Aula 1 - CLP

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Automação	
  Industrial	
  
Introdução	
  	
  
	
   	
   Inicialmente,	
   os	
   PLCs	
   eram	
   chamados	
   PCs	
   –	
  
Programmable	
   Contrllers ,	
   mas	
   com	
   o	
   advento	
   dos	
  
computadores	
   pessoais	
   (PCs	
   –	
   Personal	
   Computers),	
  
convencionou-­‐se	
   PLCs	
   para	
   evitar	
   conflitos	
   de	
   nomenclatura.	
  
Originalmente	
  os	
  PLCs	
  foram	
  usados	
  em	
  aplicações	
  de	
  controle	
  
discreto	
  (on/off	
  –	
  liga/desliga),	
  como	
  os	
  sistemas	
  a	
  relés,	
  porém	
  
eram	
   facilmente	
   instalados,	
   economizando	
   espaço	
   e	
   energia,	
  
alem	
  de	
  possuírem	
  indicadores	
  de	
  diagnósticos	
  que	
  facilitavam	
  
a	
   manutenção.	
   Uma	
   eventual	
   necessidade	
   de	
   alteração	
   na	
  
lógica	
  de	
  controle	
  da	
  máquina	
  era	
  realizada	
  em	
  pouco	
  tempo,	
  
apenas	
   com	
   mudanças	
   no	
   programa,	
   sem	
   necessidade	
   de	
  
alteração	
  nas	
  ligações	
  elétricas.	
  
Introdução	
  	
  
	
   A	
   década	
   de	
   70	
  marca	
   uma	
   fase	
   de	
   grande	
   aprimoramento	
  
dos	
   PLCs.	
   Com	
   as	
   inovações	
   tecnológicas	
   dos	
   microprocessadores,	
  
maior	
   flexibilidade	
   e	
   um	
   grau	
   também	
   maior	
   de	
   inteligência,	
   os	
  
Controladores	
  Lógicos	
  Programáveis	
  incorporam:	
  
	
  
>Ö! 1972.	
  Funções	
  de	
  temporização	
  e	
  contagem;	
  
>Ö! 1973.	
  Operações	
  aritméticas,	
  manipulação	
  de	
  dados	
  e	
  comunicação	
  
com	
  computadores;	
  
>Ö! 1974.	
  Comunicação	
  com	
  Interfaces	
  Homem	
  -­‐	
  Maquina;	
  
>Ö! 1975.	
  Maior	
  capacidade	
  de	
  memória,	
  controles	
  analógicos	
  e	
  
controles	
  PID;	
  
>Ö! 1979/80.	
  Módulos	
  de	
  I/O	
  remotos,	
  módulos	
  inteligentes	
  e	
  controle	
  
de	
  posicionamento.	
  
	
  
Introdução	
  	
  
	
   Nos	
   anos	
   80,	
   aperfeiçoamentos	
   foram	
   atingidos,	
  
fazendo	
   do	
   PLC	
   um	
   dos	
   equipamentos	
   mais	
   atraentes	
   na	
  
Automação	
  Industrial.	
  A	
  possibilidade	
  de	
  comunicação	
  em	
  rede	
  
(1981)	
   é	
   hoje	
   uma	
   característica	
   indispensável	
   na	
   indústria.	
  
Além	
  dessa	
  evolução	
  tecnológica,	
  foi	
  atingido	
  um	
  alto	
  grau	
  de	
  
integração,	
   tanto	
   no	
   numero	
   de	
   pontos	
   como	
   no	
   tamanho	
  
físico,	
  que	
  possibilitou	
  o	
   fornecimento	
  de	
  minis	
  e	
  micros	
  PLCs	
  
(	
  a	
  partir	
  de	
  1982).	
  
	
  
Introdução	
  	
  
Atualmente, Os PLCs apresentam as seguintes características: 
 
•!Módulos de I/O de alta densidade (grande numero de pontos I/O 
por módulo); 
•!Módulos remotos controlados por uma mesma CPU; 
•!Módulos inteligentes (co-processadores que permitem realização 
de tarefas complexas: Controle de PID, posicionamento de eixos, 
transmissão via radio ou modem, leitura de código de barras); 
•!Softwares de programação em ambiente Windows (facilidade de 
programação); 
•!E muitos outros mais. 
	
  
Introdução	
  	
  
	
   O	
   PLC,	
   propriamente	
   dito,	
   significa	
   program	
   logic	
   control.	
  
Traduzido	
   para	
   o	
   português,	
   o	
   PLC	
   significa	
   Controlador	
   Lógico	
  
Programável	
  também	
  chamado	
  de	
  CLP	
  .	
  
	
  
	
  A	
  CPU	
  de	
  um	
  PLC	
  compreende	
  os	
  elementos	
  que	
  formam	
  a	
  
“inteligência”	
   do	
   sistema:	
   O	
   Processador	
   e	
   o	
   Sistema	
   de	
   Memória	
  
por	
  meio	
   do	
   Programa	
  de	
   Execução	
   (desenvolvido	
   pelo	
   fabricante)	
  
interpretam	
  e	
  executam	
  o	
  Programa	
  de	
  Aplicação	
  (desenvolvido	
  pelo	
  
usuário),	
   e	
   gerencia	
   todo	
   o	
   sistema.	
   Os	
   circuitos	
   auxiliares	
   de	
  
controle	
   atuam	
   sobre	
   os	
   barramentos	
   de	
   dados	
   (data	
   bus),	
   de	
  
endereços	
   (address	
   bus)	
   e	
   de	
   controle	
   (control	
   bus),	
   conforme	
  
solicitado	
   pelo	
   processador,	
   de	
   forma	
   similar	
   a	
   um	
   sistema	
  
convencional	
  baseado	
  em	
  microprocessador.	
  
	
  
Arquitetura	
  básica	
  de	
  um	
  PLC	
  	
  	
  
Abaixo,	
  podemos	
  ver	
  a	
  arquitetura	
  básica	
  de	
  um	
  PLC:	
  
	
  
Arquitetura	
  básica	
  de	
  um	
  PLC	
  	
  	
  
Entradas	
  Digitais:	
  São	
  entradas	
  que	
  recebem	
  sinais	
  que	
  
assumem	
  apenas	
  2	
  níveis,	
  0	
  e	
  1,	
  0v	
  ou	
  5v,	
  0v	
  ou	
  24v,	
  0v	
  ou	
  220v.	
  
Estes	
  sinais	
  podem	
  vir	
  chaves	
  fim	
  de	
  curso,	
  botões	
  de	
  paineis	
  
elétricos,	
  sensores	
  do	
  tipo	
  ON/OFF,	
  etc.	
  
	
  
Entradas	
  Analógicas:	
  São	
  entradas	
  que	
  recebem	
  sinais	
  que	
  
podem	
  assumir	
  vários	
  valores	
  dentro	
  de	
  uma	
  faixa	
  determinada	
  
de	
  tensão	
  ou	
  controle.	
  Estes	
  sinais	
  podem	
  vir	
  de	
  sensores	
  de	
  
temperatura,	
  velocidade,	
  nível,	
  e	
  que	
  sejam	
  proporcionais,	
  ou	
  
seja,	
  enviam	
  um	
  sinal	
  que	
  varia	
  de	
  0v	
  a	
  10v,	
  por	
  exemplo,	
  para	
  
informar	
  a	
  temperatura	
  exata	
  do	
  processo	
  naquele	
  instante.	
  
	
  
	
  
Arquitetura	
  básica	
  de	
  um	
  PLC	
  	
  	
  
Saídas	
  Digitais:	
  São	
  saídas	
  que	
  enviam	
  sinais	
  que	
  podem	
  
assumir	
  apenas	
  2	
  níveis	
  de	
  tensão,	
  0v	
  ou	
  24v,	
  por	
  exemplo,	
  e	
  
podem	
  ser	
  utilizados	
  para	
  acionar	
  um	
  motor,	
  uma	
  bomba,	
  etc.	
  
	
  
Saídas	
  Analógicas:	
  São	
  saídas	
  que	
  enviam	
  sinais	
  que	
  podem	
  
assumir	
  vários	
  níveis	
  de	
  tensão	
  dentro	
  de	
  uma	
  determinada	
  
faixa,	
  por	
  exemplo	
  0v	
  a	
  10v.	
  Podem	
  ser	
  utilizados	
  para	
  
controlar	
  a	
  velocidade	
  do	
  motor	
  à	
  abertura	
  de	
  uma	
  válvula	
  
proporcional,	
  etc.	
  
	
  
	
  
Arquitetura	
  básica	
  de	
  um	
  PLC	
  	
  	
  
Saídas	
  Digitais:	
  São	
  saídas	
  que	
  enviam	
  sinais	
  que	
  podem	
  
assumir	
  apenas	
  2	
  níveis	
  de	
  tensão,	
  0v	
  ou	
  24v,	
  por	
  exemplo,	
  e	
  
podem	
  ser	
  utilizados	
  para	
  acionar	
  um	
  motor,	
  uma	
  bomba,	
  etc.	
  
	
  
Saídas	
  Analógicas:	
  São	
  saídas	
  que	
  enviam	
  sinais	
  que	
  podem	
  
assumir	
  vários	
  níveis	
  de	
  tensão	
  dentro	
  de	
  uma	
  determinada	
  
faixa,	
  por	
  exemplo	
  0v	
  a	
  10v.	
  Podem	
  ser	
  utilizados	
  para	
  
controlar	
  a	
  velocidade	
  do	
  motor	
  à	
  abertura	
  de	
  uma	
  válvula	
  
proporcional,	
  etc.	
  
	
  
	
  
Arquitetura	
  básica	
  de	
  um	
  PLC	
  	
  	
  
Software:	
  Existem	
  vários	
  fabricantes	
  de	
  PLC	
  ,	
  e	
  cada	
  um	
  tem	
  o	
  
seu	
  próprio	
  software	
  com	
  suas	
  particulariedades	
  ,	
  como	
  por	
  
exemplo	
  a	
  forma	
  de	
  dar	
  nomes	
  a	
  cada	
  entrada	
  que	
  podem	
  ser:	
  
I32.0	
  ,	
  I32.1	
  ....	
  I32.7	
  ,	
  I33.0	
  ...I33.7	
  (	
  padrão	
  Siemens	
  )	
  	
  
E0.0	
  ,	
  E0.1...	
  E0.7,	
  E1.0	
  ,	
  ...	
  E1.7	
  (	
  padrão	
  Altus	
  )	
  
I0	
  ,	
  I1	
  ,	
  I2	
  (	
  padrão	
  WEG	
  )	
  
%I0.0	
  ,	
  %I0.1	
  ,	
  %I0.2	
  (	
  padrão	
  Telemecanique	
  )	
  
Arquitetura	
  básica	
  de	
  um	
  PLC	
  	
  	
  
	
   O	
   esquema	
   elétrico	
   é	
   quem	
   irá	
   informar	
   o	
   que	
   está	
  
ligado	
  em	
  cada	
  entrada	
  e	
  em	
  cada	
  saída	
  do	
  PLC	
   ,	
  no	
  desenho	
  
abaixo	
  temos	
  várias	
  chaves	
   ligadas	
  nas	
  entradas	
  digitais	
   (	
  que	
  
poderiam	
   ser	
   sensores	
   do	
   tipo	
   ON	
   OFF	
   termostatos	
   ou	
  
pressostatos	
   )	
   ,	
   e	
   lâmpadas	
   ligadas	
   nas	
   saídas	
   digitais	
   (	
   que	
  
poderiam	
  ser	
  motores	
  ,	
  bombas
,	
  travas	
  ).	
  
	
  
Esquema	
  elétrico	
  de	
  ligação	
  no	
  PLC	
  
Dizemos	
  que	
  uma	
  determinada	
  entrada	
  está	
  atuada	
  ,	
  quando	
  o	
  
componente	
  ligado	
  a	
  ela	
  permite	
  que	
  a	
  tensão	
  de	
  24v	
  chegue	
  
até	
  esta	
  entrada	
  .	
  E	
  que	
  uma	
  determinada	
  saída	
  está	
  atuada	
  
quando	
  esta	
  saída	
  libera	
  ,	
  permite	
  que	
  saia	
  24	
  v	
  para	
  alimentar	
  
o	
  que	
  estiver	
  ligado	
  a	
  ela	
  .	
  
Esquema	
  elétrico	
  de	
  ligação	
  no	
  PLC