4 TEMA 4 - CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS (CLPs)

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DESCRIÇÃO
Princípios de funcionamento dos controladores lógicos programáveis (CLPs) e sua estrutura
interna. Arquitetura básica desses controladores e a organização em diagrama em blocos da
estrutura de controle. Tipos de linguagens de programação e exemplos de circuitos.
PROPÓSITO
Compreender o princípio de funcionamento dos controladores lógicos programáveis (CLPs), as
principais linguagens de programação utilizadas em CLPs e os diagramas em blocos utilizados
na automatização de processos, além de identificar os principais circuitos e blocos de
programação (blocos funcionais) utilizados na automatização de processos como o uso de
controladores lógicos programáveis, sendo estes conhecimentos essenciais ao engenheiro que
atua no campo de processos produtivos ou na produção, manutenção e utilização de
equipamentos.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar este conteúdo, tenha em mãos papel, caneta e uma calculadora ou use a
calculadora de seu smartphone/computador.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar os princípios e características dos controladores lógicos programáveis
MÓDULO 2
Reconhecer a estrutura funcional de um CLP
MÓDULO 3
Compreender as linguagens de programação e blocos funcionais utilizados com controladores
lógicos programáveis
A AUTOMATIZAÇÃO INDUSTRIAL
INTRODUÇÃO
No mundo atual, a modernidade dos processos industriais movimenta e impulsiona os
mercados mundiais. A demanda por processos mais rápidos e modernos, que produzam a um
baixo custo e com razoável padrão de qualidade, torna-se crescente.
Essa etapa de modernização nos processos produtivos leva a uma necessidade cada vez
maior de capacitação e qualificação dos profissionais envolvidos, tornando essas pessoas mais
versáteis e adaptáveis às inúmeras mudanças tecnológicas nas linhas de produção.
As empresas vêm se adaptando para atender às mais diferentes exigências do mundo
globalizado, tais como aumento da produtividade, flexibilidade e baixo custo, além da garantia
de uma produção com nível de qualidade suficiente para atender aos mais diversos clientes e
com capacidade de rápida adaptação às mudanças no processo produtivo.
Os controladores lógico programáveis (CLPs) são dispositivos eletrônicos extensamente
utilizados na automatização de processos industriais e domésticos. São equipamentos
altamente flexíveis, podendo ser facilmente adaptados aos mais diversos segmentos da
indústria e utilizados em diversas escalas no mercado industrial. Os CLPs podem ser ajustados
para que suas saídas atuem em função das mais diversas entradas e possam, dessa maneira,
controlar determinado processo.
MÓDULO 1
 Identificar os princípios e características dos controladores lógicos programáveis
A ARQUITETURA BÁSICA DE UM
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL
O CONTROLADOR LÓGICO
PROGRAMÁVEL (CLP) NA AUTOMAÇÃO
Controlar um processo significa promover alterações em suas grandezas físicas (temperatura,
velocidade, pressão, entre outras) a fim de obter uma condição desejada. Por exemplo, um
sistema de refrigeração (como um ar-condicionado) recebe uma informação de um sensor de
temperatura para promover a mudança de temperatura de um ambiente. Esse controle pode
ser realizado de forma manual. Nesse processo, um operador é responsável por promover
alterações nas variáveis físicas desse processo, por meio de um atuador (válvula, chave,
alavanca, entre outros). O operador deve contar com algum conhecimento prévio desse
processo, de maneira a ser capaz de atuar promovendo as modificações necessárias de
maneira segura e confiável. Entretanto, com o avanço da industrialização, os processos
industriais passaram a exigir cada vez mais ações, além de ser divididos em diversos estágios
e etapas.
A automatização de um processo consiste, basicamente, na capacidade de um processo de
responder de forma autônoma a um estímulo promovido por um sensor. Dessa forma, a partir
de um sinal enviado por esse sensor, o controlador lógico programável (CLP) será responsável
por produzir uma resposta que promoverá uma mudança no processo. Essa resposta será
produzida por um atuador responsável por agir sobre o processo, modificando suas
características. Assim, uma grandeza física pode ser controlada, ou seja, ter seu valor alterado
de maneira proposital por um controlador quando um estímulo é fornecido ao controlador pelo
sensor. A esse processo chamamos de controle em malha fechada.
PERSPECTIVA HISTÓRICA
O CLP foi criado para a General Motors (GM), em 1968, por uma associação denominada
BedFord. Esse primeiro controlador, denominado controlador modular digital, foi
desenvolvido por essa associação para auxiliar a GM na adaptação de seus processos de
produção. Os processos existentes eram baseados no tradicional sistema de controle das
máquinas com base em relés eletromecânicos. Entretanto, além de apresentar uma vida útil
limitada, os processos produtivos demandavam centenas ou milhares deles para o controle de
um processo produtivo, o que representava uma grande dificuldade nas mudanças das lógicas
de controle dos painéis de comando a cada mudança da linha de montagem. Essas mudanças
implicavam altos gastos de tempo e dinheiro.
A substituição dos painéis de relés, projetada pelo engenheiro Richard Morley, representou
uma especificação que refletia as necessidades dos diversos usuários de circuitos a base de
relés, não só da indústria automobilística, como também de toda a indústria manufatureira.
Assim, os sistemas foram substituídos por componentes discretos, tais como resistores,
capacitores, diodos etc. Essas modificações levaram ao surgimento de um equipamento
bastante versátil e de fácil utilização que, até os dias de hoje, vem se aprimorando e
diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicações.
 
Foto: Shutterstock.com
Entre as vantagens dos controladores lógicos programáveis em comparação aos sistemas
tradicionais de controle, pode-se apontar:
 
Imagem: Shutterstock.com.
Menor espaço físico.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Menor consumo de energia elétrica.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Possibilidade de reprogramações dinâmicas.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Maior confiabilidade.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Maior flexibilidade.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Interface de comunicação com outros periféricos.
REQUISITOS DE HARDWARE
Hoje em dia, existem vários fabricantes de controladores lógicos programáveis. Entre eles
podem ser destacados: Siemens, Schneider, Rockwell, ABB, WEG, Omron e Wago.
Para utilizar um CLP em um processo de automatização é necessário trabalhar com um
software para elaboração do programa que será executado pelo controlador. Esse programa
será responsável por todas as instruções que o controlador deverá seguir, como leitura das
entradas (analógicas e/ou digitais), armazenamento das informações, operações lógicas e
aritméticas e comandar as saídas (analógicas e/ou digitais). Cada fabricante de CLP tem um
software específico para sua família de controladores, sendo responsável por desenvolver um
ambiente interativo e agradável para o programador.
Nesse material, o CLP utilizado como referência será o Clic02 da empresa WEG.
A escolha por esse controlador deveu-se por ele apresentar um custo acessível, ser um
modelo bastante flexível e de fácil implementação. Além dessas características, o software de
programação desse controlador é disponibilizado de forma gratuita pela empresa para
treinamento e aprendizagem.
A imagem a seguir apresenta uma imagem do CLP Clic02 com dois módulos de expansão.
 
Imagem: Relés programáveis CLIC02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados. Acesso em
10 maio de 2021.
 CLP Clic02 com módulos de expansão.
De maneira geral, os controladores lógicos apresentam entradas para a tensão de alimentação
(energização) com níveis de 12 ou 24Vdc ou 110 ou 220Vca (50 ou 60Hz). Essa tensão é
utilizada para energizar o controlador e sua estrutura interna.
As entradas e saídas de um controlador lógico programávelpodem ser analógicas ou digitais, e
ser estruturadas por relés, acionadores ópticos e transistores.
ARQUITETURA BÁSICA DO CLP
A estrutura interna de um CLP é composta, essencialmente, por blocos como:
a unidade central de processamento (CPU);
as memórias (RAM, ROM, EPROM etc.);
a fonte de alimentação;
uma bateria interna; e
módulos de entrada e de saída.
Alguns módulos adicionais podem ser incorporados, como:
módulos especiais; e
módulos de expansão.
A imagem a seguir ilustra alguns blocos básicos de um CLP.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Ilustração dos blocos de um CLP.
A CPU é a unidade responsável por executar as instruções inseridas pelo programador na
memória. É ela que lê os dados dos módulos de entrada, processa a informação (de acordo
com seu programa interno) e comanda os módulos de saída.
As memórias são responsáveis por armazenar o programa inserido pelo programador e reter
as informações de entrada e de saída, enquanto for demandado pelo programa. A memória do
programa central não pode ser modificada pelo operador do processo ou usuário, sendo do tipo
ROM, PROM, EPROM, EAROM ou EEPPROM.
MEMÓRIAS DO TIPO ROM
As memórias do tipo ROM (Read Only Memory) são memórias do tipo “somente para leitura”.
Essas memórias são gravadas na fábrica e não é possível para o usuário alterá-las. Por não
serem voláteis, elas não perdem suas informações quando o CLP é desligado da energia
elétrica. Esse tipo de memória retém o software básico do CLP, responsável pela inicialização
das instruções básicas de funcionamento.
MEMÓRIAS DO TIPO PROM
De maneira similar, a PROM é uma memória somente de leitura programável. Nesse tipo
específico de memória, há um dispositivo do programador, que permite a gravação ou
programação da PROM pelo usuário. Entretanto, após essa alteração, esses dados não
poderão ser alterados ou excluídos.
MEMÓRIAS DO TIPO EPROM
A EPROM é uma memória do tipo somente para leitura programável e apagável. Entretanto,
ela não pode ser facilmente apagável, demandando o uso de um sistema ultravioleta para sua
regravação.
MEMÓRIAS DO TIPO EAROM
A EAROM é uma memória permanente e alterável eletricamente. Ela não é volátil; portanto,
não perde os dados quando ocorre a interrupção de energia, mas possui características de
leitura e gravação devido a sua configuração interna diferenciada. A EEPROM é similar a
EPROM, possibilitando a leitura programável e apagável. Contudo, em vez de necessitar de
um sistema ultravioleta, ela pode ser apagada eletricamente. Essa memória evolui ao longo
dos anos e passou a ser conhecido como memória FLASH. Esse tipo de memória permite a
inserção do programa do usuário.
A memória do usuário é aquela que contém a lógica de programação e operação do CLP,
sendo do tipo RAM, EEPROM ou FLASH-EPROM. A memória de acesso randômico (RAM),
diferente das memórias citadas anteriormente, não armazena seus dados permanentemente.
Contudo, o acesso aos seus dados é muito mais dinâmico que o acesso à memória ROM. Por
fim, a memória de dados armazena valores que resultem do programa do usuário, como
senhas, valores de temporizadores, dados de contadores, códigos de erros e dados dos
módulos de entrada e de saída. A fonte de alimentação fornece a energia necessária para que
a CPU, a memória e os módulos de entrada e de saída possam funcionar.
Os controladores lógicos programáveis também possuem um bloco de comunicação, que
permite não apenas sua comunicação com o computador utilizado para inserir o programa
interno, como também para permitir a comunicação entre controladores e com os módulos de
expansão.
ESTUDO DE CASO
A automatização dos processos industriais permitiu um avanço sem precedentes na
capacidade de produção industrial. Com o uso dos CLPs, essa renovada produção industrial
ganhou mais flexibilidade e capacidade de adaptação às mais diversas necessidades do
mercado global. Considerando a estrutura interna de um CLP, descreva a função da CPU e sua
interação, caso haja, com as respectivas memórias.
SOLUÇÃO
Um controlador lógico programável possui uma estrutura interna que se assemelha a de um
microcomputador, como na imagem a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
A CPU é responsável pela execução dos programas das rotinas principal e do usuário.
A rotina principal é armazenada em uma memória do tipo ROM, sendo fundamental para o
funcionamento do controlador, tendo em vista que essas instruções não podem se perder,
mesmo que o controlador não esteja energizado. Esse programa permite a inicialização do
dispositivo e a leitura do programa do usuário.
O programa do usuário é armazenado em uma memória do tipo EEPROM. Esse tipo de
memória não é volátil (não se perde com a interrupção do fornecimento de energia elétrica),
característica fundamental para esse programa. O programa do usuário pode ser apagado
eletricamente, sempre que necessário, pelo programador. O programa do usuário é
responsável pela execução das instruções especificadas, recebendo os dados das entradas e
comandando as saídas de acordo com as linhas de comando inseridas.
QUIZZES
1. TODO CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL POSSUI UM
PROGRAMA INTERNO, RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO DE SUA
ROTINA FUNDAMENTAL. ESSE PROGRAMA É GRAVADO EM UMA
MEMÓRIA, AINDA NA FÁBRICA, E PERMANECE GUARDADO DURANTE
TODA A VIDA ÚTIL DO CONTROLADOR. O TIPO DE MEMÓRIA MAIS
INDICADO PARA ESSE PROGRAMA É DO TIPO:
A) EEPROM
B) RAM
C) FLASH
D) CACHE
E) ROM
2. EM UM SISTEMA MANUAL DE CONTROLE DE NÍVEL DE UM TANQUE,
CABE AO OPERADOR OBSERVAR O NÍVEL DO FLUIDO DENTRO DO
TANQUE E FAZER COM QUE PARE DE ENCHER. ESSA AÇÃO
REALIZADA PELO OPERADOR É FEITA ATRAVÉS DE UM(A):
A) Sensor
B) Controlador
C) Atuador
D) Memória
E) Flash
3. A AUTOMATIZAÇÃO DOS PROCESSOS INDUSTRIAIS REPRESENTOU
UM AVANÇO SIGNIFICATIVO NAS INDÚSTRIAS, PERMITINDO SUA
ADAPTAÇÃO AOS NOVOS PROCESSOS PRODUTIVOS E SUA
FLEXIBILIZAÇÃO, ANTE A GLOBALIZAÇÃO E AS DEMANDAS CADA VEZ
MAIORES POR PRODUTOS PADRONIZADOS E DE BAIXO CUSTO. O
SUCESSO DA AUTOMATIZAÇÃO INDUSTRIAL TEVE COMO UM DOS
ELEMENTOS PRINCIPAIS OS CONTROLADORES LÓGICOS
PROGRAMÁVEIS. UM CLP PARA REALIZAR UMA AÇÃO DE CONTROLE
DEVE RECEBER AS INFORMAÇÕES DOS PROCESSOS ADVINDAS DE
UM(A):
A) Memória
B) Atuador
C) Controlador
D) Sensor
E) Flash
4. QUANDO UMA GRANDEZA FÍSICA PRECISA SER CONTROLADA DE
MANEIRA AUTÔNOMA POR UM SISTEMA, UM CONTROLADOR É UM
DISPOSITIVO ESSENCIAL PARA ESSE PROCESSO. QUANDO
IMPLEMENTAMOS UMA LÓGICA DE CONTROLE CAPAZ DE TORNAR O
SISTEMA INDEPENDENTE DO OPERADOR CHAMAMOS DE CONTROLE:
A) Em malha fechada
B) Manual
C) Em malha aberta
D) Operacional
E) Por operador
5. ASSINALE A ALTERNATIVA A SEGUIR QUE NÃO CORRESPONDE A
UMA VANTAGEM NO USO DE CONTROLADORES LÓGICO
PROGRAMÁVEIS.
A) Redução do custo do processo produtivo
B) Exigência de maior qualificação da mão de obra operacional
C) Melhoria na padronização do processo produtivo
D) Flexibilização do processo produtivo e capacidade de adaptação às exigências do mundo
global
E) Aumento da produtividade
6. EMBORA O PROCESSO PRODUTIVO AUTOMATIZADO POSSUA UMA
CARACTERÍSTICA AUTÔNOMA, ELE NECESSITA DE UM GRANDE
NÚMERO DE PESSOAS DEVIDAMENTE QUALIFICADAS PARA QUE O
PROCESSO SEJA CORRETAMENTE INSTALADO E CONSIDERADO
PRONTO PARA OPERAR. ALÉM DISSO, UM OPERADOR, AINDA QUE
REMOTAMENTE, PRECISA NECESSARIAMENTE ACOMPANHAR O
PROCESSO PRODUTIVO PARA VERIFICAR SE A OPERAÇÃO ESTÁ
OCORRENDO DE MANEIRA CORRETA. ENTRE AS CARACTERÍSTICAS
DESSE OPERADOR, É FUNDAMENTAL QUE TENHA CONHECIMENTOS:
A) De instalações elétricas
B) De sensores
C) De programação
D) Prévios do processo
E) De atuadores
GABARITO
1. Todo controlador lógico programável possui um programa interno, responsável pela
execução de sua rotina fundamental. Esse programa é gravado em uma memória, ainda
na fábrica, e permanece guardado durante toda a vida útil do controlador. O tipo de
memória mais indicado para esse programa é do tipo:
A alternativa "E " está correta.
A memória ROM é do tipo somenteleitura e não volátil. Isso faz com que essa memória seja a
mais adequada para programas de inicialização, tendo em vista que não se apaga mesmo com
a desconexão do dispositivo da rede elétrica.
2. Em um sistema manual de controle de nível de um tanque, cabe ao operador observar
o nível do fluido dentro do tanque e fazer com que pare de encher. Essa ação realizada
pelo operador é feita através de um(a):
A alternativa "C " está correta.
O atuador é o elemento responsável por permitir que o operador, em um sistema de controle
manual, atue sobre a unidade e influencie suas condições de funcionamento e
operacionalidade.
3. A automatização dos processos industriais representou um avanço significativo nas
indústrias, permitindo sua adaptação aos novos processos produtivos e sua
flexibilização, ante a globalização e as demandas cada vez maiores por produtos
padronizados e de baixo custo. O sucesso da automatização industrial teve como um
dos elementos principais os controladores lógicos programáveis. Um CLP para realizar
uma ação de controle deve receber as informações dos processos advindas de um(a):
A alternativa "D " está correta.
Os sensores funcionam como os “sentidos” do controlador. São responsáveis por repassar ao
CLP todas a informações referentes às grandezas físicas envolvidas no processo produtivo e
que necessitem de alguma ação de monitoramento e controle.
4. Quando uma grandeza física precisa ser controlada de maneira autônoma por um
sistema, um controlador é um dispositivo essencial para esse processo. Quando
implementamos uma lógica de controle capaz de tornar o sistema independente do
operador chamamos de controle:
A alternativa "A " está correta.
O sistema de controle em malha fechada é o tipo de sistema no qual um controlador é utilizado
para receber os sinais vindos de um sensor (como as alterações nas grandezas físicas do
processo) e atuar sobre o processo de maneira autônoma e independente de um operador.
5. Assinale a alternativa a seguir que não corresponde a uma vantagem no uso de
controladores lógico programáveis.
A alternativa "B " está correta.
Com a automatização dos processos industriais, surgiu a necessidade de um conhecimento
específico por parte da mão de obra envolvida no processo. As necessidades de programação,
dimensionamento e instalação de componentes específicos tornaram-se essenciais e fizeram
com que a mão de obra necessitasse de um processo intenso e gradual de capacitação.
6. Embora o processo produtivo automatizado possua uma característica autônoma, ele
necessita de um grande número de pessoas devidamente qualificadas para que o
processo seja corretamente instalado e considerado pronto para operar. Além disso, um
operador, ainda que remotamente, precisa necessariamente acompanhar o processo
produtivo para verificar se a operação está ocorrendo de maneira correta. Entre as
características desse operador, é fundamental que tenha conhecimentos:
A alternativa "D " está correta.
O operador precisa ter conhecimentos prévios do processo produtivo de maneira a ser capaz
de identificar possíveis desvios das condições normais de produção e ter noção das ações
corretivas necessárias para auxiliar na resolução de algum problema.
GABARITO
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. AS MEMÓRIAS SÃO PARTES ESSENCIAIS DOS CONTROLADORES
LÓGICOS PROGRAMÁVEIS. SOBRE ESSES DISPOSITIVOS
ARMAZENADORES DE DADOS, ASSINALE A OPÇÃO QUE IDENTIFICA DE
FORMA CORRETA O TIPO DE MEMÓRIA QUE NÃO PERDE SEUS DADOS
QUANDO DESCONECTADA DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO E PODE TER
SEUS DADOS APAGADOS ELETRICAMENTE QUANDO NECESSÁRIO:
A) FLASH
B) RAM
C) EEPROM
D) CACHE
E) ROM
2. ALGUNS DADOS DO PROCESSO AUTOMATIZADO SÃO
TEMPORÁRIOS E ATUALIZADOS A CADA CICLO DE INSTRUÇÃO (COMO
A CONTAGEM DE UM CONTADOR OU O REGISTRO DE TEMPO DE UM
TEMPORIZADOR) OU A CADA MUDANÇA NAS VARIÁVEIS
MONITORADAS. POR ESSE MOTIVO, ESSES DADOS NÃO SÃO
ARMAZENADOS PERMANENTEMENTE. QUANDO O CONTROLADOR É
REINICIADO OU DESLIGADO DA REDE ELÉTRICA, AS INFORMAÇÕES
ARMAZENADAS EM SEU INTERIOR SÃO APAGADAS. QUAL A MEMÓRIA
UTILIZADA PARA ESSE TIPO DE INFORMAÇÃO?
A) FLASH
B) CACHE
C) ROM
D) PROM
E) RAM
GABARITO
1. As memórias são partes essenciais dos controladores lógicos programáveis. Sobre
esses dispositivos armazenadores de dados, assinale a opção que identifica de forma
correta o tipo de memória que não perde seus dados quando desconectada da fonte de
alimentação e pode ter seus dados apagados eletricamente quando necessário:
A alternativa "C " está correta.
 
A EEPROM é uma memória não volátil usada em computadores e dispositivos eletrônicos, em
geral, para armazenar pequenas quantidades de dados e que precisam permanecer
armazenados quando a energia é removida.
2. Alguns dados do processo automatizado são temporários e atualizados a cada ciclo
de instrução (como a contagem de um contador ou o registro de tempo de um
temporizador) ou a cada mudança nas variáveis monitoradas. Por esse motivo, esses
dados não são armazenados permanentemente. Quando o controlador é reiniciado ou
desligado da rede elétrica, as informações armazenadas em seu interior são apagadas.
Qual a memória utilizada para esse tipo de informação?
A alternativa "E " está correta.
 
A memória RAM guarda temporariamente toda a informação que o computador precisa para
aquele momento ou para um futuro próximo. É responsável por dar agilidade e velocidade ao
funcionamento do sistema.
MÓDULO 2
 Reconhecer a estrutura funcional de um CLP
A ESTRUTURA EM BLOCOS DE UM
SISTEMA AUTOMATIZADO
INTRODUÇÃO A AUTOMATIZAÇÃO
A automatização de um processo tem vários propósitos distintos: padronização, flexibilização,
aumento da capacidade produtiva e autonomia do processo produtivo. Cada um desses
propósitos envolve um conjunto de elementos com propriedades específicas e capazes de
realizar atividades distintas.
DIAGRAMA EM BLOCOS GENÉRICO
A adaptação de um processo com o propósito de torná-lo autônomo, ou seja, independente da
ação de um operador, faz com que a percepção sobre as condições de determinada variável do
processo deixe de ser prerrogativa do operador e passe a ser realizada por dispositivos
denominados sensores. Esses dispositivos são responsáveis por “sentir” as condições das
variáveis do processo (nível, temperatura, velocidade, pressão, entre outras) e repassar essas
informações para um controlador.
A imagem a seguir permite a percepção da lógica de funcionamento de um sistema de controle
automático, também conhecido como sistema em malha fechada ou sistema realimentado.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Diagrama em blocos de um sistema de controle em malha fechada.
É possível observar que o processo industrial é constantemente monitorado pelo elemento
sensor. Na prática, são utilizados vários sensores para medição das mais diversas variáveis de
um processo. Esses sensores são responsáveis por manter o controlador – e por consequência
o operador – informado das mudanças no processo.
 VOCÊ SABIA
Em algumas situações é desejável que mais de um sensor seja responsável pelo
monitoramento de uma mesma variável. Essa topologia é chamada de redundância de
medição. Ela é importante em processos cujo valor medido da variável deve estar bem
próximo do valor real da variável (menor erro de medição) ou em situações em que a medição
da variável esteja associada à segurança do processo.
A informação proveniente do sensor pode necessitar de um processamento prévio, antes de
ser enviado ao controlador. Isso pode acontecer em casos em que o sinal produzido pelo
sensor tenha baixa amplitude, seja muito ruidoso, necessite de transmissão para pontos mais
distantes (casos de monitoramento remoto), conversão analógica para digital, entre outros.
Para isso, um bloco de processamento específico é utilizado.
O controlador lógico programável faz o papel do cérebro do operador, recebendo a informação
processada do sensor e realizando a sua interpretação. Um diagrama em blocos representativoda rotina básica de varredura do controlador, contido em sua memória ROM, pode ser visto na
imagem a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Diagrama em blocos da varredura inicial de um controlador.
É possível notar que a primeira etapa consiste na leitura das entradas do controlador. Isso é
feito para que a memória possa ser atualizada com os comandos produzidos pelo operador
e/ou pelos sensores. A partir dos dados das entradas, o programa carregado no controlador é
executado e as ações definidas pelo controlador com base nessas entradas são atualizadas na
memória e, posteriormente, disponibilizadas na saída.
VALE DESTACAR QUE, CASO NECESSÁRIO, O OPERADOR
PODE INTERFERIR NA AÇÃO DO CONTROLADOR
PROMOVENDO ALTERAÇÕES NOS PARÂMETROS OU
REALIZANDO ALGUMA AÇÃO MANUAL DIRETA.
As informações da saída do controlador são repassadas aos atuadores para que possam
promover as alterações desejadas no processo. Seus atuadores são válvulas (sua abertura ou
fechamento pode variar o nível de um tanque), aquecedores ou condensadores de ar, motores,
bombas, entre outros equipamentos que podem modificar uma variável.
É importante mencionar que, em alguns casos, a informação do sensor não é repassada
diretamente para o controlador, mas, sim, exibida para o operador. Nessa situação, caberá ao
operador enviar um comando ao controlador que servirá de interface entre o operador e o
processo industrial. Esse tipo de sistema é denominado controle em malha aberta.
UNIDADES DE I/O DIGITAL E ANALÓGICA
As entradas (I – input) e as saídas (O – output) de um controlador lógico programável podem
ser separadas em analógicas ou digitais. Cada tipo é adequado para um tipo de sensor e um
tipo de atuador, específicos para determinadas finalidades.
As entradas e saídas analógicas são aquelas que podem assumir quaisquer valores (dentro
de uma faixa limitada), a qualquer instante de tempo. Em controladores, as entradas
analógicas podem assumir valores como: 0 a 10Vdc; 0 a 100/240 Vca ou 4 a 20mA.
As saídas analógicas podem assumir valores que variem nessas mesmas faixas. As tensões
contínuas (0 a 10Vdc) são típicas de controladores alimentados com tensão contínua (12Vdc
ou 24Vdc).
Por fim, as tensões alternadas são aplicáveis a controladores alimentados com tensões
alternadas (100/240Vca). Contudo, as entradas e saídas contínuas podem assumir apenas
dois valores: 0 ou 10Vdc; 0 ou 100/240Vca. Esses valores são equivalentes aos níveis lógicos
0 ou 1 (desligado ou ligado; aberto ou fechado; entre outros).
ENTRADAS E SAÍDAS DIGITAIS
As entradas digitais de um controlador podem apenas receber os níveis lógicos alto (1) ou
baixo (0). Para isso, geralmente, utilizam-se alguns circuitos específicos que impedem que
outro nível de tensão seja aplicado à entrada do controlador. Esses circuitos são denominados
pull-up e pull-down.
CIRCUITO PULL-UP
O circuito pull-up é utilizado para ajustar em nível lógico alto (1) as entradas lógicas de circuitos
digitais e controladores quando dispositivos são desconectados ou chaves são desligadas. Um
circuito utilizado para pull-up pode ser visto na imagem a seguir:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Configuração pull-up.
Pode-se observar que, com a chave aberta, a tensão da fonte de alimentação é colocada na
entrada do circuito lógico (nível lógico alto), tendo em vista que a queda de tensão no resistor R
é desprezível. Com a chave fechada, a entrada do circuito lógico será conectada diretamente
ao terra (nível lógico baixo). A queda de tensão da fonte de alimentação será integralmente
sobre a resistência R.
AO TERRA
javascript:void(0)
Popularmente conhecido como fio terra.
CIRCUITO PULL-DOWN
Por sua vez, os circuitos de pull-down garantem um nível lógico baixo na entrada do circuito
lógico até que a chave seja acionada, como vemos na imagem a seguir. Com a chave aberta, a
entrada do circuito lógico é conectada ao terra por meio do resistor. Contudo, como a corrente
de entrada tende a zero, não há queda de tensão no resistor, fazendo com que a entrada lógica
esteja ligada ao terra.
Quando a chave é acionada, a tensão da fonte é aplicada diretamente à entrada do circuito
lógico. O resistor é propositalmente elevado, de maneira que a corrente que atravessa o
resistor seja desprezível.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Configuração pull-down.
CÁLCULO DAS RESISTÊNCIAS DE PULL-UP E
PULL-DOWN
O valor da resistência é definido pelo valor da tensão de alimentação aplicada ao circuito. Essa
resistência deve ser capaz de dissipar a potência da tensão ao ser integralmente aplicada
sobre ela.
Por exemplo, para uma tensão de 10Vdc na alimentação de um circuito pull-up, limitando-se à
corrente a 1mA, é possível determinar a resistência através da Lei de Ohm:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Também é possível definir que a potência dissipada sobre essa resistência será igual a:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
As saídas digitais, por sua vez, podem ser baseadas em relés, optoacopladores ou
transistores polarizados como chaves. Dessa maneira, funcionam como chaves abertas ou
fechadas, permitindo que as saídas apresentem níveis lógicos altos ou baixos, dependendo da
lógica implementada no controlador. Na imagem a seguir, é possível observar a saída de um
controlador lógico programável baseado em relé.
V = R. I
R = = = 10kΩV
I
10
1m
P = V . I
P = V . = = = 10mWV
R
V 2
R
100
10k
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 CLP com saída a relé.
Enquanto a bobina do relé não é acionada, a saída do CLP não é energizada. Entretanto,
quando a bobina é energizada, a saída do CLP é colocada em +V ou 0V.
Como exemplos de entradas digitais, podemos citar:
botões;
termostatos (chaves de temperatura);
boias de nível;
chaves de nível;
chaves fim de curso;
sensores capacitivos;
sensores indutivos;
entre outros.
As saídas digitais são específicas para acionamentos de:
bombas;
motores (liga e desliga);
compressores (liga e desliga);
válvulas solenoides (abre e fecha);
indicadores luminosos;
indicadores sonoros;
entre outros.
ENTRADAS E SAÍDAS ANALÓGICAS
As entradas e saídas analógicas são aquelas que podem assumir infinitos valores dentro de
determinado intervalo. No geral, são baseadas em transistores polarizados na região ativa e
disponibilizam um sinal na saída proporcional ao sinal de entrada recebido.
Como entradas analógicas, citamos alguns exemplos a seguir:
 
Imagem: Shutterstock.com.
Sensores de umidade.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Sensores contínuos de nível (capazes de informar o nível de um tanque ou reservatório a cada
instante de tempo).
 
Imagem: Shutterstock.com.
Sensor de pressão.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Sensor de temperatura.
As saídas analógicas podem ser utilizadas no controle da velocidade de motores e bombas,
abertura e fechamento de válvulas proporcionais, entre diversos outros atuadores.
ESTUDO DE CASO
Um engenheiro observou que o sistema de controle do reservatória de água da empresa em
que trabalha é manual. Sendo assim, um operador observa, em intervalos definidos de tempo,
o nível da água dentro do reservatório.
Quando atinge um nível considerado criticamente baixo, ele fecha a válvula de saída de água e
abre a válvula de entrada, fazendo o nível voltar a subir. Com o tanque cheio, ele fecha a
válvula de entrada e abre a de saída novamente.
Entretanto, o engenheiro notou que o tempo para a água encher o reservatório depende da
pressão do sistema e que, dependendo do consumo de água, essa atividade tem que ser
repetida diversas vezes. Por esse motivo, resolveu automatizar esse processo.
Explique como ele poderia proceder.
SOLUÇÃO
O nível da água pode ser monitorado por um sensor de nível. Um controlador com entradas
analógicas pode ser utilizado para receber o sinal do sensor contínuo de nível. Quando o valor
crítico, especificado pelo operador, foratingido, o controlador pode enviar dois comandos, a
partir de duas saídas digitais, para as válvulas de entrada e de saída de água.
Se uma válvula normalmente aberta for utilizada na saída de água, o comando enviado pelo
controlador será responsável por fechar essa válvula e o tanque irá parar de esvaziar.
No entanto, se uma válvula normalmente fechada for utilizada na entrada de água do tanque, o
comando enviado pelo controlador será responsável por abrir a entrada de água, permitindo
que o tanque comece a encher.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
Vale destacar que o uso de uma válvula normalmente aberta na saída e normalmente fechada
na entrada consiste em uma boa prática, tendo em vista que, no caso de interrupção de
energia elétrica para as válvulas, o comportamento natural do tanque será de esvaziar seu
conteúdo, reduzindo a possibilidade de transbordar o tanque.
QUIZZES
1. A AUTOMATIZAÇÃO DE UM PROCESSO POSSIBILITA A MELHORIA DO
PROCESSO PRODUTIVO E A PADRONIZAÇÃO, ALÉM DE PERMITIR UMA
FLEXIBILIZAÇÃO DO SISTEMA, POSSIBILITANDO QUE ATUE DE FORMA
AUTÔNOMA. A PARTE DO SISTEMA DE CONTROLE AUTOMÁTICO QUE
PERMITE A PERCEPÇÃO DE ALTERAÇÕES NAS VARIÁVEIS DO
PROCESSO E QUE REALIZA O REPASSE DESSA INFORMAÇÃO PARA O
CONTROLADOR É O:
A) Atuador
B) CLP
C) Circuito de processamento
D) Operador
E) Sensor
2. O MONITORAMENTO DE ALGUMAS VARIÁVEIS DE UM PROCESSO
PRODUTIVO É ESSENCIAL PARA A SEGURANÇA DO PROCESSO
INDUSTRIAL. ESSAS VARIÁVEIS SÃO CONSIDERADAS TÃO
IMPORTANTES QUE DOIS OU MAIS SENSORES SÃO UTILIZADOS NO
SEU MONITORAMENTO. CHAMAMOS ESSA TOPOLOGIA QUE ENVOLVE
A UTILIZAÇÃO DE MAIS DE UM SENSOR NO MONITORAMENTO DE UMA
VARIÁVEL DE:
A) Malha fechada
B) Malha aberta
C) Redundância de medição
D) Medição direta
E) Medição contínua
3. EM ALGUMAS MEDIÇÕES, O SINAL PRODUZIDO PELO ELEMENTO
SENSOR É MUITO RUIDOSO OU APRESENTA UMA AMPLITUDE MUITO
BAIXA PARA SER TRANSMITIDO OU CORRETAMENTE INTERPRETADO.
EM OUTROS CASOS, SINAIS ANALÓGICOS PRECISAM SER
TRANSFORMADOS EM SINAIS DIGITAIS OU ATÉ MESMO CONVERTIDOS
EM OUTRA GRANDEZA FÍSICA (POR EXEMPLO, UM SINAL DE PRESSÃO
EM SINAL ELÉTRICO). O BLOCO RESPONSÁVEL POR ESSAS
MODIFICAÇÕES NO SINAL É O BLOCO:
A) Controlador
B) De processamento
C) Atuador
D) Sensor
E) De entrada do sinal do operador
4. NA INICIALIZAÇÃO DE UM CONTROLADOR, É FUNDAMENTAL QUE AS
INFORMAÇÕES DAS ENTRADAS SEJAM OBTIDAS PARA QUE O
PROGRAMA CARREGADO SEJA CAPAZ DE EXECUTAR AS AÇÕES
PREESTABELECIDAS EM SEU CÓDIGO, TENDO COMO BASE A
SITUAÇÃO ATUAL DO PROCESSO PRODUTIVO E OS COMANDOS
PRODUZIDOS PELO OPERADOR E PELOS SENSORES. ESSES DADOS
LIDOS DAS ENTRADAS SÃO ENVIADOS INICIALMENTE PARA:
A) O controlador
B) O atuador
C) O sensor
D) A memória
E) A saída
5. UM ENGENHEIRO DECIDIU MONTAR UM SISTEMA DE AQUECIMENTO
ELETRÔNICO POR PASTILHA DE PELTIER (RESPONSÁVEL PELO
AQUECIMENTO). PARA TAL, ELE DESENVOLVEU UM CIRCUITO CAPAZ
DE ENERGIZAR A PASTILHA BASEADO EM UM COMANDO DIRETO DE
UM OPERADOR. SENDO ASSIM, ELE OBSERVA A MUDANÇA NA
TEMPERATURA A PARTIR DE UM TERMÔMETRO DOMÉSTICO E,
QUANDO A TEMPERATURA DESEJADA É ATINGIDA, ELE DESLIGA O
CIRCUITO E A PASTILHA DEIXA DE AQUECER. ESSE SISTEMA DE
CONTROLE É CONHECIDO COMO SISTEMA:
A) Em malha fechada
B) Em malha aberta
C) Redundante
D) Não controlável
E) Realimentado
6. OS CIRCUITOS DIGITAIS SÃO AQUELES CUJAS ENTRADAS E SAÍDAS
PODEM RECEBER/FORNECER APENAS SINAIS LÓGICOS, OU SEJA,
SINAIS 0 OU 1. ALGUNS CIRCUITOS ESPECIAIS SÃO UTILIZADOS NAS
ENTRADAS DE CONTROLADORES E DOS CIRCUITOS DIGITAIS DE
MANEIRA A EVITAR QUE SUAS ENTRADAS RECEBAM VALORES
INTERMEDIÁRIOS (EM VEZ DOS SINAIS LÓGICOS NECESSÁRIOS) E
ACABEM, COM ISSO, GERANDO UMA INSTRUÇÃO INDESEJÁVEL. UM
CIRCUITO UTILIZADO PARA GARANTIR QUE A ENTRADA DO
CONTROLADOR ESTEJA EM NÍVEL LÓGICO ALTO ATÉ QUE UMA CHAVE
SEJA ACIONADA É CONHECIDO COMO:
A) Lógico
B) Analógico
C) Digital
D) Pull-down
E) Pull-up
GABARITO
1. A automatização de um processo possibilita a melhoria do processo produtivo e a
padronização, além de permitir uma flexibilização do sistema, possibilitando que atue de
forma autônoma. A parte do sistema de controle automático que permite a percepção de
alterações nas variáveis do processo e que realiza o repasse dessa informação para o
controlador é o:
A alternativa "E " está correta.
Os sensores são a parte do sistema de controle automático responsável pela medição das
variáveis do processo produtivo. É por meio deles que as variáveis são medidas e as
informações repassadas aos controladores lógicos programáveis para que determinada ação
seja tomada.
2. O monitoramento de algumas variáveis de um processo produtivo é essencial para a
segurança do processo industrial. Essas variáveis são consideradas tão importantes
que dois ou mais sensores são utilizados no seu monitoramento. Chamamos essa
topologia que envolve a utilização de mais de um sensor no monitoramento de uma
variável de:
A alternativa "C " está correta.
A redundância de medição é considerada de grande importância para assegurar a indicação de
um valor de leitura próximo ao valor real da variável. Esse tipo de medição é utilizado para
variáveis consideradas fundamentais para o funcionamento seguro do processo. Em alguns
casos, variáveis cujo monitoramento seja considerado essencial para a segurança do processo
são monitoradas por mais de dois sensores, como a altitude de um avião e a pressão dentro de
uma caldeira industrial.
3. Em algumas medições, o sinal produzido pelo elemento sensor é muito ruidoso ou
apresenta uma amplitude muito baixa para ser transmitido ou corretamente interpretado.
Em outros casos, sinais analógicos precisam ser transformados em sinais digitais ou
até mesmo convertidos em outra grandeza física (por exemplo, um sinal de pressão em
sinal elétrico). O bloco responsável por essas modificações no sinal é o bloco:
A alternativa "B " está correta.
O bloco de processamento é responsável por qualquer tratamento dado ao sinal após ser
adquirido pelo sensor. Esse bloco pode ser um filtro, para remoção de ruídos; um conversor
analógico-digital ou digital-analógico; um amplificador, para aumento da amplitude do sinal; um
transdutor, para mudança de grandeza física; entre outros. Esse bloco pode ser essencial para
que o sinal medido pelo sensor se torne possível de ser interpretado, transmitido e/ou
armazenado.
4. Na inicialização de um controlador, é fundamental que as informações das entradas
sejam obtidas para que o programa carregado seja capaz de executar as ações
preestabelecidas em seu código, tendo como base a situação atual do processo
produtivo e os comandos produzidos pelo operador e pelos sensores. Esses dados lidos
das entradas são enviados inicialmente para:
A alternativa "D " está correta.
Os dados lidos das entradas são inicialmente armazenados na memória do controlador. Dessa
maneira, o programa poderá carregá-los para a execução das ações necessárias e
especificadas no programa. Caso não fossem armazenados, qualquer mudança na entrada do
controlador seria levada em consideração pelo controlador, sem que a informação medida
anteriormente fosse considerada.
5. Um engenheiro decidiu montar um sistema de aquecimento eletrônico por pastilha de
Peltier (responsável pelo aquecimento). Para tal, ele desenvolveu um circuito capaz de
energizar a pastilha baseado em um comando direto de um operador. Sendo assim, ele
observa a mudança na temperatura a partir de um termômetro doméstico e, quando a
temperatura desejada é atingida, ele desliga o circuito e a pastilha deixa de aquecer.
Esse sistema de controle é conhecido como sistema:
A alternativa "B " está correta.
O sistema especificado depende diretamente de uma ação do operador para seu
funcionamento. Assim, mesmo contando com a ação de um sensor para monitoramento da
temperatura, cabe ao operador realizar a medição da variável e atuar sobre o sistema para que
a variável atinja o valor desejado. Sendo assim, esse sistema é conhecido como sistema de
controleem malha aberta.
6. Os circuitos digitais são aqueles cujas entradas e saídas podem receber/fornecer
apenas sinais lógicos, ou seja, sinais 0 ou 1. Alguns circuitos especiais são utilizados
nas entradas de controladores e dos circuitos digitais de maneira a evitar que suas
entradas recebam valores intermediários (em vez dos sinais lógicos necessários) e
acabem, com isso, gerando uma instrução indesejável. Um circuito utilizado para
garantir que a entrada do controlador esteja em nível lógico alto até que uma chave seja
acionada é conhecido como:
A alternativa "E " está correta.
A configuração pull-up é responsável por garantir que um nível lógico alto seja colocado na
entrada de um controlador em caso de não acionamento de uma entrada. Essa condição evita
que o circuito receba, por engano, uma informação equivocada e produza uma saída
indesejada ou incompatível com o status do processo produtivo.
GABARITO
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. O CIRCUITO DE PULL-DOWN DA FIGURA A SEGUIR DEVE POSSUIR
UMA CORRENTE DE 2MA PERCORRENDO A RESISTÊNCIA DE
LIMITAÇÃO CADA VEZ QUE A CHAVE FOR ACIONADA. O
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL NO QUAL ESSE CIRCUITO FOI
LIGADO APRESENTA UMA TENSÃO DE ENTRADA DE 5VCC.
SENDO ASSIM, O VALOR DA RESISTÊNCIA LIMITADORA UTILIZADA
NESSE CIRCUITO É IGUAL A:
A) 1kΩ
B) 5kΩ
C) 2,5kΩ
D) 2,5kΩ
E) 2kΩ
2. UM SISTEMA DE AR-CONDICIONADO ESTÁ SENDO UTILIZADO PARA
REFRIGERAR UMA SALA DE CONTROLE DE UMA REFINARIA DE
PETRÓLEO. COMO O CIRCUITO DE CONTROLE DO SISTEMA COMEÇOU
A APRESENTAR UM PROBLEMA, O ENGENHEIRO RESPONSÁVEL
RESOLVEU SUBSTITUÍ-LO POR UM CONTROLADOR LÓGICO
PROGRAMÁVEL. PARA TAL, ELE PRECISARÁ DE UM CONTROLADOR
CAPAZ DE RECEBER NA ENTRADA AS INFORMAÇÕES DE UM
TERMOSTATO (QUE É UMA CHAVE DE TEMPERATURA) E LIGAR OU
DESLIGAR UM COMPRESSOR, CAPAZ DE REFRIGERAR O AMBIENTE.
PARA TAL, AS ENTRADAS E SAÍDAS DESSE CONTROLADOR DEVERÃO
SER:
A) Analógica e analógica
B) Analógica e digital
C) Digital e analógica
D) Digital e digital
E) De qualquer tipo (analógica ou digital)
GABARITO
1. O circuito de pull-down da figura a seguir deve possuir uma corrente de 2mA
percorrendo a resistência de limitação cada vez que a chave for acionada. O controlador
lógico programável no qual esse circuito foi ligado apresenta uma tensão de entrada de
5Vcc.
Sendo assim, o valor da resistência limitadora utilizada nesse circuito é igual a:
A alternativa "D " está correta.
 
A resistência limitadora de corrente pode ser determinada pela Lei de Ohm. A tensão da fonte
de alimentação é a mesma tensão da entrada digital do controlador lógico programável, ou
seja, 5Vdc. A corrente de 2mA do circuito deve percorrer a resistência quando a chave for
fechada:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
2. Um sistema de ar-condicionado está sendo utilizado para refrigerar uma sala de
controle de uma refinaria de petróleo. Como o circuito de controle do sistema começou a
apresentar um problema, o engenheiro responsável resolveu substituí-lo por um
controlador lógico programável. Para tal, ele precisará de um controlador capaz de
receber na entrada as informações de um termostato (que é uma chave de temperatura)
e ligar ou desligar um compressor, capaz de refrigerar o ambiente. Para tal, as entradas e
saídas desse controlador deverão ser:
A alternativa "D " está correta.
 
Um termostato é uma chave de temperatura. Sendo assim, quando uma temperatura,
previamente especificada, é atingida, um contato mecânico se fecha colocando dois terminais
elétricos em curto-circuito. Isso permite que um nível lógico alto ou baixo seja enviado pelo
pressostato para um sistema de controle. Para que um compressor seja ligado ou desligado,
um sinal deve ser enviado para um contator que conectará ou desconectará esse compressor
da rede elétrica, fazendo com que ligue ou desligue. Dessa maneira, um controlador do tipo
“digital-digital” é suficiente para colocar esse sistema e funcionamento.
MÓDULO 3
 Compreender as linguagens de programação e blocos funcionais utilizados com
controladores lógicos programáveis
V = R. I
R = = = 2,5kΩV
I
5
2m
LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO
UTILIZADAS EM CONTROLADORES
LÓGICOS PROGRAMÁVEIS – LADDER, FBD
E GRAFCET
INTRODUÇÃO A LINGUAGEM DE
PROGRAMAÇÃO
Os controladores lógicos programáveis (CLPs) são circuitos utilizados para controle e
automatização de processos industriais e residenciais. Para tal, eles utilizam sensores e
atuadores para controlar os sistemas. Os sensores são responsáveis pela leitura das variáveis
do processo, enquanto os atuadores são responsáveis por agir sobre o processo. Essas ações
são integradas por meio de um programa inserido na memória do CLP. Por sua vez, esse
programa pode ser escrito em diferentes linguagens de programação, tais como Ladder, FBD,
Grafcet, entre outras. Cada fabricante oferece um ambiente de programação com uma
interface específica para o usuário de maneira a tornar o ambiente mais agradável para o
programador.
TIPOS DE LINGUAGENS DE
PROGRAMAÇÃO
A linguagem Ladder apresenta uma simbologia similar a dos circuitos elétricos, sendo
bastante utilizada pelos programadores. Essa lógica é baseada em relés e contatos elétricos
para o acionamento dos circuitos. Por ter sido a primeira linguagem desenvolvida para
programação de controladores lógicos programáveis, é a mais difundida entre fabricantes de
CLPs. Um exemplo de programa em Ladder pode ser visto na imagem a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Exemplo de programação em linguagem Ladder.
Os controladores também podem ser programados em blocos funcionais (Function Block
Diagram – FBD). Essa linguagem é fortemente gráfica e se baseia na interligação de blocos
com funcionalidades específicas, tais como portas lógicas, temporizadores, contadores, entre
outros. A interligação entre os blocos é feita como uma linha de fluxo de informação entre os
blocos do sistema de controle. Um exemplo de programa em linguagem FBD pode ser visto na
imagem a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Exemplo de programação em FBD.
A linguagem de programação Grafcet (também conhecida como Diagrama de Funções
Sequenciais – DFS) é baseada em processos sequenciais, algo bastante útil na programação
de projetos de automatização. Sua lógica se baseia na descrição de todo o sistema em
evoluções expressas sequencialmente, ou seja, decomposto em etapas.
Por ser uma lógica facilmente modificável, não depende de conhecimentos especializados em
automação ou eletricidade/eletrônica para seu entendimento. Um exemplo de programação em
Grafcet para controle de uma prensa, por exemplo, pode ser visto na imagem a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Exemplo de programação em Grafcet.
LINGUAGEM LADDER
A linguagem Ladder é baseada em circuitos elétricos, utilizando a lógica dos contatos elétricos
e relés para acionamento dos circuitos. Os contatos elétricos são as principais variáveis da
lógica de programa Ladder, podendo assumir os status aberto ou fechado. Dessa maneira, o
programa nessa linguagem se parece bastante com um circuito elétrico que, por sua vez, pode
incluir diversos blocos funcionais.
Originalmente, essa linguagem foi desenvolvida por engenheiros como uma ferramenta
acessível para a programação de controladores. A interface de programação facilita a
construção de instruções e tarefas, haja vista sua similaridade com circuitos elétricos.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA
LINGUAGEM LADDER
Uma vantagem dessa lógica de programação é certamente a simplicidade. O programa é
apresentado como um circuito elétrico, sendo facilmente interpretável por qualquer pessoa que
tenha noções de engenharia elétrica. Como desvantagem, as operações são apenas binárias,
ou seja, apenas estados discretos são possíveis. Dessa maneira, o controle contínuo
desaparece. Assim, à medida que o número de relés aumenta, o circuito fica complexo, difícil
de ler, entender e depurar.
AMBIENTE DE PROGRAMAÇÃOO software de programação é o Clic02, cuja interface de abertura do programa pode ser vista
na imagem a seguir.
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela de abertura do software Clic02.
O ambiente de programação em Ladder pode ser visto na imagem seguir:
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela de programação.
As duas linhas verticais são vistas como o início e o fim da linha de código. Em um paralelo
com um circuito elétrico, a linha vertical da esquerda pode ser vista como a fase da rede
elétrica e a linha vertical da direita pode ser interpretada como o neutro da rede. Sendo
assim, o circuito começa na linha da esquerda e termina na direita.
Os comandos de entrada de sinais são selecionados como a letra I seguida de uma sequência
alfanumérica (a quantidade de números depende do modelo do CLP escolhido) e podem ser
vistos na imagem a seguir. O tipo de contato também é selecionado, de acordo com a lógica de
programação desejada.
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela de comandos de entrada do CLP.
A saída do CLP é selecionada a partir de um contato identificado com a letra Q seguida de uma
numeração (a quantidade de saídas depende do modelo de CLP selecionado), conforme pode
ser visto na imagem:
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela de comandos de saída do CLP.
A inserção de uma instrução no programa é feita a partir de dois cliques – um para a seleção
da instrução no menu e outro para colocação no programa.
 
 Captura de tela de inserção de instrução no programa.
A conexão entre instruções é feita a partir da ligação direta entre os comandos, como pode ser
visto na próxima imagem:
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela de conexão entre comandos da programação.
A execução do programa, utilizando a tecla Run, mostra que a conexão está ativa a partir da
mudança de cor. Enquanto a entrada não for acionada, a saída não estará acionada, conforme
a imagem a seguir:
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela de simulação ativa do programa.
Quando a entrada é acionada, caso seja o comando necessário para acionar a saída, os dois
mudarão de cor:
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela de simulação ativa do programa com entrada ativa.
CONEXÃO AO CLP E TRANSFERÊNCIA DO
PROGRAMA
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
O primeiro passo para a conexão com o CLP consiste em clicar em Operação e na opção
Conectar ao CLP.
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
Depois, seleciona-se a porta de comunicação onde o cabo de comunicação do controlador está
conectado e clica-se em Conectar, como na figura a seguir.
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
A partir desse ponto, o software começará a detectar o CLP.
Após a detecção do controlador, o programa poderá ser escrito no controlador. Para isso,
seleciona-se a aba Operação e, em seguida, a opção Escrever.
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
Uma alternativa é o atalho da tecla Escrever.
FUNÇÕES E CIRCUITOS EM LADDER
As variáveis do Clic02, utilizadas para as funções do controlador, são identificadas por
símbolos e quantidades específicas, conforme o quadro a seguir:
Símbolo
Contato 
Quantidade
Faixa
válida
Entrada digital I I / i 12
I01 ~
I0C
Saída digital Q Q / q 8
Q01 ~
Q08
Entrada via teclado Z Z / z 4
Z01 ~
Z04
Entrada digital de
expansão
X X / x 12
X01 ~
X0C
Saída digital de
expansão
Y Y / y 12
Y01 ~
Y0C
Marcador auxiliar
M M / m 63
M01 ~
M3F
N N / n 63
N01 ~
N3F
Temporizador T T / t 31 T01 ~
T1F
Contador C C / c 31
C01 ~
C1F
RTC R R / r 31
R01 ~
R1F
Comparador G G / g 31
G01 ~
G1F
Quadro: Funções do controlador 
Elaborado por Raphael de Souza dos Santos
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
CONTATOS DA LINGUAGEM LADDER
Na linguagem Ladder, as entradas do CLP são, essencialmente, contatos abertos ou
fechados. As saídas são similares às bobinas dos relés eletromecânicos, ligando a saída
quando são energizadas. O quadro a seguir mostra o tipo de contato, sua simbologia na lógica
Ladder e o equivalente em contatos elétricos.
Tipo de contato Símbolo Ladder Símbolo circuito elétrico
Contato aberto
Contato fechado
Saída
Quadro: Linguagem Ladder 
Elaborado por Raphael de Souza dos Santos
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
CONTATO ABERTO
Os contatos abertos apresentam comportamento similar aos contatos de circuitos elétricos, ou
seja, fazem com que a saída permaneça desligada até que sejam pressionados. Dessa
maneira, uma lógica simples de acionamento de uma carga pode ser vista na imagem a seguir:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Lógica de acionamento de uma carga com contato aberto.
CONTATO FECHADO
O contato Ladder fechado mantém a saída energizada, independentemente da condição do
contato elétrico colocado na entrada do CLP:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Lógica de acionamento de uma carga com contato fechado.
Com um contato normalmente fechado, a carga permanecerá energizada até que o contato
seja acionado. É possível perceber que, utilizando um contato fechado na lógica Ladder,
mesmo que um contato aberto seja colocado na entrada do controlador, a carga permanecerá
acionada. Quando o contato for pressionado, a carga desligará.
ASSOCIAÇÕES DE CONTATOS
A utilização de dois ou mais contatos no acionamento de uma carga deve ser inserida na lógica
Ladder carregada no controlador. Contudo, não há diferenciação na conexão dos botões no
controlador.
CONTATOS EM SÉRIE
Dois contatos interligados em série fazem com que, para ligar uma carga, seja necessário seu
acionamento simultâneo. Ou seja, os dois contatos precisam ser pressionados para que a
carga seja energizada. A imagem a seguir mostra a interligação de dois contatos em série:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Associação de contatos em série.
É possível notar que, no circuito elétrico, os dois contatos são ligados em série com a carga. A
mesma lógica é adotada para a programação em Ladder. Entretanto, é possível notar que, na
conexão com o CLP, os dois contatos são ligados de forma independente, cada um em uma
entrada distinta. Isso deixa claro que o programa inserido no controlador é que será
responsável por definir o comportamento dos dois botões e da carga. Para modificar a lógica
de série para paralelo, por exemplo, seria necessário apenas alterar a lógica e não a ligação
com o controlador.
CIRCUITOS COM AUTORRETENÇÃO E
PRIORIDADE
Os circuitos com autorretenção são aqueles que permitem que uma saída se mantenha ligada
mesmo quando a entrada é removida (desligada). Em condições normais, uma saída
permaneceria ligada apenas durante o período em que a entrada permanecesse acionada.
Veja a imagem a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Acionamento de uma carga por um contato aberto.
Em algumas situações, mesmo após a entrada ser desconectada, é desejável que a saída
permaneça ligada. Para isso, utiliza-se um contato auxiliar em uma configuração conhecida
como selo.
CONTATO DE SELO
O contato por selo é bastante utilizado em circuitos elétricos que utilizam botões com retorno
por mola. Nesse tipo de circuito, um contato auxiliar é utilizado de maneira a permitir o by-pass
do botão utilizado para ligar a carga. O circuito elétrico de um contato de selo pode ser visto na
imagem a seguir:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Circuito elétrico de um contato porselo.
Em um controlador, para realizar essa configuração, não é necessária nenhuma ligação
especial. Apenas a programação precisa contemplar a lógica de retenção (selo), como na
próxima imagem:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Contato com autorretenção.
É possível observar que o contato I0.1 é responsável por acionar a carga virtual M0.1. Essa
carga não existe fisicamente, sendo responsável apenas por acionar o contato auxiliar M0.1,
responsável pelo by-pass do contato I0.1. O acionamento de I0.1 também é responsável por
ligar a carga Q0.1. Contudo, na imagem a seguir, é possível notar que, mesmo quando a
entrada I0.1 é desligada, a carga Q0.1 permanecerá ligada. Isso só ocorre devido ao by-pass
promovido pelo contato auxiliar. Para desligar esse circuito, é necessário o acionamento do
comando i0.2, que funciona como um comando para desligar o circuito, cortando a energização
do contato auxiliar.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Desligamento de um circuito com contato por retenção.
SISTEMA DE INTERTRAVAMENTO
Os circuitos de intertravamento e segurança são fundamentais para evitar o acionamento
simultâneo de cargas, quando o acionamento for considerado inviável (ou inaceitável) para o
funcionamento seguro do circuito.
No circuito da imagem a seguir, é possível observar que as cargas Q0.1 e Q0.2 não podem ser
acionadas simultaneamente:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Circuito com intertravamento.
É possível observar na linha 001 que o acionamento da carga Q0.1 é realizado por meio do
acionamento do botão I0.1. Entretanto, isso só é possível se a carga Q0.2 não estiver
acionada.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Acionamento de um circuito com intertravamento.
De maneira similar, o acionamento da carga Q0.2 não será acionada enquanto a carga Q0.1
estiver ligada. Isso se deve pela presença do contato auxiliar q0.1 na linha de comando do
botão I0.2, como pode ser visto na imagem a seguir:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Carga com intertravamento ativo.
Com a desenergização da carga Q0.1, a carga Q0.2 fica novamente liberada para ser
energizada:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Carga com intertravamento desativado.
EQUAÇÕES LÓGICAS DOS DIAGRAMAS EM
LADDER
Os diagramas em Ladder podem ser escritos como equações lógicas utilizando funções do tipo
OU (+) e E (.). Assim, quando o acionamento simultâneo de dois contatos é necessário para
acionar uma carga, dizemos que sua lógica é a de uma função E:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Q01 = I01 . I02
No caso do circuito com uma lógica paralela, em que um ou outro contato aciona a carga, a
lógica é de uma função do tipo OU:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Q01 = I01 + I02
BLOCOS TEMPORIZADORES
Os blocos temporizadores são utilizados para promover atrasos na energização ou na
desenergização de cargas mesmo quando os contatos para ligar ou desligar são
pressionados. Esses atrasos são inseridos no ajuste do parâmetro tempo no bloco
temporizados do programa.
O bloco de um temporizador no Clicl02 possui a interface da imagem a seguir:
 
Captura: Manual do usuário CLIC-02. © 2021 WEG. Todos os direitos reservados.
 Captura de tela interface do bloco temporizador do Clic02.
Define o número do temporizador do controlador que se deseja utilizar.
Modo de operação do temporizador: retardo na energização, retardo na desenergização,
retardo na energização com reset, oscilador, entre outras opções.
Base de tempo: 0,01 segundo, 0,1 segundo, 1 segundo ou 1 minuto.
Valor atual do temporizador (depois que a contagem for iniciada).
Valor desejado do temporizador: até que valor ele contará o tempo antes de atuar.
Contato de reset: responsável por zerar a contagem.
RETARDO NA ENERGIZAÇÃO
Esse tipo de configuração define um atraso no acionamento da saída, mesmo após a
energização da entrada, conforme a imagem a seguir:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Temporizador com retardo na energização.
O tempo de atraso t é definido no campo 5.
RETARDO NA DESENERGIZAÇÃO
De maneira similar, o retardo na desenergização é aquele que promove um atraso (delay)
entre o comando e a resposta do controlador.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Temporizador com retardo na desenergização.
É possível perceber que, após a entrada ser desligada, inicia-se uma contagem de tempo até
que a carga seja efetivamente desligada. Esse tempo t é definido no campo 5.
ACIONAMENTOS INTEGRADOS COM CLP,
INVERSORES E COMANDOS
ELETROMECÂNICOS
Em alguns casos, o controlador pode ser necessário não apenas para ligar ou desligar uma
bomba ou um motor, mas também para promover um controle automático da velocidade e do
torque desses dispositivos. Para que isso seja possível, é fundamental a troca de dados entre o
controlador e um inversor de frequência, que é o equipamento utilizado para controle de
velocidade de motores.
O controlador precisa obter dados do inversor que permitam determinar sua situação (seu
status), tais como:
 
Imagem: Shutterstock.com.
Seu modo de operação (local ou remoto).
 
Imagem: Shutterstock.com.
Se o motor está ligado ou desligado.
 
Imagem: Shutterstock.com.
Se o sistema apresentou alguma falha.
No entanto, o controlador precisa enviar ao inversor informações como: comandos para ligar ou
desligar e a velocidade de referência.
Essa troca de dados é realizada diretamente entre o inversor e o controlador, por meio de
entradas digitais do controlador (modo de operação; ligado/desligado e falha) e saídas
analógicas (velocidade) e digitais (ligar/desligar). A partir dessa troca de dados é possível
realizar essa integração.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Integração entre um controlador e um inversor de frequência.
Em outras situações, alguns cuidados específicos precisam ser adotados para proteger os
terminais do controlador. Por exemplo, no caso de acionamento de cargas fortemente indutivas
(relés, motores, entre outros) utilizando-se tensões DC, diretamente através dos terminais do
controlador, é necessário adotar um diodo em antiparalelo com a carga indutiva de maneira
a reduzir os efeitos elétricos gerados pelo chaveamento do indutor. Essa medida ajudará a
preservar a saída do controlador.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Diodo em antiparalelo com um motor DC.
Contudo, no caso de cargas altamente indutivas alimentadas por fontes CA, verifica-se a
necessidade de utilização de um circuito resistivo e capacitivo (RC) em paralelo com a carga
indutiva. Esse conjunto RC elimina os efeitos transientes de corrente no caso de chaveamento
da tensão de alimentação na carga.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Circuito RC em paralelo com um motor CA.
ESTUDO DE CASO
Um engenheiro resolveu desenvolver um sistema para controle de uma válvula solenoide
utilizando um controlador e um botão normalmente aberto (com retorno por mola). Ao
programar o controlador com a linguagem Ladder, para fazer o acionamento dessa válvula, por
comando direto, o engenheiro desenvolveu a linha apresentada na figura a seguir. Observando
a programação, qual é a lógica da programação salva no controlador?
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
SOLUÇÃO
Observando a linha 001 do código, é possível notar que um contato normalmente fechado foi
utilizado no acionamento da carga Q0.1. Isso significa que, enquanto o botão não for acionado,
o contato estará fechado e a carga acionada.
Contudo, quando o botão for acionado, a carga será desligada, comportamento que pode ser
visto no quadro a seguir:
Botão Carga
Acionado Desligada
Não acionado Ligada
Elaborada por Raphael de Souza dos Santos
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
Assim, é possível concluir que a linha de código criada pelo engenheiro apresenta uma lógica
inversora, ou seja, quando o botão é acionado a carga é desligada; e enquanto o botão não for
acionado a carga permanecerá ligada.
QUIZZES
1.CONSIDERANDO AS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO UTILIZADAS
EM CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS E CITADAS NESTE
MÓDULO, CADA UMA APRESENTA SUAS PARTICULARIDADES,
VANTAGENS E DESVANTAGENS. PARA UM ENGENHEIRO COM FORTES
CONHECIMENTOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS E CONTATOS ELÉTRICOS,
É NATURAL QUE ELE APRESENTE MAIOR FACILIDADE DE
PROGRAMAÇÃO E COMPREENSÃO DOS CÓDIGOS COM A LINGUAGEM:
A) Grafcet
B) FBD
C) Digital
D) Gráfica
E) Ladder
2. AO CONECTAR UMA CHAVE DE NÍVEL E UM BOTÃO NORMALMENTE
ABERTO NAS ENTRADAS DIGITAIS, I0.2 E I0.1, RESPECTIVAMENTE, DE
UM CONTROLADOR PARA FAZER O ACIONAMENTO DE UMA BOMBA,
UM ENGENHEIRO ELABOROU O SEGUINTE CÓDIGO QUE FOI
CARREGADO NA MEMÓRIA DO CONTROLADOR:
É SEGURO AFIRMAR QUE, QUANDO A CHAVE DE NÍVEL (I0.2) FOR
ACIONADA, A BOMBA:
A) Não ligará independentemente do botão (I0.1).
B) Ligará independentemente do botão (I0.1).
C) Ligará somente se o botão (I0.1) não estiver acionado.
D) Ligará somente se o botão (I0.1) estiver acionado.
E) Não ligará somente se o botão (I0.1) estiver acionado.
3. DOIS OPERADORES FORAM SELECIONADOS PARA SER
RESPONSÁVEIS PELO ACIONAMENTO DE UMA BOMBA PARA ENCHER
UM TANQUE DE ÓLEO DIESEL. A LÓGICA DESENVOLVIDA É
APRESENTADA NA FIGURA A SEGUIR, ONDE CADA OPERADOR TEM UM
COMANDO NORMALMENTE ABERTO EM SEU PAINEL DE CONTROLE:
OBSERVANDO O CÓDIGO DO PROGRAMA DO CONTROLADOR, É
POSSÍVEL AFIRMAR QUE:
A) O operador do botão I0.1 pode inibir o acionamento do operador I0.2.
B) Nenhum operador pode inibir o acionamento pelo outro.
C) O operador do botão I0.2 pode inibir o acionamento do operador I0.1.
D) O acionamento simultâneo da bomba não é possível.
E) O acionamento da bomba só pode ser realizado com o acionamento simultâneo dos
operadores.
4. UMA BOMBA DE COMBUSTÍVEL POSSUI UMA CHAVE DE PRESSÃO
PARA LIMITAR O NÍVEL DE COMBUSTÍVEL DENTRO DO TANQUE. DESSA
MANEIRA, QUANDO A CHAVE DESARMA, MESMO QUE O FRENTISTA
CONTINUE APERTANDO O GATILHO DA BOMBA PARA COLOCAR MAIS
COMBUSTÍVEL NO TANQUE, A BOMBA NÃO LIGARÁ. SEGUINDO ESSA
LÓGICA, É POSSÍVEL AFIRMAR QUE UMA PROGRAMAÇÃO POSSÍVEL,
CONSIDERANDO QUE OS DOIS COMANDOS (CHAVE DE NÍVEL E
BOTÃO) SÃO CONTATOS NORMALMENTE ABERTOS E ESTÃO LIGADOS
NAS ENTRADAS DIGITAIS DE UM CONTROLADOR, SERIA:
A) Dois contatos normalmente abertos em série.
B) Dois contatos normalmente fechados em série.
C) Um contato aberto e um normalmente fechado em série.
D) Dois contatos normalmente fechados em paralelo.
E) Dois contatos normalmente abertos em paralelo.
5. ALGUNS SINAIS DE TRÂNSITO (SEMÁFOROS) SÃO EQUIPADOS COM
BOTÕES DE PEDESTRES. ESSES BOTÕES SÃO UTILIZADOS PARA QUE
O PEDESTRE SOLICITE A TRAVESSIA DO SINAL. DESSA MANEIRA,
QUANDO UM PEDESTRE ACIONA ESSE BOTÃO, O CONTROLADOR DO
SINAL RECEBE UM SINAL DIGITAL E, APÓS ALGUNS SEGUNDOS, O
SINAL PARA CARROS RECEBE UM COMANDO PARA FECHAR E O SINAL
DE PEDESTRES UM COMANDO PARA ABRIR. SENDO ASSIM, É
POSSÍVEL CONSIDERAR QUE ESSE CÓDIGO INSERIDO NO
CONTROLADOR POSSUI:
A) Apenas um contato aberto
B) Apenas um contato fechado
C) Um contato aberto e um temporizador com retardo na energização
D) Um contato aberto e um temporizador com retardo na desenergização
E) Um contato fechado e um temporizador com retardo na desenergização
6. AS PORTAS LÓGICAS SÃO CIRCUITOS DIGITAIS QUE OPERAM COM
UM OU MAIS SINAIS LÓGICOS DE ENTRADA E PRODUZEM UMA OU
MAIS SAÍDAS LÓGICAS, DEPENDENDO DO CIRCUITO DESENVOLVIDO.
COM AS PORTAS LÓGICAS É POSSÍVEL DESENVOLVER CIRCUITOS
DIGITAIS COMO SOMADORES, MEIO SOMADORES, UNIDADES LÓGICAS
E ARITMÉTICAS, MEMÓRIAS, FLIP-FLOPS, DIVISORES DE FREQUÊNCIA,
ENTRE OUTROS. COM ESSES CIRCUITOS DIGITAIS, TAMBÉM É
POSSÍVEL PROGRAMAR CONTROLADORES E RELÉS PROGRAMÁVEIS
POR MEIO DE UMA LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO DENOMINADA:
A) Gráfica
B) Grafcet
C) Digital
D) FBD
E) Ladder
GABARITO
1. Considerando as linguagens de programação utilizadas em controladores lógicos
programáveis e citadas neste módulo, cada uma apresenta suas particularidades,
vantagens e desvantagens. Para um engenheiro com fortes conhecimentos de circuitos
elétricos e contatos elétricos, é natural que ele apresente maior facilidade de
programação e compreensão dos códigos com a linguagem:
A alternativa "E " está correta.
A linguagem Ladder apresenta forte similaridade com a simbologia dos contatos elétricos e
circuitos elétricos. Isso se deve, essencialmente, por ter sido a primeira linguagem
desenvolvida para uso com controladores, seguindo a substituição dos painéis elétricos com
base em relés, utilizados para acionamento antes dos controladores.
2. Ao conectar uma chave de nível e um botão normalmente aberto nas entradas digitais,
i0.2 e I0.1, respectivamente, de um controlador para fazer o acionamento de uma bomba,
um engenheiro elaborou o seguinte código que foi carregado na memória do
controlador:
É seguro afirmar que, quando a chave de nível (i0.2) for acionada, a bomba:
A alternativa "A " está correta.
É possível observar que a chave de nível e o botão estão ligados em série com a bomba pela
lógica de programação do engenheiro. Sendo assim, os dois precisam estar devidamente
ligados para que a carga seja energizada. Como a chave de nível foi inserida como um
comando normalmente fechado, ao acionar a chave fisicamente, o contato se abre e a linha de
código é interrompida. Dessa maneira, independentemente do acionamento do botão, a carga
não será energizada.
3. Dois operadores foram selecionados para ser responsáveis pelo acionamento de uma
bomba para encher um tanque de óleo diesel. A lógica desenvolvida é apresentada na
figura a seguir, onde cada operador tem um comando normalmente aberto em seu painel
de controle:
Observando o código do programa do controlador, é possível afirmar que:
A alternativa "B " está correta.
Observando o código inserido no controlador, é possível observar que os comandos dos
operadores estão ligados em paralelo. Sendo assim, é possível acionar a bomba a partir de
qualquer um dos comandos, independentemente de o outro comando ter sido acionado ou não.
4. Uma bomba de combustível possui uma chave de pressão para limitar o nível de
combustível dentro do tanque. Dessa maneira, quando a chave desarma, mesmo que o
frentista continue apertando o gatilho da bomba para colocar mais combustível no
tanque, a bomba não ligará. Seguindo essa lógica, é possível afirmar que uma
programação possível, considerando que os dois comandos (chave de nível e botão) são
contatos normalmente abertos e estão ligados nas entradas digitais de um controlador,
seria:
A alternativa "C " está correta.
A única opção possível é a utilização de um contato aberto para o botão do frentista, de tal
maneira que o comando só seja ligado quando ele apertar o botão e um contato normalmente
fechado para a chave de nível. O contato da chave de nível precisa ser normalmente fechado,
tendo em vista que existe a necessidade de que o contato seja aberto quando a chave for
acionada, ou seja, a lógica da chave de nível precisa ser invertida para o controlador.
5. Alguns sinais de trânsito (semáforos) são equipados com botões de pedestres. Esses
botões são utilizados para que o pedestre solicite a travessia do sinal. Dessa maneira,
quando um pedestre aciona esse botão, o controlador do sinal recebe um sinal digital e,
após alguns segundos, o sinal para carros recebe um comando para fechar e o sinal de
pedestres um comando para abrir. Sendo assim, é possível considerar que esse código
inserido no controlador possui:
A alternativa "C " está correta.
O sinal de trânsito ou semáforo possui um controlador que recebe os sinais enviados pelo
botão de pedestres. Quando o botão é pressionado, um sinal digital é enviado ao controlador
para fazer com que um temporizador com retardo na energização receba um sinal e inicie a
contagem de tempo pré-ajustado para o sinal fechar. Assim, ao término da contagem, um sinal
é enviado aos circuitos responsáveis por acender o sinal vermelho para os carros e o sinal
verde para os pedestres.
6. As portas lógicas são circuitosdigitais que operam com um ou mais sinais lógicos de
entrada e produzem uma ou mais saídas lógicas, dependendo do circuito desenvolvido.
Com as portas lógicas é possível desenvolver circuitos digitais como somadores, meio
somadores, unidades lógicas e aritméticas, memórias, flip-flops, divisores de frequência,
entre outros. Com esses circuitos digitais, também é possível programar controladores e
relés programáveis por meio de uma linguagem de programação denominada:
A alternativa "D " está correta.
A programação em diagrama de blocos de função (FBD) é uma linguagem de programação
gráfica bastante utilizada em CLPs. A lógica de programação é baseada em fluxos de sinais
entre os elementos do diagrama que são, essencialmente, blocos de instrução como portas
lógicas, temporizadores, contadores, entre outros.
GABARITO
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. O CIRCUITO DA FIGURA A SEGUIR FOI DESENVOLVIDO PARA
CONTROLAR O SENTIDO DE ROTAÇÃO DE UM MOTOR. PARA ISSO,
DUAS LINHAS DE COMANDO FORAM DESENVOLVIDAS.
A LINHA 1 COM O RELÉ M01 CORRESPONDE À ROTAÇÃO NO SENTIDO
HORÁRIO E A LINHA 2 COM O RELÉ M02 CORRESPONDE À ROTAÇÃO
NO SENTIDO ANTI-HORÁRIO. SENDO ASSIM, OBSERVANDO O
CIRCUITO, É POSSÍVEL CONCLUIR QUE:
A) O botão I01 promove a rotação no sentido horário sem afetar a linha 2.
B) O botão I01 promove a rotação no sentido anti-horário sem afetar a linha 2.
C) O botão I01 promove a rotação no sentido horário e desliga o acionamento do motor no
sentido anti-horário, caso esteja ligado.
D) O botão I02 promove a rotação no sentido anti-horário sem afetar a linha 1.
E) O botão I02 promove a rotação no sentido horário sem afetar a linha 1.
2. UM CIRCUITO PARA ACIONAMENTO DE UM MOTOR (CARGA
INDUTIVA) COM UMA FONTE DE CORRENTE CONTÍNUA É ACIONADO A
PARTIR DE UM CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL POR MEIO DE
SUAS SAÍDAS DIGITAIS. ENTRETANTO, O ENGENHEIRO PROJETISTA
DEFINIU QUE, PARA PROTEÇÃO DO CONTATO DE SAÍDA DO
CONTROLADOR, É NECESSÁRIO COLOCAR UM:
A) Disjuntor em antiparalelo com o motor
B) Disjuntor em paralelo com o motor
C) Disjuntor em série com o motor
D) Um circuito RC em paralelo com o motor
E) Um circuito RC em série com o motor
GABARITO
1. O circuito da figura a seguir foi desenvolvido para controlar o sentido de rotação de
um motor. Para isso, duas linhas de comando foram desenvolvidas.
A linha 1 com o relé M01 corresponde à rotação no sentido horário e a linha 2 com o relé
M02 corresponde à rotação no sentido anti-horário. Sendo assim, observando o circuito,
é possível concluir que:
A alternativa "C " está correta.
 
A linha de comando 1 permite que o contato I01 acione o relé M01. Mas isso só ocorrerá se o
contato I02 não estiver acionado. Também é interessante notar que o contato auxiliar M01
manterá a linha energizada, mesmo quando o contato I01 não estiver mais acionado. Também
é importante notar que o contato I01, ao ser acionado, desliga o relé M02, caso este esteja
ligado. Dessa maneira, o acionamento simultâneo dos relés não é possível.
2. Um circuito para acionamento de um motor (carga indutiva) com uma fonte de
corrente contínua é acionado a partir de um controlador lógico programável por meio de
suas saídas digitais. Entretanto, o engenheiro projetista definiu que, para proteção do
contato de saída do controlador, é necessário colocar um:
A alternativa "A " está correta.
 
O acionamento de um motor é uma ação que demanda cuidados. Devido à inércia de corrente
das cargas altamente indutivas, um pico de corrente é esperado cada vez que uma carga
indutiva é ligada ou desligada. Assim, é fundamental a adoção de circuitos de proteção para
preservação dos controladores e circuitos utilizados no acionamento das cargas indutivas. Uma
opção bastante utilizada é a instalação de diodos em antiparalelo com o motor, de maneira a
permitir que a corrente excedente utilize o diodo como fuga e não danifique o circuito.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste conteúdo, tivemos contato com definições de conhecimentos que nos permitem entender
e descrever como procede o funcionamento dos controladores lógicos programáveis e as
principais características dos CLPs, considerando os requisitos funcionais dos controladores
lógicos programáveis e suas arquiteturas, o que nos facilita a escolha para as aplicações
específicas pretendidas.
Verificamos para que serve e como podemos utilizar os diagramas em blocos genéricos da
estrutura de uma lógica de controle e quais são as principais linguagens de programação dos
controladores, e, por fim, apresentamos a aplicação de todo esse conhecimento em circuitos
de: autorretenção, intertravamento e temporizados além dos acionamentos de cargas indutivas
com controladores lógicos programáveis também.
Todo o conteúdo apresentado é de extrema importância, pois os circuitos elétricos e eletrônicos
estão ficando ainda mais inteligentes, com o objetivo de economizar cada vez mais energia, e
permitir que seja possível cada vez menos o ser humano interagir diretamente com eles, com a
finalidade de evitar riscos. Tais considerações são altamente relevantes para o conceito de
indústria 4.0.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
BIGNELL, J. W.; DONOVAN, R. L. Eletrônica digital. São Paulo: Makron Books, 1994.
BOLTON, W. Engenharia de controle. São Paulo: Makron Books, 1995.
GÊNOVA, R. C. de C. Manual de comandos elétricos. Fortaleza: CEFET, out. 2004.
MEDEIROS JÚNIOR, J.; MAFRA, M. A. Manual de utilização de controladores lógicos
programáveis – SIMATIC S7-200, 2003.
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. Rio de Janeiro: LTC, 1998.
OSBORNE, A. Microprocessadores. São Paulo: McGraw-Hill, 2007.
SIEMENS. Simatic. S7-200 Programmable Controller – Quick Start (Primer). Nuernberg:
Siemens, 2008.
SILVA, M. E. Curso de comandos elétricos. Piracicaba, SP: FUMEP, 2006.
EXPLORE+
Para saber mais sobre relés eletromecânicos, antecessores dos controladores lógicos
programáveis, leia o artigo Uma breve história dos relés, de Amauri Oliveira.
Compreenda mais sobre o mundo dos controladores lógicos lendo o artigo
Desenvolvimento, automação e desempenho de um consolidômetro com interface
homem-máquina.
CONTEUDISTA
Raphael de Souza dos Santos
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