) Os sensores por feixe retrorreflexivo são complexos na instalação, 
apresentando baixa sensibilidade e alcance maior que o de feixe transmitido. 
( ) Nos sensores ultrassônicos, empregando a frequência de 5 MHz, o tamanho 
e o material do alvo, acusticamente absorventes, proporcionam uma ampliação 
da distância sensora. 
A sequência correta é: 
A - F, F, V, F, F. 
B - F, V, F, V, V. 
C - F, V, V, F, V. 
D - V, F, V, V, F. 
E - V, V, F, V, V. 
 
QUESTÃO 05 
Ano: 2016 Banca: IF-PE Órgão: IF-PE Prova: IF-PE - 2016 - IF-PE - Técnico de 
Laboratório - Eletroeletrônica 
Sobre os conversores A/D e D/A, é possível afirmar que: 
I. a conversão D/A é o processo de conversão de uma tensão ou corrente para 
um valor representado em código digital (como binário ou BCD). 
II. a função do transdutor é converter a variável física em elétrica. Alguns 
transdutores comuns são sensores de temperatura, fotocélulas e fotodiodos. 
42 
 
 
 
 
III. a saída elétrica analógica do transdutor serve como entrada analógica do 
conversor analógico-digital (ADC). Este converte essa entrada analógica em 
saída digital, que consiste de um número de bits que representa o valor da 
entrada analógica. 
IV. a resolução de um conversor D/A é definida como a menor variação na 
saída analógica como resultado de mudança na entrada digital. 
V. erro de offset é o desvio máximo da saída do conversor digital-analógico 
(DAC) do valor esperado (ideal), expresso como porcentagem do erro de 
offset. Então se o conversor apresentar um erro de offset de ±0,05% e esse 
conversor tem tensão de entrada 10V, esse percentual de erro de offset é de 
até 5 m. 
V. Estão CORRETOS os itens: 
A - I, II e III. 
B - I, II e IV. 
C - II, III, IV e V. 
D - II, III e IV. 
E - II, IV e V. 
 
QUESTÃO DISSERTATIVA – DISSERTANDO A UNIDADE 
Diante dos controles programáveis existe uma variedade de sistemas e métodos que 
tratam acerca da referida temática, dessa forma, os sistemas de aquisição são 
conhecidos como a utilização de diversas ferramentas e tecnologias projetadas paraagrupar uma grande quantidade de dados. Assim, o que pode ser entendido como a 
aquisição de dados? 
 
TREINO INÉDITO 
Assunto: Aspectos gerais acerca das unidades de aquisição de dados 
Os denominados _________ necessitam de uma fonte de alimentação externa 
para que funcionem de forma devida, sendo ela chamada de sinal de excitação, 
o qual é utilizado para produzir o sinal de saída. O trecho em questão é 
corretamente preenchido pelo seguinte termo: 
a) Sensor 
43 
 
 
 
 
b) Sensor ativo 
c) Hardware 
d) DAQ 
e) Sensor passivo 
 
NA MÍDIA 
COMO AS PESSOAS ESTÃO USANDO OS DISPOSITIVOS DE AQUISIÇÃO DE 
DADOS DA NATIONALINSTRUMENTS 
Engenheiros e cientistas de praticamente todos os setores, aplicações e regiões do 
mundo confiam e utilizam os produtos de aquisição de dados (DAQ) da 
NationalInstruments. Seja para a validação e verificação do protótipo de um projeto, 
ensino no laboratório de uma universidade, diagnóstico de problemas de 
funcionamento de máquinas ou controle de um processo de fabricação, a 
NationalInstruments tem soluções de medição que podem atender suas 
necessidades e contribuir para o seu sucesso. 
Fonte: NationalInstruments 
Data: Sem data 
Leia a notícia na íntegra: https://www.ni.com/data-acquisition/applications/pt/ 
 
NA PRÁTICA 
AQUISIÇÃO DE DADOS 
Quando nós ficamos frente a um pasto e anotamos o número de bezerros, por 
exemplo, estamos efetuando uma aquisição e armazenando o resultado no papel. O 
ser humano dispõe de 5 sentidos para fazer a “aquisição” de sinais provenientes do 
meio físico: 
• Visão 
• Audição 
• Paladar 
• Tato 
• Olfato 
44 
 
 
 
 
Você pode executar uma aquisição de dados de diversas formas, inclusive 
manualmente, conforme o exemplo anterior. A forma mais interessante de 
automatizar a aquisição de dados é por meio eletrônico e software. 
A figura abaixo apresenta um diagrama comum à maioria dos sistemas de aquisição 
eletrônicos. O sinal de interesse está sempre no ambiente físico real. Através de 
transdutores, ele é convertido em sinal elétrico, podendo ser tratado pela eletrônica. 
Após todo o tratamento, os resultados poderão ser armazenados de forma 
conveniente, mas deverão ser novamente transformados em alguma forma 
perceptível pelos nossos sentidos para serem entendidos. Esta transformação final 
se dá pelo que chamamos de interface homem-máquina ou simplesmente IHM. 
 
Quando o equipamento, além de efetuar a aquisição de sinais, tem alguma ação 
sobre o meio físico, podemos dizer que ele exerce um controle sobre o ambiente 
físico. Como exemplo, podemos imaginar um equipamento que mede a intensidade 
de luz de uma sala e automaticamente corrige a iluminação. Neste caso, o 
equipamento efetua uma aquisição (mede a intensidade da luz) e também um 
controle (atua sobre a iluminação da sala). 
As aquisições serão feitas por entradas do equipamento e os controles por saídas. 
Fonte: http://www.eletronpi.com.br/aquisicao_de_dados.aspx 
 
PARA SABER MAIS 
Acesse os links: 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4203391/mod_resource/content/0/eTecCLP.
pdf 
https://www.youtube.com/watch?v=QB4O23VBiu4 
 
45 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 - APLICAÇÕES COM O CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL 
 
O CLP foi desenvolvido para substituir os grandes painéis de controle de relés 
lógicos eletromecânicos. Os CLPs são dispositivos capazes de supervisionar em 
tempo real os sinais emitidos por sensores e, inclusive, tomar decisões baseadas 
em lógicas pré-estabelecidas, proporcionando automação ao sistema. 
Nesse sentido, os controladores lógicos programáveis (CLPs) são aplicados a 
uma ampla gama de tarefas de controle, de plantas industriais a brinquedos, de 
máquinas de ordenha a barreiras contra tempestades, de elevadores a 
eletrodomésticos. Muitas de suas aplicações são críticas em termos de segurança, 
como sistemas de controle de tráfego ou fábricas de produtos químicos, ou em um 
sentido econômico, em que os custos saem rapidamente do controle, por exemplo 
para desligar uma fábrica ou replicar um bug em milhares de cópias de um 
controlador de ar. 
Devido à sua construção robusta, recursos funcionais excepcionais, como 
controladores PID (proporcional integral derivativo), controle sequencial, 
temporizadores e contadores, facilidade de programação, recursos confiáveisde 
controle e facilidade de uso de hardware, tem-se na CLP mais do que um 
computador digital para fins especiais, tanto em indústrias quanto fora das 
indústrias, em outras áreas que necessitem de um sistema de controle. Diferentes 
tipos de CLP de grande número de fabricantes estão disponíveis no mercado atual , 
a depender de sua aplicação. 
 
3.1 Classificação dos CLPs 
 
Como em qualquer peça de tecnologia, todo dispositivo deve chegar a um 
ponto em que possa ser dimensionado ou projetado para aplicações mais 
específicas: em larga, pequena ou média escala, sendo analógico, digital, direto 
atual ou corrente alternada – a depender da finalidade. O controlador lógico 
programável básico se adaptou a esses avanços tecnológicos, ramificando-se em 
diferentes tipos que se adéquam a cada aplicação específica e, portanto, 
maximizando os recursos econômicos de cada consumidor. 
46 
 
 
 
 
Os tipos de CLP podem ser classificados de acordo com alguns parâmetros. 
No entanto, vale lembrar que algumas sobreposições podem ser aplicadas, criando, 
assim, uma combinação de tipos de CLPs por fabricante. 
Quando se trata dos tipos de CLPs, as duas classificações quanto à 
arquitetura, se do tipo fixo ou modular, são a resposta mais comum que você 
encontrará em qualquer fonte, simplesmente porque são as menos sutis de todas as 
classificações disponíveis. Os tipos de arquiteturas fixa e modular foram 
apresentados no Capítulo 1 e são mais uma vez citados aqui apenas para elucidar 
sobre como se classificam os CLPs no mercado. 
 
3.1.1 Classificação de Acordo com a Arquitetura 
 
Sobre a classificação a partir da arquitetura, é possível em termos 
considerando, em analogia, que um computador notebook seria como o CLP fixo, 
enquanto o computador de mesa, o de arquitetura modular. Os notebooks 
geralmente possuem uma RAM e memória de disco rígido HD fixas e geralmente 
são mais caros para atualizar. 
A compatibilidade do disco rígido e da RAM também é um problema nos 
notebooks, se houver expansões disponíveis. Os computadores de mesa, por sua 
vez, possuem slots que permitem ao usuário conectar ou substituir peças existentes 
para atualizar seu computador. A RAM ou o disco rígido, por exemplo, podem ser 
facilmente substituídos, basta remover o existente de suas respectivas conexões e 
substituí-lo por um novo. Embora os notebooks geralmente tenham maiores 
vantagens do que o PC pelo mesmo preço (por serem portáteis), os limites de seu 
poder de processamento são baixos, em comparação aos dos computadores de 
mesa. No mesmo sentido, o CLP fixo pode inicialmente ser superior ao CLP 
modular; mas, a longo prazo, o CLP modular ainda oferecerá uma maior vantagem 
econômica em aplicações altamente exigentes devido à sua flexibilidade de 
expansão e capacidade de integração com módulos robustos. 
Ainda sobre as características do CLP fixo ou modular, é válido relembrar 
alguns de seus principais aspectos: 
 
47 
 
 
 
 
• CLP fixo, compacto ou integrado: é construído por vários módulos em um 
único gabinete. Portanto, os recursos de E / S são decididos pelo fabricante, mas 
não pelo usuário. Alguns dos CLPs integrados permitem conectar alguns recursos 
de E / S adicionais para torná-los, de certo modo, um pouco modulares; 
• CLP modular: é construído com vários componentes conectados a um rack 
(gabinete) ou barramento comum com recursos de E / S extensíveis. Ele contém 
módulo de fonte de alimentação, CPU e outros módulos de E / S que estão 
conectados juntos no mesmo gabinete, podendo ser dos mesmos fabricantes ou de 
outros. Esses CLPs modulares