081 - Automacao e Inf_Ind - ISA95 e CLP

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Disciplina: Automação e Informática Industrial
Engenharia Mecânica
Sumário
Desafios para automação industrial:
• Troca de informação: diferentes sistemas e diferentes 
níveis da empresa tem seus próprios vocabulários e tipos 
de dados. O escritório lida com clientes enquanto o chão de 
fábrica lida com dados de produção.
• Interfaces automatizadas: O uso de tecnologias de 
informação permite a automatização da troca de dados 
entre o nível empresarial e o chão de fábrica. O escritório 
tem acesso a informações em tempo real, como 
informações sobre matérias-primas e produtos finais, o que 
permite o uso ideal da capacidade de armazenamento.
A ISA 95
Sumário
Solução: 
O padrão internacional ISA-95 foi desenvolvido para resolver 
os problemas encontrados durante o desenvolvimento de 
interfaces automatizadas entre sistemas corporativos e de 
controle.
A ISA 95
Sumário
• Padrão internacional para integração de sistemas 
corporativos e de controle.
• Consiste em modelos e terminologia que podem ser 
usados para determinar quais informações devem ser 
trocadas entre sistemas de vendas, finanças e logística e 
sistemas de produção, manutenção e qualidade.
• Pode ser usado para diversos fins, como um guia para a 
definição de requisitos do usuário, seleção de fornecedores 
de MES e como base para o desenvolvimento de sistemas e 
bancos de dados MES (Manufacturing Execution System).
• A norma ISA 95 possui em 5 partes.
A ISA 95
n ISA-95.01 Models & Terminology: terminologia padrão e 
modelos de objetos, usados para troca de informações. 
n ISA-95.02 Object Model Attributes: define os objetos e 
atributos para a troca de informações entre sistemas 
diferentes, ou para bancos de dados relacionais. 
n ISA-95.03 Activity Models: Diretriz para descrever e 
comparar os níveis de produção de diferentes locais de 
forma padronizada. 
n ISA-95.04 Object Models & Attributes: define os Modelos 
de objetos e atributos do gerenciamento de operações de 
manufatura. 
n ISA-95.05 B2M Transactions: define as Transações de 
negócios para manufatura.
A ISA 95
Os cinco níveis, 0-4, são definidos no meio. Em cada nível, os sistemas típicos usados são 
mostrados à direita. Diferentes níveis estão relacionados a diferentes intervalos de tempo 
que são visualizados à esquerda.
A pirâmide de automação conforme a ISA 95
https://www.controleng.com/articles/define-integrate-implement-mes-with-controls-erp/
Nível Zero – O Processo
Nível Um – Sensores e Atuadores
CLP - Controlador Lógico Programável
Nível Dois – Controle e Supervisão
SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition
Nível Dois – Controle e Supervisão
Malha Aberta x Malha Fechada
Nível Dois – Controle e Supervisão
Sistema Supervisório (SCADA)
MES – Manufacturing Execution System
Nível Três – Gerenciamento da Manufatura
são projetados para medir e controlar atividades nas áreas de produção 
das organizações para aumentar a produtividade e melhorar a qualidade.
http://www.i40.com.br/solucoes/manufacturing-execution-systems
LIMS – Laboratory Information Management Systems
Nível Três – Gerenciamento da Manufatura
PIMS – Production Information Management System
Nível Três – Gerenciamento da Manufatura
EXEMPLO: SFC PORTÃO AUTOMÁTICO
ERP – Enterprise Resource Planning
Nível Quatro – Planejamento e Logística do Negócio
Algumas siglas ...
nDCS=Distributed Control System
nACS=Automatic Control System
nOCS = Open DCS
nMES = Manufacturing execution system
nERP = Enterprise resource planning
nLIMS = Laboratory Information Management Systems 
nUTILIZAÇÃO DE CLPs
nSistemas de 
Variáveis Contínuas 
- SVC
nSistemas a Eventos 
Discretos - SED
ü 1969 - Especificação da 
General Motors 
ü 1o Controlador Lógico 
Programável.
ü Popularização dos CLPs
ü Computador central.
ü Problemas com falhas
ü 1975 - Módulos de 
controle distribuídos
n EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE CONTROLE
nSistemas de Variáveis 
Contínuas - SVC
nSistemas a Eventos 
Discretos - SED
ü Incorporação de função 
de temporização e de 
algoritmos de controle 
contínuo.
ü Incorporação de 
funções de 
sequenciamento.
ü Sobreposição parcial das áreas de aplicação.
ü Necessidade de padronização para integração de 
equipamentos.
O primeiro CLP foi criado em 1968 quando a
Associação BedFord, desenvolveu um dispositivo
chamado Controlador Modular Digital para a General
Motors. O MODICON (Modular Digital Controller), como
foi chamado, foi desenvolvido para ajudar a GM com o
objetivo de eliminar o tradicional sistema de controle
das máquinas baseado a relê.
Os CLPs, ou PCs atuais são resultado de uma
evolução que pode ser dividida em cinco gerações
tecnológicas.
UMA BREVE HISTÓRIA DOS CLPs
Dick Morley
https://library.automationdirect.com/history-of-the-plc/
Controladores Programaveis - Introdução
Dick Morley (esq.) e o Modicon 084
https://library.automationdirect.com/history-of-the-plc/
Indústria antes do CLP
Indústria antes do CLP
Indústria com CLP
1a Geração: Os CLPs de primeira
geração se caracterizam pela
programação intimamente ligada ao
hardware do equipamento. A linguagem
utilizada era o Assembly que variava de
acordo com o processador utilizado no
projeto do CLP, ou seja, para poder
programar era necessário conhecer a
eletrônica do projeto do CLP. Assim a
tarefa de programação era desenvolvida
por uma equipe técnica altamente
qualificada, gravando-se o programa em
memória EPROM, sendo realizada
normalmente no laboratório junto com a
construção do CLP.
HISTÓRICO
Fonte: https://www.digel.com.br/artigos/7/clp-o-controlador-logico-programavel
2a Geração: Aparecem as primeiras
“Linguagens de Programação” não tão
dependentes do hardware do
equipamento, possíveis pela inclusão
de um “Programa Monitor” no CLP, o
qual converte (no jargão técnico,
Compila), as instruções do programa,
verifica o estado das entradas, compara
com as instruções do programa do
usuário e altera o estados das saídas. Os
Terminais de Programação (ou Maletas,
como eram conhecidas) eram na
verdade Programadores de Memória
EPROM. As memórias depois de
programadas eram colocadas no CLP
para que o programa do usuário fosse
executado.
HISTÓRICO
3a Geração: Os CLPs passam a
ter uma Entrada de
Programação, onde um Teclado
ou Programador Portátil é
conectado, podendo alterar,
apagar, gravar o programa do
usuário, além de realizar testes
(Debug) no equipamento e no
programa. A estrutura física
também sofre alterações sendo a
tendência para os Sistemas
Modulares com Bastidores ou
Racks.
HISTÓRICO
4a Geração: Com a popularização
e a diminuição dos preços dos
microcomputadores, os CLPs
passaram a incluir uma entrada
para a comunicação serial. Com o
auxílio do microcomputadores a
tarefa de programação passou a
ser realizada nestes. As vantagens
eram a utilização de várias
representações das linguagens,
possibilidade de simulações e
testes, treinamento e ajuda por
parte do software de programação,
possibilidade de armazenamento
de vários programas no micro, etc.
HISTÓRICO
•5a Geração: Atualmente existe uma
preocupação em padronizar
protocolos de comunicação para os
CLPs, de modo a proporcionar que o
equipamento de um fabricante
“converse” com o equipamento
outro fabricante, não só CLPs, como
Controladores de Processos,
Sistemas Supervisórios, Redes
Internas de Comunicação e etc.,
proporcionando uma integração afim
de facilitar a automação,
gerenciamento e desenvolvimento de
plantas industriais mais flexíveis e
normalizadas, fruto da chamada
Globalização.
HISTÓRICO
n OS CLP SÃO UM SISTEMA MICROPROCESSADO COMPOSTO POR:
• Microprocessador (ou microcontrolador),
• Programa Monitor,
• Memória de Programa e de Dados,
• Uma ou mais Interfaces de Entrada e Saída, e
• Circuitos Auxiliares.
ESTRUTURA INTERNA DOS CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS 
DEFINIÇÃO DE CLP
nA norma NEMA (National Electrical Manufacturers Association) define
formalmente um CLP como:
“Suporte eletrônico digital capaz de armazenar
instruções de funções específicas, como delógica,
sequencialização, contagem e aritméticas; todas
dedicadas ao controle de máquinas e processos.
http://www.nema.org/
nBasicamente, a designação de Controlador
Programável hoje também se aplica, pois esta
máquina além de realizar controles de lógica
combinacional e sequencial atua também em
controles analógicos, ou seja, as malhas PID.
DEFINIÇÃO DE CLP
AABNT cita que:
nO Controlador Programável é um equipamento eletrônico digital,
com hardware e software compatíveis com as aplicações
industriais”.
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL ( CLP )
• Surgiu no final dos anos 60
• Substitui os Relés
• Forma de Controle
 CLP
a B
c
Entradas Saídas
FILOSOFIA BÁSICA
Projetado para substituir antigos quadros de comando de
relês o controlador deve:
•Ocupar pequeno espaço físico,
•Apresentar flexibilidade para possíveis mudanças na
lógica de controle,
•Ser resistente ao ambiente e
•Ser imune a toda natureza de ruídos.
VANTAGENS DA APLICAÇÃO DE CLPS
n Menor consumo de energia elétrica;
n Reutilizáveis;
n Programáveis;
n Maior confiabilidade;
n Maior rapidez na elaboração dos projetos;
n Interfaces de comunicação com outros CLPs e 
computadores.
nCAPACIDADE ATUAL DOS CLPS
NANO E MICRO: CLPs de pouca capacidade de E/S (da ordem de 16 
Entradas e 16 Saídas), normalmente só digitais, composto de um só 
módulo (ou placa) , baixo custo e reduzida capacidade de memória.
nCAPACIDADE ATUAL DOS CLPS
MÉDIO PORTE: CLP com uma capacidade de Entrada e Saída da ordem 
de 256 pontos, digitais e analógicos, podendo ser formado por um 
módulo básico, que pode ser expandido. 
nCAPACIDADE ATUAL DOS CLPS
GRANDE PORTE: CLPs que se caracterizam por uma construção modular, 
constituída por uma Fonte de alimentação, CPU principal, CPUs auxiliares, 
CPUs Dedicadas, Módulos de E/S digitais e Analógicos, Módulos de E/S
especializados, e Módulos de Redes Locais ou Remotas, que são agrupados 
de acordo com a necessidade e complexidade da automação. Permitem a 
utilização de até 4096 pontos de E/S. São montados em um Bastidor (ou 
Rack) que permite um Cabeamento Estruturado.
ORGANIZAÇÃO DE UM CLP
DESCRIÇÃO FUNCIONAL DE UM CLP
Controlador 
Programável
Sensores
Dispositivos de 
monitoramento e 
comando – IHM
Atuadores
Sistema Supervisório
Planta
Unidades remotas 
de I/O
Sensores Atuadores
Planta
COMPONENTES DE UM CLP
CPU – Unidade Central 
de Processamento 
(Processador + Memória)
Sinais digitais e analógicos
Entradas
(Módulos de I/O)
Saídas
(Módulos de I/O)
Sinais digitais e analógicos
ESTRUTURA E PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS 
CLPS
HARDWARE
O CLP é um sistema de
controle de estado sólido, com
memória programável para
armazenamento de instruções
para controle lógico e pode
executar funções equivalentes
as de um painel de relés ou de
um sistema de controle lógico.
HARDWARE
O CLP monitora o estado
das entradas e saídas, em
resposta as instruções
programadas na memória do
usuário, e energiza ou
desenergiza as saídas,
dependendo do resultado
lógico conseguido através
das instruções de programa.
n Um CLP é basicamente um pequeno
computador dedicado. Sua estrutura física
possui:
• Unidade Central de Processamento.
• Memória do tipo ROM para
armazenamento do FIRMWARE
(programa onde se encontram os
principais códigos de operação da
máquina).
• Memória RAM para armazenamento
de dados e programas do usuário.
• Dispositivos de Entrada e Saída para a 
comunicação com o exterior.
HARDWARE
CARR
ÍSTICAS PARTICULARES DOS CLPS
• Espaço de memória RAM com mapeamento para uso específico
na aplicação de controle. Os CLPs são equipamentos dedicados
a um tipo de aplicação específica, admitindo apenas serem
programados com SOFTWARES desenvolvidos especificamente
para eles.
• Os dispositivos de entrada e saída (pontos digitais e analógicos),
são geralmente isolados para evitar ruídos e também a
danificação interna por picos de tensão na entrada ou saída.
• O processador do CLP efetua a leitura das entradas e atualiza a
tabela imagem de entrada. Logo após, executa o programa do
usuário e atualiza a tabela imagem de saída.
q MEMÓRIA EXECUTIVA (ROM e PROM): Armazena o sistema operacional, o
qual é responsável por todas as funções operacionais do CP.
q MEMÓRIA DO SISTEMA (RAM): Armazena resultados e/ou informações
intermediários, gerados pelo sistema operacional.
q MEMÓRIA DE STATUS (RAM): Armazena o estados dos sinais de entradas
e saídas.
q MEMÓRIA DE DADOS (RAM): Armazenar dados referentes ao programa do
usuário.
q MEMÓRIA DO USUÁRIO (RAM e EPROM): Armazena o programa de
controle desenvolvido pelo usuário.
ÁREAS DE MEMÓRIA DOS CLPs
O MAPA DE MEMÓRIA de um CLP pode ser dividido em cinco áreas 
principais:
ORGANIZAÇÃO DA MEMÓRIA DE UM CLP
q Tabela de dados de entrada: armazena os dados
provenientes das entradas.
q Tabela de estados internos: armazena variáveis
internas.
q Tabela de dados de saída: armazena os dados
destinados às saídas.
CARR
ÍSTICAS PARTICULARES DOS CLPS
Leitura das 
Entradas Processamento do 
Programa
Atualização das 
Saídas
SCAN - CICLO DE VARREDURA
MONITOR/EXECUTOR
• Responsável por executar o ciclo de varredura.
• Programa correspondente ao ‘sistema 
operacional’ do CLP.
• Gravado na memória do sistema (firmware).
• Funções adicionais: diagnóstico, tratamento de 
interrupções, etc.
CARR
CLPs - ENTRADAS E SAIDAS 
q Entradas: Os CLPs possuem dispositivos de
hardware que são responsáveis pela
comunicação com os dispositivos de
informações de entrada como chaves, sensores
entre outros.
q Saidas: Os CLPs possuem dispositivos de
hardware que são responsáveis pela
comunicação com os dispositivos saída relês,
lâmpadas entre outros.
DC - INPUTS – Nas entradas digitais de corrente contínua é importante
observar a ligação quando se utilizam sensores que podem ser NPN (“negativo
para a entrada”) e PNP (“positivo para a entrada”). Quando estivermos
utilizando chaves na entrada isto se torna irrelevante.
ENTRADAS DIGITAIS 
• Tensões disponíveis 5v, 12v, 24v, 48v CC
• Entradas CA 24v, 48v, 110v, 220v (são menos comuns) 
Em relação as entradas, sejam elas DC ou AC, todas são opto isoladas com a
finalidade de proteger os circuitos internos (memória e CPU).
ENTRADAS DIGITAIS 
CARR
CLPS - SENSORES
Sensores são dispositivos que convertem condições físicas 
em sinais elétricos para uso em CLPs. Os sensores são 
conectados nas entradas dos CLPs. Exemplo é um botão de 
pressão onde o sinal elétrico indica a condição do contato.
CLP
Entrada 1
CARR
Í
CLPS -
Entradas discretas ou 
entradas digitais, 
reconhecem os sinais 
liga e desliga de 
diversos tipos de 
sensores como botões 
de pressão, chaves de 
limite, chaves de 
proximidade, contatores, 
etc. 
nBotão de 
pressão 
Normalmente 
aberto
nBotão de 
pressão 
Normalmente 
fechado
nChave 
Normalmente 
aberta
nContato 
Normalmente 
fechada
nChave 
Normalmente 
fechada
nContato 
Normalmente 
aberto
CLP
Entradas
CARR
CLPS
(Entradas Analógicas)
Diversos tipos de sinais
analógicos são aceitos:
0 a 20 mA, 4 a 20 mA
ou 1 a 5v ou 0 a 10v.
Na figura, o transmissor
de nível monitora o nível
de líquido em um
tanque. Dependendo do
transmissor de nível, a
tensão de entrada no
CLP pode tanto
aumentar quanto
diminuir enquanto o
nível do líquido diminui.
Transmissor de 
nível
nEntrada CLP
CARR
DC - OUTPUTS – Geralmente são saídas em Coletor aberto:
CLPs - SAÍDAS DIGITAIS 
CARR
ÍSTICAS PARTICULARES DOS CLPS
RELÉ – OUTPUT – As saídas a relês podemos ligar cargas CC ou CA
SAÍDAS DIGITAIS 
OBS: Como as entradas, as
saídas também são isoladas do
circuito interno do CLP.
CARR
ÍSTICAS PARTICULARES DOS CLPS
CLPS - SAÍDAS ANALÓGICAS
n Um sinal de saída analógica 
varia continuamente. A saída 
pode ser um sinal de 0 a 10 
VDC que aciona o medidor 
analógico. Exemplos de 
variáveis analógicos são 
velocidade, peso, vazão e 
temperatura. Este sinal pode 
ser utilizado em outras 
aplicações como transdutor 
corrente-pneumático que 
controla uma válvula de 
controle de fluxo acionadaa 
ar. 
Transdutor Corrente-
Pneumático
CLP
Saídas
Válvula de 
controle de 
fluxo acio-
nada a ar
Ar
CARR
SAÍDAS ANALÓGICAS 
CLPS -ATUADORES 
Os atuadores convertem os sinais elétricos vindos dos CLPs em condições 
físicas. Dependendo da saída do CLP o acionador pode tanto parar quanto 
partir o motor.
Acionador do motor 
(atuadores)
CARR
CLPs -
Sensores
entradas
CLP
saídas
nAtuadores
nlâmpada
s
A APLICAÇÃO 
PODE SER 
ESTENDIDA 
INCLUINDO-
SE, POR EX., 
LÂMPADAS 
INDICADORAS 
DE LIGADO E 
DESLIGADO.
CARR
CLPs -
A CPU é um sistema microprocessado que também contém memória. A CPU 
monitora as entradas e toma decisões baseada no conjunto de instruções de seu 
programa. As operações são de relay, contagem, comparação de dados e 
operações sequenciais.
CARR
DE CLPs
Linguagens de Programação: A norma IEC-61131 especifica cinco tipos de
linguagens de programação. O Ladder é um dos mais comuns para uso geral.
CARR
LADDER
A linha vertical representa
um condutor energizado.
Os elementos de saída ou
instruções representam o
caminho neutro ou de
retorno. Os diagramas são
lidos da esquerda para
direita. Cada travessão é
referido como rede. Uma
rede pode ter vários
elementos de controle mas
somente uma bobina.
CARR
Atualização do mapa de entradas
Execução do programa de aplicação
Verificação programa de aplicação
Inicialização do Hardware
Atualização das saídas
Power Up do 
Sistema
Ciclo de 
Scan
Inicialização do programa aplicação
CARR
Diagnósticos – 1
Durante esta etapa, que é realizada somente
quando o CLP é energizado, independente do
modo de operação (RUN/PROG/TEST), são
realizados os principais testes de hardware do
CLP, que podem gerar erros fatais, que
impedem o funcionamento do CLP, como:
• Testes de memórias RAM para checar se as
mesmas estão operando corretamente;
• Testes para checar se o programa usuário
não está corrompido ou não existente;
• Testes de circuitos de alimentação (fontes,
fusíveis, placas, CPUs …);
• Testes de configurações/endereçamentos
incorretos de placas e racks;
• Testes diversos de hardware em geral.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DIAGRAMA EM BLOCOS
CARR
https://industria4-0.com/clps-principios-basicos-de-funcionamento/
Diagnósticos – 2 & Comunicações
Durante esta etapa, que é realizada a cada
Scan, são realizados alguns diagnósticos,
como:
• Detecção de alteração de hardware. No caso
de CLPs que permitem o Hot Swap (troca a
quente) que é a troca de uma placa (menos a
CPU) com o CLP no modo RUN, é realizado
um teste para checar a compatibilidade da
nova placa com a placa anteriormente
instalada;
• Incompatibilidade de versão de firmware, no
caso de Hot Swap;
• Falhas de comunicação com outros
dispositivos;
• Falha de bateria (em alguns CLPs)..
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DIAGRAMA EM BLOCOS
CARR
https://industria4-0.com/clps-principios-basicos-de-funcionamento/
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS CONSTITUINTES DO CLP 
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP 
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
A Fonte de Alimentação tem
normalmente as seguintes funções
básicas:
• Converter a tensão da rede
elétrica (110 ou 220 VCA) para a
tensão de alimentação dos
circuitos eletrônicos, (+ 5VCC
para o microprocessador,
memórias e circuitos auxiliares e
+/- 12 VCC para a comunicação
com o programador ou
computador);
• Manter a carga da bateria, nos
sistemas que utilizam relógio em
tempo real e Memória do tipo
RAM;
• Fornecer tensão para alimentação
das entradas e saídas ( 12 ou 24
VCC ).
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
Também chamada de CPU é
responsável pelo funciona-
mento lógico de todos os
circuitos. Nos CLPs
modulares a CPU está em
uma placa (ou módulo) sepa-
rada das demais, podendo-se
achar combinações de CPU e
Fonte de Alimentação. Nos
CLPs de menor porte a CPU
e os demais circuitos estão
todos em único módulo.
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP 
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
As baterias são usadas nos
CLPs para manter o circuito
do Relógio em Tempo Real,
reter parâmetros ou
programas (em memórias do
tipo RAM), mesmo em caso
de corte de energia, guardar
configurações de equipa-
mentos, etc. Normalmente
são utilizadas baterias
recarregáveis do tipo Ni-Ca
ou Li. Neste casos,
incorporam se circuitos
carregadores.
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
O Programa Monitor é o responsável
pelo funcionamento geral do CLP.
Ele é o responsável pelo
gerenciamento de todas as
atividades do CLP. Não pode ser
alterado pelo usuário e fica
armazenado em memórias do tipo
PROM, EPROM ou EEPROM. Ele
funciona de maneira similar ao
Sistema Operacional dos
microcomputadores. É o Programa
Monitor que permite a transferência
de programas entre um
microcomputador ou Terminal de
Programação e o CLP, gerenciar o
estado da bateria do sistema,
controlar os diversos opcionais, etc.
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
Módulos 
de 
Entradas
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
É onde se armazena o programa da
aplicação desenvolvido pelo usuário.
Pode ser alterada pelo usuário, já
que uma das vantagens do uso de
CLPs é a flexibilidade de
programação. Inicialmente era
constituída de memórias do tipo
EPROM, sendo hoje utilizadas
memórias do tipo RAM (cujo
programa é mantido pelo uso de
baterias), EEPROM e FLASH-
EPROM , sendo também comum o
uso de cartuchos de memória, que
permite a troca do programa com a
troca do cartucho de memória. A
capacidade desta memória varia
bastante de acordo com o
marca/modelo do CLP, sendo
normalmente dimensionadas em
Passos de Programa.
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
Memória de Dados é a região
de memória destinada a
armazenar os dados do
programa do usuário. Estes
dados são valores de
temporizadores, valores de
contadores, códigos de erro e
senhas de acesso. São
normalmente partes da
memória RAM do CLP. Sãovalores armazenados que
serão consultados e ou
alterados durante a execução
do programa do usuário. Em
alguns CLPs, utiliza-se a
bateria para reter os valores
desta memória no caso de
uma queda de energia.
CARR
nBaterianCircuitos 
nAuxiliares
nMódulos 
nde 
nEntradas
nMemória 
nImagem das 
nE/S
nMemória 
ndo
nPrograma Monitor
nMódulos 
nde 
nSaídas
nMemória 
nde
nDados
nUnidade 
nde 
nProcessamento
nRede 
nElétrica
nTerminal 
nde 
nProgramação
nFonte 
nde 
nAlimentação
nMemória 
ndo
nUsuário
Sempre que a CPU executa
um ciclo de leitura das
entradas ou executa uma
modificação nas saídas, ela
armazena o estados da cada
uma das entradas ou saídas
em uma região de memória
denominada Memória Imagem
das Entradas / Saídas. Essa
região de memória funciona
como uma espécie de “tabela”
onde a CPU irá obter
informações das entradas ou
saídas para tomar as decisões
durante o processamento do
programa do usuário.
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
Imagem das 
E/S
Memória 
do
Programa Monitor
Módulos 
de 
Saídas
Memória 
de
Dados
Unidade 
de 
Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
de 
Programação
Fonte 
de 
Alimentação
Memória 
do
Usuário
Circuitos Auxiliares são
circuitos responsáveis por
atuar em caso de falha do
CLP.
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
de 
Entradas
Memória 
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Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
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Programação
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Usuário
POWER ON RESET: Quando
se energiza um equipamento
eletrônico digital, não é
possível prever o estado lógico
dos circuitos internos.
Para que não ocorra um
acionamento indevido de uma
saída, que pode causar um
acidente, existe um circuito
encarregado de desligar as
saídas no instante em que se
energiza o equipamento. Assim
que o microprocessador
assume o controle do
equipamento esse circuito é
desabilitado.
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
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POWER-DOWN: O caso
inverso ocorre quando um
equipamento é subitamente
desenergizado. O conteúdo
das memórias pode ser
perdido. Existe um circuito
responsável por monitorar a
tensão de alimentação e, em
caso do valor desta cair abaixo
de um limite pré-determinado,
o circuito é acionado
interrompendo o proces-
samento para avisar o micro-
processador e armazenar o
conteúdo das memórias em
tempo hábil.
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BateriaCircuitos 
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WATCH-DOG-TIMER: Para
garantir no caso de falha do
microprocessador, que o
programa não entre em “
loop” , o que seria um
desastre, existe um circuito
denominado “Cão de
Guarda”, que deve ser
acionado em intervalos de
tempo pré-determinados.
Caso não seja acionado, ele
assume o controle do
circuito sinalizando um falha
geral.
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS CONSTITUINTES DO CLP
CARR
DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP
BateriaCircuitos 
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MÓDULOS OU 
INTERFACES DE 
ENTRADA são circuitos 
utilizados para adequar 
eletricamente os sinais de 
entrada para que possa 
ser processado pela CPU 
(ou microprocessador) do 
CLP. Temos dois tipos 
básicos de entrada: as 
DIGITAIS e as 
ANALÓGICAS.
CARR
ENTRADAS DIGITAIS
São aquelas que possuem apenas dois estados
possíveis: ligado ou desligado.
Alguns dos exemplos de dispositivos que podem ser ligados
a elas são:
§ Botoeiras;
§ Chaves (ou micro) fim de curso;
§ Sensores de proximidade indutivos ou capacitivos;
§ Chaves comutadoras;
§ Termostatos;
§ Pressostatos;
§ Controle de nível (bóia);
§ Etc.
CARR
CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS: ENTRADAS DIGITAIS
• As entradas digitais podem ser construídas para operarem em
corrente contínua (24 VCC ) ou em corrente alternada (110 ou 220
VCA).
• Podem ser também do tipo N (NPN) ou do tipo P (PNP).
* No caso do tipo N, é necessário fornecer o potencial negativo
(terra ou neutro) da fonte de alimentação ao borne de entrada
para que a mesma seja ativada.
* No caso do tipo P é necessário fornecer o potencial positivo
(fase ) ao borne de entrada.
* Em qualquer dos tipos é de praxe existir uma isolação galvânica
entre o circuito de entrada e a CPU. Esta isolação é feita
normalmente através de opto acopladores.
• As entradas de 24 VCC são utilizadas quando a distância entre os
dispositivos de entrada e o CLP não excedam 50 m. Caso contrário,
o nível de ruído pode provocar disparos acidentais.
ENTRADAS DIGITAISCARR
CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS: ENTRADAS DIGITAIS
Permitem que o controlador possa manipular grandezas analógicas,
enviadas normalmente por sensores eletrônicos. As grandezas
analógicas elétricas tratadas por estes módulos são normalmente
tensão e corrente. Os principais dispositivos utilizados com as
entradas analógicas são:
§ Sensores de pressão manométrica;
§ Sensores de pressão mecânica (strain gauges);
§ Taco - geradores para medição rotação de eixos;
§ Transmissores de temperatura;
§ Transmissores de umidade relativa, etc.
CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS: ENTRADAS ANALÓGICAS
CARR
Existem módulos especiais de entrada com funções bastante
especializadas. Alguns exemplos são:
• Módulos para Encoder Incremental;
• Módulos para Encoder Absoluto;
• Módulos para Termopares (Tipo J, K, L , S, etc);
• Módulos para Termoresistências (PT-100, Ni-100, Cu-25 ,etc);
• Módulos para Sensores de Ponte Balanceada do tipo Strain-
Gauges;
• Módulos para leitura de grandezas elétricas.
CARR
CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS: ENTRADAS ANALÓGICAS
DEsesSCRIÇÃO Destrutura OS PRINCIPAIS ELEMENTOS 
CONSTITUINTES DO CLP 
BateriaCircuitos 
Auxiliares
Módulos 
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Processamento
Rede 
Elétrica
Terminal 
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Memória 
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Usuário
Os Módulos ou
Interfaces de Saída
adequam eletricamente
os sinais vindos do
microprocessador para
que se possa atuar nos
circuitos controlados.
Existem dois tipos
básicos de interfaces
de saída: as digitais e
as analógicas.
CARR
As saídas digitais admitem apenas dois estados: ligado e desligado.
Pode-se, com elas, controlar dispositivos do tipo:
§ Relês;
§ Contatores;
§ Relês de estado-sólido;
§ Solenóides;
§ Válvulas;
§ Etc.
As saídas digitais podem ser construídas de três formas básicas:
Saída digital à Relé , Saída digital 24 VCC e Saída digital à Triac.
Nos três casos, também é de praxe, prover o circuito de um
isolamento galvânico, normalmente opto-acoplado.
CARR
CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS: SAÍDAS DIGITAIS
Os módulos ou interfaces de saída analógica
convertem valores numéricos, em sinais de saída em
tensão ou corrente. No caso de tensão normalmente 0 à
10 VCC ou 0 à 5 VCC, e no caso de corrente de 0 à 20
mA ou 4 à 20 mA. Estes sinais são utilizados para
controlar dispositivos atuadores do tipo:
• Válvulas proporcionais;
§ Motores C.C.;
§ Servo - Motores C.C;
§ Posicionadores rotativos, etc.
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CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS: SAÍDAS ANALÓGICAS
Exemplos:
§ Módulos PWM. para controle de motores C.C.;
§ Módulos para controle de Servomotores;
§ Módulos paracontrole de Motores de Passo (Step
Motor);
§ Módulos para IHM., etc.
CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS: MÓDULOS ESPECIAIS DE SAÍDA
CARR