Controladores Lógicos Programáveis

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DATA 15.04.2024
Tópicos Integradores III
2024.1
Prof. Dr. Adson Íkaro S. L. de Andrade
E-mail institucional: 030106381@prof.uninassau.edu.br
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
O Controlador Programável (CP), também chamado de Controlador Lógico Programável (CLP), e, pela sigla em inglês PLC (Programmable Logic Controller), surgiu em função das necessidades da indústria automobilística. Os painéis eletromecânicos para controle lógico utilizados anteriormente dificultavam as alterações e ajustes de sua lógica de funcionamento, fazendo as montadoras gastarem mais tempo e dinheiro a cada alteração na linha de produção.
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Evolução dos CLP
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Evolução dos CLP
A evolução dos Controladores Programáveis pode ser dividida em cinco gerações:
Na 1ª geração, a programação era feita em Assembly, exigindo do programador o conhecimento completo do hardware do equipamento, isto é, de seus componentes eletrônicos.
Na 2ª geração, surgiram as linguagens de nível médio, com programas para converter em linguagem de máquina o programa desenvolvido pelo usuário.
Na 3ª geração, os CLP apresentavam entradas de programação, permitindo sua conexão a teclados ou programadores portáteis.
Na 4ª geração, os CLP apresentavam entrada para comunicação serial, possibilitando sua programação diretamente de um computador. O software de programação instalado no computador permitia, além da programação e transferência do programa ao CLP, testar o funcionamento do programa. 
Na 5ª geração os CLP apresentam padrões de protocolos de comunicação, facilitando a interface com outros equipamentos e também com sistemas supervisórios
 
 
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Vantagens no uso de CLP
São relativamente pequenos, demandam painéis elétricos menores e, por isso, salas de comando menores.
Substituem vários dispositivos, diminuindo o consumo de energia.
Necessitam de uma quantidade menor de ligações elétricas, diminuindo a possibilidade de erros e aumentando a confiabilidade das instalações.
São fáceis de montar e de instalar.
Requerem pouca ou nenhuma manutenção.
Podem receber e enviar dados por redes industriais e comunicação com o PC, inclusive de forma on-line.
Podem ser reprogramados sem interromper o processo produtivo.
São utilizáveis em várias aplicações.
 
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Vantagens no uso de CLP
Maior Vantagem: Flexibilidade
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Capacidade e tipos de CLP
Devemos ressaltar que, com a popularização dos microcontroladores e a redução dos custos de desenvolvimento e produção, houve uma avalanche de tipos e modelos de CLPs no mercado, os quais podemos dividir em:
1) nano CLPs e micro CLPs: sao CLPs de pouca capacidade de E/S (máximo de 16 entradas e 16 saídas), normalmente só digitais, composto de um só modulo (ou placa), baixo custo e reduzida capacidade de memoria (máximo de 512 passos);
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Capacidade e tipos de CLP
2) CLP de médio porte: são CLP com uma capacidade de entrada e saída de ate 256 pontos, digitais e analógicas, podendo ser formado por um modulo básico, que pode ser expandido. Costumam permitir ate 2.048 passos de memoria interna ou externa.
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Capacidade e tipos de CLP
3) CLPs de grande porte: 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, módulos de redes locais ou remotas, etc. Permitem a utilização de ate 4.096 pontos de E/S. São montados em um bastidor (ou rack) que permite um cabeamento estruturado.
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Classificação dos CLP
Os CLP podem ser classificados como compactos ou modulares. 
Os compactos possuem em uma única unidade a fonte de alimentação, a CPU e os módulos de entrada e saída (E/S ou I/O – Input /Output). Geralmente são empregados em CLP de pequeno porte.
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Classificação dos CLP
Os CLP modulares possuem uma estrutura modular, de modo que cada modulo tem uma função especifica, ou seja, um modulo para a CPU, um modulo de entradas digitais. um modulo de entradas analógicas, um modulo de saídas digitais, um modulo de saídas analógicas, um modulo para alimentação e assim por diante.
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Partes de um CLP
Um CLP pode ser dividido em partes. Temos a unidade central de processamento (CPU), a seção de entrada/saída E/S, a fonte de alimentação e o dispositivo de programação. 
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Fonte de Alimentação
O CLP trabalha com tensões contínuas que vão de 3,3 V a 24 V e necessita de uma fonte robusta e confiável que lhe forneça as tensões a níveis tolerados de ruído e oscilação. Por isso, as fontes devem possuir características ótimas de filtragem e estabilização.
Geralmente, as fontes dos CLP são alimentadas com tensão alternada entre 90 V a 250 V e devem ser protegidas contra curto-circuito e sobrecargas, proteção que pode ser realizada por fusíveis de ação rápida ou disjuntores termomagnéticos devidamente dimensionados.
A fonte do CLP deve estar separada da fonte das cargas do processo como sensores e atuadores. Estes dispositivos não devem ser ligados à fonte do CLP por motivos de isolamento elétrico e limitações de potência, devem possuir uma fonte de alimentação exclusiva.
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Fonte de Alimentação
A fonte de alimentação também é responsável por manter a carga da bateria, necessária nos CLP que utilizam relógio em tempo real e para preservar o conteúdo de memórias do tipo RAM.
Deve-se dimensionar a fonte para alimentar todos os módulos do CLP com folga de pelo menos 20%. Caso seja necessário, pode-se usar fontes externas para complementar a capacidade da fonte principal do CLP.
As fontes podem ser do tipo bancada, bastidor ou para montagem em trilho ao lado do CLP como um módulo adicional.. 
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Unidade central de processamento
A Unidade Central de Processamento (UCP ou CPU do inglês) de um CLP realiza todas as operações lógicas, aritméticas e sequencias da automação a ser executada.
A CPU é responsável por executar o ciclo de varredura do CLP, controlar as entradas e saídas digitais e analógicas incorporadas, controlar a comunicação com os módulos adicionais, diagnosticar e sinalizar falhas, executar o RTOS (Sistema Operacional de Tempo Real), entre outras funções.
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Unidade central de processamento
Existem duas características do CLP que são determinadas pela CPU e devem ser observadas de acordo com a aplicação desejada:
Confiabilidade: o controlador deve funcionar em qualquer situação, sem interrupções e sem falhas, sejam elas de máquina ou de programa. Quanto mais recursos de tolerância a falhas, mais confiável será o controlador.
Recursos de diagnose: é a possibilidade da CPU detectar falhas de hardware e efetuar a sinalização. Pode ser um simples LED no painel frontal do CLP ou um recurso mais completo que indique o ponto exato da falha.
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Unidade central de processamento
Outra característica importante é a disponibilidade, definida como o tempo durante o qual o controlador estará disponível e ativo para realizar suas funções.
Para aumentar a disponibilidade é comum instalar-se configurações redundantes, o que significa que um ou mais módulos são duplicados e ficampermanentemente monitorando um ao outro.
No momento em que um dos módulos falha, o módulo redundante assume as suas funções. 
A redundância pode ser do processador, dos módulos de entrada e saída, dos módulos de comunicação, dos módulos de funções especiais, ou de tudo.
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Unidade central de processamento
A velocidade de trabalho da CPU pode variar de acordo com o processo, pois está diretamente ligada a fatores como:
Número de pontos de entrada e saída digitais e analógicos, inclusive em redes de comunicação industrial, que devem ser monitorados.
Tamanho do programa a ser executado.
Quantidade de loops e cálculos matemáticos necessários na aplicação, como loops de controle PID, interpolação de eixos, sub-rotinas, processamento de variáveis, entre outros.
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Unidade central de processamento
Nos primeiros CLP, o processador era composto por componentes discretos: transistores e circuitos integrados com pequeno número de portas lógicas.
Após a década de 70, o desenvolvimento dos métodos de fabricação de circuitos integrados permitiu a integração em larga escala e os processadores passaram a ser um componente único, conhecido como microprocessador ou microcontrolador.
Um microprocessador é um componente que possui basicamente uma Unidade Lógica e Aritmética (ULA) e necessita de um conjunto de circuitos auxiliares (chipset) para funcionar corretamente. Os computadores utilizam este tipo de arquitetura.
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Unidade central de processamento
Um microcontrolador possui além da ULA, uma memória e um gerenciador de entradas e saídas no mesmo circuito integrado, dispensando circuitos auxiliares.
Por este motivo, um microcontrolador normalmente é desenvolvido para aplicações específicas. Grande parte dos CLP possui microcontroladores como o principal componente de suas CPU.
A tecnologia utilizada no projeto da CPU influi diretamente em recursos, na velocidade de processamento e até mesmo na confiabilidade e na facilidade de manutenção.
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Unidade central de processamento
Também existem CLP que utilizam mais de um processador, dividindo tarefas e ganhando maior velocidade de processamento e facilidade de programação, eles ficam interligados através do barramento de comunicação do CLP e trocam informações entre si, compartilhando as memórias.
Enquanto um processador executa as tarefas básicas do CLP, gerenciando a varredura do programa e as entradas e saídas digitais, um segundo processador pode executar as tarefas mais complexas, como cálculos matemáticos, processamento de controle analógico e algoritmos especiais.
Um terceiro processador pode gerenciar as comunicações com outros CLP em uma rede multimestres.
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Memória
Nos CLP são divididas em: memória do sistema, memória de trabalho, Memória Imagem das Entradas (MIE) e Memória Imagem das Saídas (MIS), memória de dados e memória de programa.
A memória do sistema contém o programa monitor (Firmware ou Sistema Operacional), que é responsável pela inicialização da CPU, execução do ciclo de varredura, diagnósticos e outras atividades de controle, comunicação com os dispositivos externos, entre outros. Esta memória pode ser do tipo ROM, EPROM ou FLASH-EPROM..
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Memória
A memória de trabalho é pequena e normalmente localiza-se no mesmo Cl do microprocessador, ela serve para armazenar dados e códigos, temporariamente, durante o processamento do programa. Normalmente, é uma RAM de alta velocidade, também conhecida como memória cache.
As memórias MIE e MIS são utilizadas pela CPU para armazenar os estados de cada uma das entradas e das saídas durante a execução do ciclo de varredura do CLP e são do tipo RAM. Podem ser lidas e alteradas pelo usuário por meio de tabelas específicas no software de programação instalado no computador.
A memória de programa é utilizada pelo usuário para armazenar as instruções de programação que serão lidas e executadas pela CPU de acordo com o sistema operacional. Pode ser do tipo RAM ou FLASH-EPROM.
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Memória
A memória de dados é do tipo RAM, pode ser dividida em duas áreas: 
Memória para dados fixos: utilizada pelo usuário através dos terminais de programação, quando da declaração de dados no programa.
Memória para dados variáveis: utilizada pela CPU para armazenar valores de preset de contadores e temporizadores, bem como, resultados de operações lógicas e de aritmética.
O conteúdo das memórias voláteis tipo RAM pode ser preservado por meio de baterias instaladas nos CLP.
Um registro de memória é o tamanho da palavra do processador. Normalmente, nos CLP, um registro equivale a 1 ou 2 Bytes.
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Barramento de Comunicação
Conjunto de trilhas ou condutores utilizado pelo processador para trocar dados com as memórias e os dispositivos de entrada e saída. É dividido em barramento de dados e barramento de endereços.
O barramento de endereços é utilizado para transmitir ao chipset o endereço de memória de entrada ou de saída onde o processador irá ler ou escrever um dado.
O barramento de dados é utilizado para transmitir o próprio dado entre o processador, as memórias e os dispositivos de entrada e saída.
O tamanho do barramento de dados corresponde ao tamanho da palavra do processador, ou seja, se o processador possuir palavra de 16 bits, o barramento de dados possuirá 16 condutores.
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Módulos de Entradas Digitais
Os módulos de entradas digitais permitem a comunicação do CLP com os dispositivos que fornecem apenas dois níveis de tensão para representar os estados acionado ou desacionado, tais como: botoeiras, interruptores, fins de curso, sensores de presença, termostatos, pressostatos, etc.
Os dois níveis de tensão (ex.: 0 V e 24 V C.C.) são armazenados na Memória Imagem das Entradas (MIE) do CLP como bit 0 (desacionado) ou bit 1 (acionado).
O circuito eletrônico de uma entrada digital é projetado para receber sinal de tensão, ou em C.C. ou em C.A. As tensões comerciais mais comuns são:
 = 12 V ou 24 V C.C. com baixa absorção de corrente (10 mA a 15 mA).
 = 110 V ou 220 V C.A. com absorção variável de corrente.
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Módulos de Entradas Digitais
O circuito da entrada digital em C.C. pode ser:
Tipo P - quando o terminal da entrada digital (DIx) deve ser conectado ao polo positivo da fonte.
Tipo N - quando o terminal da entrada digital (DIx) deve ser conectado ao polo negativo da fonte.
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Módulos de Entradas Digitais
As interfaces das entradas digitais são responsáveis pela redução do sinal de tensão a níveis compatíveis com o CLP, tais como: 0 V e 5 V C.C. Elas são galvanicamente isoladas por opto-isoladores para que interferências na tensão de entrada não danifiquem nenhum circuito do CLP.
Uma entrada digital em C.A. contém uma ponte retificadora e um circuito RC, entre outros elementos, necessários para converter a tensão C.A. de entrada em uma tensão C.C. compatível com o circuito do opto-isolador.
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Módulos de Saída Digitais
Os módulos de saídas digitais permitem a comunicação do CLP com os dispositivos atuadores que recebem apenas dois níveis de tensão para permanecerem nos estados ligado ou desligado, tais como: LED, lâmpadas, sirenes, eletroválvulas, relés, etc.
Estes módulos recebem os sinais lógicos (0 e 1) armazenados na Memória Imagem de Saída (MIS) do CLP e os convertem em sinais de tensão capazes de ligar ou desligar os atuadores(ex.: 0 V e 24 V C.C.).
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Módulos de Saída Digitais
A escolha correta do módulo de saídas digitais ou do CLP com saídas digitais integradas depende dos valores de tensão e de corrente do atuador que se quer comandar e se é em C.C ou em C.A.
A corrente absorvida pelo atuador deve ser menor que a corrente máxima fornecida pela saída digital. Caso contrário, deve-se energizar a bobina de um relé a partir da saída digital, então utilizar seus contatos para acionar o atuador alimentado por uma fonte de tensão auxiliar em C.C ou C.A.
Existem três tipos de saídas digitais para CLP:
A relé: para atuadores com alimentação em C.C ou em C.A.
A transistor: para atuadores com alimentação em C.C. (12 V ou 24 V).
A TRIAC: para atuadores com alimentação em C.A. (110 V ou 220 V).
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Módulos de Saída Digitais a Relé
A interface da saída digital converte o sinal lógico (0 ou 1) em níveis de tensão que permitem ligar ou desligar a bobina do relé de saída. A interface é isolada do circuito da saída digital pelo próprio relé.
O circuito da saída digital permite que diferentes tipos de atuadores possam ser acionados pelo terminal de saída (DOx).
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Módulos de Saída Digitais a Relé
O circuito da saída digital a transistor (C.C.) pode ser:
Tipo P - quando o atuador externo é conectado entre o polo negativo da fonte e o terminal da saída digital do CLP (DOx).
Tipo N - quando o atuador externo é conectado entre o polo positivo da fonte e o terminal da saída digital do CLP (DOx).
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Sinais Analógicos
Muitos equipamentos na indústria trabalham com sinais contínuos e por isso requerem dispositivos capazes de ler e emitir sinais analógicos e que sejam compatíveis com a aplicação, tais como: sensores de pressão, umidade, nível, vazão, temperatura, corrente, tensão, velocidade (encoders), conversores de frequência, válvulas proporcionais, etc.
O sinal padrão de transmissão eletrônico analógico é de 4 mA a 20 mA C.C. (com alimentação em 24 V C.C.), recomendado pelo IEC em maio de 1975.
Outros valores limites de tensão e corrente C.C. padronizados comercialmente para transmissão de sinais analógicas são:
Em tensão: 0 V a 5 V, 0 V a 10 V, -10 V a 10 V.
Em corrente: 0 mA a 20 mA.
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Sinais Analógicos
Recomenda-se o uso da corrente na transmissão de sinais analógicos e a tensão para a manipulação e condicionamento do sinal localmente, dentro do instrumento, por causa das seguintes vantagens da corrente:
Imunidade a ruído elétrico.
Alimentação e sinal podem utilizar os mesmos condutores.
Insensibilidade às quedas de tensão a grandes distâncias.
O instrumento pode estar localizado distante da fonte de alimentação.
O sinal de corrente é independente das variações de tensão e da resistência do condutor.
Nas aplicações em que as distâncias entre os equipamentos são pequenas, ou em ambientes onde não haja muita geração de ruído eletromagnético, pode-se utilizar a tensão para transmissão de sinais analógicos.
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Módulos de Entradas Analógicas
Os módulos de entradas analógicas permitem a comunicação do CLP com os dispositivos que fornecem vários níveis de tensão ou de corrente para representar os diversos valores que uma grandeza analógica pode assumir dentro de uma escala.
São os transdutores que fazem o escalonamento dos sinais analógicos em grandezas elétricas analógicas, como tensão e corrente, eles fazem parte dos dispositivos que são conectados aos módulos de entradas analógicas dos CLP.
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Módulos de Entradas Analógicas
Exemplo: sensor de pressão com escala de leitura de 0 bar a 15 bar, pode fornecer em seus terminais um sinal elétrico de tensão de 0 V a 10 V e de corrente de 4 mA a 20 mA.
O sinal analógico de tensão ou de corrente nos terminais do sensor de pressão é fornecido a uma entrada analógica do CLP e passa por um conversor analógico/digital (A/D), onde é convertido em um código digital binário.
Quanto maior o número de bits utilizado pelo conversor A/D para representar a grandeza analógica, maior a resolução do sinal convertido, ou seja, melhor é a representação. Um conversor A/D típico para CLP utiliza 12 bits.
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Módulos de Entradas Analógicas
O código digital binário (bits) passa então pela interface da entrada analógica através de opto-isoladores, onde é rebaixado para tensões de 0 V a 5 V e ficará disponível à CPU para ser armazenado e tratado de acordo com as instruções do programa de usuário.
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Módulos de Entradas Analógicas
Em alguns CLP a leitura das entradas analógicas não é realizada a cada ciclo de scan do CLP. Ela é executada quando a CPU encontra uma instrução que faz referência à leitura de uma entrada analógica e seu armazenamento em um endereço de memória, geralmente de 16 bits.
O valor analógico lido é quase sempre armazenado como um valor decimal ou em código BCD.
Quando o conversor A/D (ex.: 12 bits) realiza leituras com número de bits menor que o tamanho da memória para armazenamento (ex.: 16 bits), os bits menos significativos ou os mais significativos da memória são zerados.
Um conversor A/D de 12 bits utiliza 11 bits para o valor e o décimo segundo bit para representar o sinal, assim como os demais conversores.
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Módulos de Entradas Analógicas
Exemplo 1: Uma temperatura varia linearmente entre 0 °C e 10 °C.
Para um conversor A/D de 4 bits, tem-se: 23 = 8 combinações possíveis de 0 e 1 para representar as medições de temperatura (1 bit para o sinal). A variação de temperatura a ser representada na forma digital, ou seja, a resolução da conversão é: ∆T = (10 °C – 0 °C) / (7 - 0) = 1,42857 °C.
Para um conversor A/D de 16 bits, tem-se: 215 = 32.768 combinações. Assim, ∆T = (10 °C – 0 °C) / (32.767 - 0) = 0,0003 °C.
Com 4 bits, qualquer leitura de temperatura abaixo de 1,42857 °C será armazenada pelo CLP como 0 °C. Já com 16 bits, apenas as leituras abaixo de 0,0003 °C serão armazenadas como 0 °C. Logo, a resolução do conversor A/D de 16 bits é bem melhor.
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Módulos de Saídas Analógicas
Os módulos de saídas analógicas permitem a comunicação do CLP com os dispositivos atuadores que recebem vários níveis de tensão ou de corrente e que representam os diversos valores que uma grandeza pode assumir dentro de uma escala.
São exemplos de atuadores analógicos acionados por CLP: drivers para acionamento de motores elétricos C.C., de motores de passo e de servomotores, conversores de frequência para acionamento de motores C.A., válvulas proporcionais, posicionadores rotativos, etc.
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Módulos de Saídas Analógicas
 A interface da saída analógica recebe da CPU o código digital binário (bits) e disponibiliza-o para o conversor digital/analógico (D/A), através de opto-isoladores.
O conversor D/A converte o código digital binário em um sinal analógico de tensão ou de corrente e o disponibiliza nos terminais de saída do módulo de saídas analógicas do CLP.
O sinal analógico de tensão ou de corrente pode então ser utilizado por um atuador analógico para comandar uma máquina, um equipamento ou realizar uma tarefa.
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Armazenamento de Dados de I/O
 As entradas e saídas digitais possuem apenas dois estados lógicos: tem tensão (ligado), representado pelo bit 1 e não tem tensão (desligado), representado pelo bit 0. O estado lógico de cada entrada ou saída digitalé armazenado no CLP em endereços com apenas um bit.
As entradas e saídas analógicas tratam com os sinais analógicos do mundo externo, por isso são representados por vários bits no CLP. Este conjunto de bits é armazenado na memória do CLP em um ou mais endereços (registros) contendo: 16 bits (1 Word) ou 32 bits (1 Double Word ).
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Módulos Adicionais
As necessidades de I/O digitais e analógicas dos CLP são atendidas na grande maioria dos casos pelos módulos convencionais.
Em algumas situações, como na contagem de pulsos de elevada frequência, as entradas convencionais são extremamente lentas e controladas pela CPU, que também precisa gerenciar todos os demais módulos de I/O e executar o programa.
Como a CPU não pode ficar permanentemente contando pulsos, acaba perdendo a contagem de alguns.
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Módulos Adicionais
Essa deficiência pode produzir erros inaceitáveis, como por exemplo: quando se deseja controlar a posição de uma máquina pela contagem de pulsos gerados por um encoder.
Nesse caso, deve-se utilizar um módulo contador rápido, que possui um microprocessador dedicado em tempo integral à contagem de pulsos. 
• Quando a CPU precisa saber o resultado da contagem ela solicita ao módulo contador rápido.
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Módulos Adicionais
Além dos módulos contadores rápidos, os fabricantes de CLP oferecem uma grande variedade de módulos especiais:
Módulo de entrada termopar: projetado para aceitar diretamente as entradas de um termopar e fazer a compensação de junta fria, linearização da medição e detecção de erros. Seu funcionamento é semelhante ao dos módulos de entradas analógicas, com exceção do baixo nível de sinal em mV. Os dados obtidos por esse módulo podem ser utilizados pelo CLP para fazer controle, indicação, registro, alarme ou intertravamento.
Módulo de entrada PT100: utilizado em medição de temperatura a partir de um PT100, que é um resistor cuja resistência varia linearmente com a temperatura..
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Módulos Adicionais
Módulo para medição de parâmetros elétricos: como fator de potência, tensão, corrente, energia, etc.
Módulo de saída motor de passo: gera o trem de pulsos a ser aplicado às bobinas de um motor de passo, de modo a controlar sua posição, sua velocidade ou sua aceleração, de acordo com o estabelecido pelo programa do usuário.
Módulo de controle de malha: realiza o controle de malha fechada com algoritmos PID. O processamento do controle PID é feito pelo próprio módulo, aliviando o trabalho da CPU do CLP. Também, em alguns CLP, os algoritmos PID disponíveis não atendem às necessidades de tempo e precisão exigidas para controle de sistemas rápidos.
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Módulos Adicionais
Outros módulos para funções especiais são: posicionadores, drivers para servomotores, saídas para PWM, etc.
Além dos módulos de I/O dedicados as funções especiais, existem também os módulos que permitem aos CLP se comunicarem com os dispositivos de campo (sensores e atuadores) por meio de protocolos de redes industriais, tais como: ASI, CAN, Profibus, Profinet, Modbus, DeviceNet, ControlNet, etc.
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Interface Humano Máquina
Principais característica: utilizada para monitoramento, diagnósticos e alterações on-line; permite programação rápida de pequenas instruções; possibilita a gravação e o apagamento da memória, a visualização e a alteração das variáveis do processo. Além disso:
Permite conexões remotas por meio de redes industriais de comunicação, internet (servidor de web) ou redes sem fio.
Pode estar incorporada ao CLP ou não, possuem teclado físico ou virtual e tela de cristal líquido (LCD), com ou sem toque.
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Princípio de Funcionamento
Inicialização do sistema: o programa monitor é responsável pelo diagnóstico e outras atividades de controle.
Ciclo de Scan ou ciclo de varredura: loop infinito no qual o sistema continuamente, lê todas as entradas e armazena seus estados na memória imagem de entradas (MIE), executa o programa do usuário, atualiza os estados lógicos das saídas armazenados na memória imagem de saídas (MIS) e então converte os estados lógicos das saídas em sinais de tensão ou corrente para acionar os atuadores.
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CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Princípio de Funcionamento
Tempo de scan ou de varredura: tempo decorrido entre a leitura das entradas e a atualização das saídas. Depende do tamanho do programa, quanto menor melhor. Se uma entrada alterar seus estados lógicos em intervalos menores que o tempo de scan, o CLP não perceberá as alterações e o programa poderá não funcionar conforme esperado.
Geralmente, os fabricantes de CLP fornecem o tempo de varredura relativo a execução de 1024 instruções de lógica booleana.
É comum encontrar no mercado modelos que operam com tempo de varredura que varia de 1 ms a 50 ms para processar um conjunto de 1024 instruções.
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Princípio de Funcionamento
Tempo de resposta do CLP: é o tempo decorrido entre a percepção da alteração dos estados das entradas e a correspondente alteração dos estados das saídas. Depende da velocidade do processador, da velocidade de comunicação entre o hardware do CLP, do tempo de scan, etc.
Deve-se também considerar os atrasos provenientes da utilização das redes industriais de comunicação entre o CLP e os dispositivos sensores e atuadores, que podem aumentar o tempo de resposta do CLP.
Circuito de watch-dog: circuito temporizado responsável por bloquear o CLP e parar o ciclo de scan se o tempo de scan for longo demais (em média 150 ms).
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DATA 15.04.2024
CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS (CLP)
Princípio de Funcionamento
Circuito de 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, o 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.
Circuito de Power Down: quando um CLP é subitamente desenergizado, o conteúdo das memórias tipo RAM pode ser perdido. Existe um circuito responsável por monitorar a tensão de alimentação, se o valor cair abaixo de um limite pré-determinado o circuito é acionado, o microprocessador é avisado, interrompe o processamento e transfere o conteúdo da RAM para memórias não voláteis em tempo hábil.
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