Controladores Lógicos Programáveis

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CONTROLADORES LÓGICOS 
PROGRAMÁVEIS 
AULA 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profª Carla Eduarda Orlando de Moraes de Lara 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Nesta etapa, abordaremos mais detalhes sobre os elementos dos 
controladores lógicos programáveis, focando os módulos de entradas e saídas 
nas operações lógicas empregando o CLP, além dos temporizadores e 
contadores. No tópico 1, estudaremos as entradas e saídas digitais em conjunto 
com os dispositivos utilizados na conexão com esses módulos. Já no tópico 2, 
analisaremos os módulos de entrada e saídas analógicos que possuem algumas 
diferenças em relação aos digitais. 
No tópico 3, discutiremos a respeito das operações lógicas que podemos 
desenvolver utilizando o CLP, fazendo ainda uma analogia com as portas lógicas 
da eletrônica digital. Ainda, no tópico 4, apresentaremos os temporizadores, que 
são elementos fundamentais ao desenvolvimento de programas de instruções 
que envolvam operações relacionadas a tempo. 
Por fim, o tópico 5 vai tratar dos contadores que, assim como os 
temporizadores, permitem contagens de eventos. Estes também são cruciais no 
controle de processos industriais, pois possibilitam contar ações e/ou eventos 
para servir de condições ao acionamento ou desativação de outros elementos. 
TEMA 1 – ENTRADAS E SAÍDAS DIGITAIS E DISPOSITIVOS 
Antes de abordamos de fato as entradas e saídas digitais, vamos 
relembrar a função do módulo de entrada e saída. Segundo Prudente (2015), o 
módulo de entradas e saídas de um CLP é formado por dispositivos cuja função 
é permitir a comunicação da unidade central do CLP com os dispositivos de 
campo. Nesse módulo, os dispositivos de campo (sensores e atuadores) são 
conectados e é realizada a interface deles com a CPU. Usualmente esses 
módulos são embutidos no CLP (caso seja do tipo compacto) ou ainda plugados 
ao CLP (se forem do tipo modular) (Petruzella, 2014). 
Ainda discutindo sobre a função de cada parte do módulo, temos que a 
unidade de entrada atua sob o sinal de entrada oriundo dos sensores de campo 
a fim de adequar o nível desses sinais para a CPU do CLP. Já a unidade de 
saída tem a missão de tratar os sinais emitidos pela CPU antes de enviá-los aos 
dispositivos conectados a ela, no caso os atuadores (Prudente, 2015). 
 
 
3 
Tanto a unidade de entrada quanto a de saída podem ser capazes de lidar 
com dois tipos diferentes de sinais chamados de digitais e analógicos. Eles 
podem ser definidos como: 
• Digitais – podem assumir apenas dois valores ou estados (como 0/1 e 
on/off); e 
• Analógicos – dentro de uma faixa de valores, podem assumir qualquer 
valor. 
Neste tópico, vamos focar as entradas e saídas digitais, deixando as 
analógicas para o próximo. 
Quando pensamos na comunicação dos elementos de campo com o CLP, 
um dos maiores desafios é a compatibilidade de níveis energéticos, pois a CPU 
costuma trabalhar com tensões baixas (0/5 Vcc), já os dispositivos conectados 
ao CLP são operados por tensões bem maiores. Nesse sentido, a solução 
encontrada para que níveis mais altos de tensão não danifiquem o CLP é separar 
eletricamente os dois circuitos por meio de um optoisolador (dispositivo que 
estudamos anteriormente), que realizará a transmissão do sinal elétrico entre os 
dois circuitos separados sem danificar nenhum deles. A Figura 1 ilustra a 
composição do circuito com o optoisolador. 
Figura 1 – Circuito optoisolador 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2015. 
Com o intuito de organizar nossos estudos, vamos dividir este tópico em 
duas seções: uma abordará o módulo de entrada digital e outra o de saída digital. 
1.1 Módulo de entrada digital 
Os sinais de entrada digitais vão depender do tipo de alimentação do 
sensor, podendo ser em corrente contínua ou alternada. Independentemente do 
 
 
4 
tipo de tensão do sinal, os níveis podem ser diferentes dos operados na CPU, 
portanto, o módulo de entrada precisa tratar esse sinal, adequando-o para ser 
enviado à CPU. Nesse sentido, deve possuir um circuito eletrônico com 
capacidade de transformar e/ou retificar os sinais, sendo que deve estar 
posicionado no interior do módulo (Prudente, 2013). 
Na Figura 2, podemos observar uma representação da conexão de 
dispositivos de entrada (sensores) ao módulo de entrada digital de um CLP, que 
pode ser tanto para um dispositivo em corrente contínua quanto alternada. O 
funcionamento do circuito ocorre mediante a energização do diodo emissor de 
luz (LED) por parte do sinal de entrada, que passará a emitir um sinal luminoso 
que será identificado pelo fototransistor receptor. Assim, o fototransistor permitirá 
a passagem de corrente no circuito ao qual se encontra inserido e transmitirá o 
sinal para a CPU. 
Figura 2 – Conexão de dispositivos de entrada ao módulo de entrada do CLP 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2015. 
Para que o circuito funcione corretamente, o diodo emissor precisa ser 
alimentado em tensão contínua; logo, é necessário um circuito interno para 
transformar, retificar e estabilizar o sinal de tensão conforme discutido por 
Prudente (2013). Ainda segundo esse mesmo autor, as tensões mais comuns 
nos módulos de entrada digitais são: 
• em corrente contínua – 12 ou 24 V, com absorção de corrente baixa entre 
10 e 15 mA; 
• em corrente alternada – 12. 24, 120 ou 220 V, com absorção de corrente 
variável; 
 
 
5 
• universal – pode trabalhar com sinais tanto em corrente contínua quanto 
alternada, porém costuma apresentar valores mais altos do que as 
anteriores (Prudente, 2013). 
Cada módulo de entrada possui uma quantidade de pontos de conexão, 
ou seja, cada ponto é considerado uma entrada. Portanto, um CLP cujo módulo 
de entrada tenha oito entradas poderá ser conectado a oito dispositivos em seu 
módulo. Conforme vimos anteriormente, as quantidades de entradas e saídas 
são padronizadas, podendo ser 8, 16, 32, 256 ou mais. Ainda, quanto maior for 
a quantidade de E/S, maior será o tamanho do CLP. 
Cada entrada tem um endereço, e quando estamos desenvolvendo o 
programa de instruções, devemos endereçar a entrada na qual o sensor de 
interesse está conectado. Isso porque o CLP não saberá identificar o sensor, e 
sim a alteração da entrada na qual ele está conectado. 
Existem diferentes tipos de dispositivos que podem ser conectados às 
entradas digitais de um CLP, e o critério básico deve ser gerar um sinal digital. 
Entre eles podemos mencionar: 
• interruptores de posição; 
• botoeiras; 
• chaves; 
• sensores; e 
• transdutores. 
1.2 Módulo de saída digital 
Quanto ao módulo de saída digital, seu circuito poderá variar conforme as 
necessidades do dispositivo de campo que será comando por ele; ou seja, é 
preciso avaliar as características elétricas e funcionais do atuador que será 
conectado ao módulo. Já vimos que existem diferentes tipos de saídas, as quais 
empregam componentes eletrônicos distintos. São elas: 
• saída a relé tanto em AC quanto em DC; 
• saída a transistor para atuador em DC; e 
• saída a TRIAC para atuador em AC. 
 
 
6 
Conforme discutido por Prudente (2013), a escolha do tipo de circuito 
empregado no módulo de saída digital depende de outros fatores, além dos 
dispositivos que serão comandos. 
• Corrente absorvida do atuador: em casos em que a corrente absorvida do 
atuador é mais alta do que a fornecida pelo módulo de saída, será 
necessário um relé de potência na saída utilizada para ajustar o nível de 
corrente. 
• Velocidade de resposta: quando se emprega um circuito com saída a 
semicondutor, no caso transistor ou TRIAC, é comum obter resposta mais 
rapidamente do que na saída a relé. 
• Tensão de alimentação: para saídas a relé, pode-se ligar dispositivos 
(tanto em CC quanto CA) em qualquer valor de tensão e corrente 
estabelecidos pelo fabricante. Já para a saída a transistor, é preciso ligar 
uma tensão contínua que tenha o valor previstopara aquele tipo de 
módulo. Por fim, na saída a TRIAC, é necessário ligar uma tensão 
alternada conforme o valor previsto para o módulo. 
Entre os dispositivos que podem ser conectados aos módulos de saída 
digitais, podemos citar os contatores, eletroválvulas, lâmpadas e sinalizadores 
em geral. Porém, quando o atuado possui natureza indutiva, como é o caso das 
bobinas do contator, é necessária a inserção de um circuito RC junto à saída 
para protegê-la contra sobretensão. A Figura 3 mostra um circuito cuja saída 
conta com a proteção RC. 
Figura 3 – Módulo de saída com proteção RC 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2015. 
 
 
7 
TEMA 2 – ENTRADAS E SAÍDAS ANALÓGICAS E DISPOSITIVOS 
Além dos sinais oriundos de variáveis discretas (digitais), a indústria 
também trabalha com automação de processos que envolvem o tratamento de 
sinais analógicos que, conforme já vimos, podem assumir diferentes valores 
dentro de uma faixa. Temperatura, pressão, velocidade etc. são exemplos de 
variáveis analógicas. 
Essas variáveis podem ser convertidas em uma grandeza elétrica por 
meio de dispositivos chamados transdutores, conforme apresentado na Figura 
4. Podemos citar como exemplos de transdutores os termopares e o encoder. 
Figura 4 – Funcionamento do transdutor 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2015. 
Os primeiros modelos de CLP não tinham a capacidade de lidar com 
sinais analógicos e se limitavam às aplicações que envolviam variáveis 
discretas. Isso fazia com que o CLP fosse empregado apenas no controle parcial 
de muitas aplicações. Com a evolução das tecnologias, foram agregados aos 
CLPs módulos de entrada e saída que podiam tratar sinais analógicos. Estamos 
falando das interfaces discretas e analógicas, o que tornou possível a aplicação 
do CLP em diversos tipos de controle de processos (Petruzella, 2014). 
Os sinais analógicos das entradas e saídas típicas estão na faixa de 0 a 
20 mA ou então na de 0 a 10 V. O processo de transmissão deles normalmente 
se inicia com a conversão de uma grandeza analógica por meio de um transdutor 
em um sinal elétrico analógico, gerando um valor analógico. Esse valor 
analógico, por sua vez, é convertido em digital pelo módulo de entrada do CLP 
que, na sequência, o enviará para a CPU, pois somente assim ela poderá 
processar o sinal. 
Após o processamento do programa de instruções, a CPU enviará um 
valor digital ao módulo de saída analógico, que fará a conversão para um valor 
analógico, enviando assim um sinal analógico ao atuado que está conectado a 
ele. Para que ocorra o processo de conversão de um sinal analógico em digital 
 
 
8 
e posteriormente de digital para analógico, são empregados dispositivos 
capazes de fazer essa conversão – no caso, o conversor analógico/digital (A/D). 
É comum que os módulos de entrada e saída analógicos tenham múltiplos 
canais, sendo possível conectar diferentes dispositivos ao CLP. Para melhor 
organização do conteúdo que estamos discutindo, dividiremos o estudo do 
módulo de entrada e saídas analógico em duas partes, como veremos a seguir. 
2.1 Módulo de entrada analógico 
Os módulos de entrada analógicos possuem um conversor A/D 
responsável por transformar o sinal oriundo do transdutor em um sinal digital que 
será enviado para a CPU. Na Figura 5, é apresentado o esquemático de um 
conversor A/D empregado neste processo. Além disso, a precisão dessa 
conversão depende do número de bits do conversor. 
Figura 5 – Princípio de funcionamento de um conversor A/D de 8 bits 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2015. 
Segundo Petruzella (2014), os módulos de entrada analógicos podem ser 
de dois tipos: sensíveis à tensão ou sensíveis à corrente. Nos módulos sensíveis 
à tensão, esta pode ser unipolar (aceita sinais de entrada variando apenas no 
sentido positivo, como de 0 a +10 V) ou bipolar (aceita valores entre um máximo 
negativo e um máximo positivo, como -10 a +10 V). 
Já os módulos de entrada sensíveis à corrente usualmente operam com 
dados analógicos na faixa de 4 a 20 mA, porém podem existir modelos que 
empregam a faixa de -20 a 20 mA. Esses módulos precisam de alimentação, que 
pode ser fornecida pelo transdutor ou pelo módulo analógico, conforme ilustrado 
na Figura 6. 
 
 
9 
Figura 6 – Alimentação fornecida pelo sensor e pelo módulo analógico 
 
Fonte: Petruzella, 2014. 
2.2 Módulo de saída analógico 
Assim como no módulo de entrada analógico, também é necessário um 
processo de conversão de sinal. Porém, no módulo de saída analógico é preciso 
converter um sinal digital proveniente da CPU em um sinal analógico (de tensão 
ou corrente), que será enviado ao dispositivo de campo analógico (atuador). Para 
a conversão de um sinal digital em analógico, é empregado um conversor 
digital/analógico (D/A). Na Figura 7, temos a representação do princípio de 
funcionamento de um conversor D/A, no caso de 8 bits, que, conforme já 
estudamos, vai influenciar a precisão do sinal convertido. 
Figura 7 – Princípio de funcionamento de um conversor D/A de 8 bits 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2015. 
 
 
10 
Segundo Petruzella (2014), um sinal analógico de saída é aquele que se 
altera continuamente e varia conforme o controle do programa do CLP. Podemos 
citar como exemplos de atuadores controlados por módulos de saída analógicos 
as válvulas de controle, os registradores gráficos, os acionadores eletrônicos e 
outros tipos que envolvem controle por meio de sinais analógicos, como 
inversores de frequência, posicionadores rotativos e servomotores CC. 
Para exemplificarmos o uso dos módulos de entrada e saída analógicos, 
vamos analisar uma aplicação típica de um sistema que trabalha com eles, 
conforme ilustrado na Figura 8 e discutido por Petruzella (2014). Nesse sistema, 
o CLP é responsável por controlar a quantidade de vazão enviada a um tanque 
de armazenamento pelo ajuste da porcentagem de abertura da válvula, sendo 
empregada uma saída analógica do CLP para controlar a vazão por meio do 
controle da abertura da válvula. O sistema vai abrir a válvula em 100% para 
iniciar o enchimento do tanque e vai diminuindo a vazão conforme o sensor de 
nível vai identificando um aumento no nível dele. Ao atingir o nível máximo, o 
CLP receberá informação pelo sensor de nível e desligará a válvula. 
Figura 8 – Sistema típico de controle de E/S analógico 
 
Fonte: Petruzella, 2014. 
Ao especificar um módulo de E/S analógico, é preciso avaliar os seguintes 
critérios: 
• quantidade de canais por módulo; 
• faixa de tensão/corrente de entrada; 
 
 
11 
• faixa de tensão/corrente de saída; 
• proteção de entrada; 
• capacitância e impedância de entrada; e 
• resolução. 
Portanto, podemos observar que o projeto de implantação de um CLP em 
um sistema automatizado precisa considerar diversos aspectos diferentes. É 
necessário avaliar cada elemento que o forma, seguindo uma lista de critérios. 
TEMA 3 – OPERAÇÕES LÓGICAS COM CLP 
As operações lógicas são empregadas em diferentes situações a fim de 
realizar operações combinacionais entre elementos. Nesse sentido, as lógicas 
combinacionais conhecidas de outras disciplinas, como a eletrônica digital, 
podem ser utilizadas na programação de CLPs para condicionar o acionamento 
de suas saídas. 
Outra característica importante dessas operações é que, para 
profissionais que possuem experiência com as portas lógicas de eletrônica, 
existe uma linguagem de programação que trabalha com blocos funcionais 
voltados à programação do CLP chamada diagrama de blocos, que estudaremos 
futuramente junto com as demais linguagens. 
Neste tópico, vamos abordar as operações lógicas básicas, discutindo 
suas tabelas-verdades, sua implementação em lógica de contatos, em diagrama 
ladder (outra linguagem de programação de CLP que estudaremos adiante) e 
por fim sua representação em diagrama de blocos. Para organizar os estudos, 
dividimoscada lógica em uma subseção a seguir. 
3.1 Lógica OU (OR) 
 A primeira lógica que trataremos é a lógica OU, do inglês OR, que pode 
ser definida como uma soma lógica binária entre dois ou mais operandos. Esses 
operandos, também chamados de variáveis, podem ser tanto elementos 
associados às entradas do CLP quanto às suas saídas. Essa lógica possui como 
tabela-verdade a representação dada na Tabela 1. Analisando-a, percebemos 
que a saída S será acionada sempre que pelo menos uma das duas variáveis 
estiver ativa, ou seja, em nível lógico 1; quando ambas forem acionadas, a saída 
 
 
12 
também será ativada. A única situação em que a saída não será acionada é 
quando nenhuma das variáveis possuir nível lógico 1. 
Tabela 1 – Tabela-verdade da lógica OU 
X Y S = X + Y 
0 0 0 
1 0 1 
0 1 1 
1 1 1 
Podemos representar a lógica OU por diferentes meios, conforme é 
possível observa na Figura 9. 
Figura 9 – Representações para a lógica OU 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2016. 
Na Figura 9(a), a lógica OU aparece por meio da representação de 
contatos, ou seja, ambos os contatos estão associados em paralelo, ao passo 
que a saída S é dada pelo acionamento de uma lâmpada. Caso qualquer um dos 
contatos (X ou Y) seja ativado, ou seja, se feche e passe a conduzir corrente 
elétrica, a lâmpada será energizada, representando a saída S ativada. 
Outra possibilidade é representar a lógica OU por meio da linguagem 
ladder, muito parecida com a lógica de contatos, que está representada na 
Figura 9(b). Podemos notar que há dois contatos normalmente abertos 
 
 
13 
associados em paralelo e responsáveis por acionar a saída S. Caso seja ativado 
(tanto X quanto Y), o caminho será fechado para a corrente elétrica, acionando 
S. O equivalente em diagrama de blocos para lógica OU é dado na Figura 9(c), 
sendo possível observar as entradas X e Y, e a saída S. 
3.2 Lógica E (AND) 
Assim como a lógica OU, a lógica E (do inglês AND) consiste na operação 
entre duas ou mais variáveis, porém nesse caso é realizada uma operação de 
produto lógico binário. A Tabela 2 representa as possíveis combinações para 
uma lógica E que opera duas variáveis, sendo possível perceber que a saída S 
é dada pelo produto entre as variáveis. Desse modo, a saída S somente terá 
nível lógico 1 caso ambas as entradas possuam nível lógico 1 também, pois 
somente nesse caso o produto de ambas as variáveis será 1. 
Tabela 2 – Tabela-verdade da lógica E 
X Y S = XY 
0 0 0 
1 0 0 
0 1 0 
1 1 1 
Agora analisaremos a lógica E em diferentes representações, 
apresentadas na Figura 10. Sempre que pensamos nessa lógica, temos que ela 
pode ser implementada pela associação em série de contatos abertos que, ao 
serem ativados e fecharem, passarão a conduzir corrente e acionarão a saída. 
 
 
 
14 
Figura 10 – Representações para a lógica E 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2016. 
Na Figura 10(a), temos a representação da lógica E implementada por 
meio de contatos elétricos, sendo a saída S representada por uma lâmpada. 
Como os contatos abertos representam nível lógico 0, a saída S somente será 
acionada quando os contatos X e Y estiverem fechados, ou seja, nível lógico 1, 
simultaneamente. 
Já a Figura 10(b) se refere à representação da lógica E em linguagem 
ladder, que consiste em dois contatos normalmente abertos de X e Y associados 
em série. Eles são responsáveis por acionar a saída S, representada pela bobina 
no final da linha. Por fim, na Figura 10(c) temos a representação da lógica E por 
meio de diagrama de blocos, em que é possível observar que se trata de um 
bloco E com entradas X e Y acionando a saída S. 
3.3 Lógica NÃO (NOT) 
Outra lógica muito empregada no desenvolvimento de programa de 
instruções para CLPs é a lógica NÃO (do inglês NOT), também conhecida como 
lógica inversora. Ela consiste em inverter o estado lógico da entrada para a 
saída, ou seja, quando a entrada X for acionada, a saída deve ser desativada, e 
quando a entrada X for desativada, a saída deve ser acionada. A tabela-verdade 
para essa lógica é apresentada na Tabela 3. 
 
 
 
15 
Tabela 3 – Tabela-verdade da lógica NÃO 
X S = �̅� 
0 1 
1 0 
Assim como fizemos nas lógicas anteriores, podemos representar a lógica 
inversora por meio de diagramas que a ilustram conforme a representação 
adotada, as quais são apresentadas na Figura 11. 
Figura 11 – Representações para a lógica NÃO 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2016. 
 Na Figura 11(a), temos a representação a lógica inversora por meio da 
lógica de contatos, sendo um contato normalmente aberto da variável X 
associado em série a uma bobina do contator K; além disso, um contato 
normalmente fechado do contator K é associado em série com a lâmpada que 
representa a saída S. Quando o contato X está em nível lógico 0, ele permanece 
fechado, mantendo desenergizada a bobina do contator K; sendo assim, seu 
contato permanece fechado, mantendo a saída em nível lógico 1. Quando a 
variável X passa ter nível lógico 1, seu contato se fechará, energizando a bobina 
de K e abrindo seu contato, portanto, a saída S será desativada. 
A representação em diagrama ladder para a lógica inversora é dada na 
Figura 11(b), por meio da qual podemos observar que o funcionamento da lógica 
é idêntico ao da lógica de comandos, porém empregando a simbologia do ladder. 
 
 
16 
Finalmente, temos na Figura 11(c) a representação em diagrama de blocos da 
lógica NÃO, caracterizando o bloco inversor, que conta com uma entrada X e 
uma saída S. O bloco tem como função inverter o valor lógico da entrada X a fim 
de produzir a saída S. 
3.4 Lógica NE (NAN) 
A lógica NE, do inglês NAN, consiste na associação em série de uma 
lógica E com uma lógica inversora, ou seja, a saída da lógica será dada pelo 
inverso da multiplicação lógica binária. A Tabela 4 apresenta as combinações 
para as variáveis X e Y que produzirão a saída S resultado da lógica NE. Ainda, 
o resultado para a saída S é correspondente ao inverso do resultado obtido para 
a lógica E, conforme esperado. 
Tabela 4 – Tabela-verdade da lógica NE 
X Y S = 𝐗𝐘̅̅ ̅̅ 
0 0 1 
1 0 1 
0 1 1 
1 1 0 
A Figura 12 ilustra as simbologias para a lógica NE, empregando as 
diferentes representações. 
Figura 12 – Representações para a lógica NE 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2016. 
 
 
17 
 A representação em lógica de contatos é apresentada na Figura 12(a), e 
na Figura 12(b) podemos verificar a representação dessa lógica em diagrama 
ladder. Por último, na Figura 12(c), temos a representação em diagrama de 
blocos, a qual apresenta um bloco NE em que podemos observar que consiste 
em um bloco E com a saída negada. 
3.5 Lógica NOU (NOR) 
A lógica NOU, do inglês NOR, é formada pela combinação em série das 
lógicas OU e inversora, respectivamente. A Tabela 5 apresenta a tabela-verdade 
para essa lógica, sendo possível observar que a saída S consiste no inverso dos 
resultados obtidos para a lógica OU. Sendo assim, a única possibilidade para 
que a saída S passe a assumir nível lógico 1 é quando ambas as variáveis (X e 
Y) estiverem em nível lógico 1. 
Tabela 5 – Tabela-verdade da lógica NOU 
X Y S = 𝐗 + 𝐘̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 
0 0 1 
1 0 0 
0 1 0 
1 1 0 
Essa lógica pode ser representada em diferentes formas, e nesse 
contexto temos a Figura 13, na qual são ilustradas as representações em: lógica 
de contatos (Figura 13(a)), diagrama ladder (Figura 13(b)) e diagrama de blocos 
(Figura 13(c)). 
 
 
 
18 
Figura 13 – Representações para a lógica NOU 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2016. 
3.6 Lógica OU exclusivo (OR exclusive) 
A última lógica que abordaremos é a lógica OU exclusivo, do inglês OR 
exclusive. Essa operação lógica produz uma saída conforme apresentado na 
Tabela 6, na qual podemos observar que a saída S consiste na expressão lógica 
dada por S = XY̅ + X̅Y. Analisando a Tabela6, percebemos que a saída S só é 
ativada quando apenas uma de qualquer uma das variáveis X ou Y recebe nível 
lógico alto, ou seja, quando X está em 1 ou quando Y está em 1. Quando X e Y 
estão simultaneamente em nível lógico 1, a saída permanece em nível lógico 0. 
Tabela 6 – Tabela-verdade da lógica OU exclusivo 
X Y S =X�̅� + �̅�Y 
0 0 0 
1 0 1 
0 1 1 
1 1 0 
A lógica OU exclusiva está representada na Figura 14, na qual são 
ilustradas as representações em: lógica de contatos (Figura 14(a)), diagrama 
ladder (Figura 14(b)) e diagrama de blocos (Figura14 (c)). 
 
 
19 
Figura 14 – Representações para a lógica OU exclusivo 
 
Fonte: elaborada com base em Prudente, 2016. 
TEMA 4 – TEMPORIZADORES 
Quando utilizamos o CLP para controlar processos, é comum a 
necessidade de submeter as ações a serem executadas a intervalos de tempo 
ou gerar sinais de comando que possuam duração preestabelecida (Prudente, 
2013). Em ambas as situações, o CLP faz uso de instruções de temporização, 
as quais são implementadas por meio dos temporizadores. Usualmente, estes 
são inseridos nos programas de instruções desenvolvidos pelo usuário, podendo 
ser de diferentes tipos. 
Neste tópico, apresentaremos os três tipos básicos de temporizadores, 
que podem ser encontrados em praticamente todos os modelos de CLPs 
disponíveis no mercado. Porém, vale ressaltar que os fabricantes podem criar 
derivações deles a fim de tornar mais fáceis algumas aplicações. Para conhecer 
todas as opções de temporizadores que um modelo de CLP oferece, é 
importante analisar o manual de instruções, pois os fabricantes sempre 
descrevem os tipos ali. 
Vamos descrever e analisar o funcionamento dos três tipos básicos de 
temporizadores: 
• temporizador com atraso na ligação; 
 
 
20 
• temporizador com atraso no desligamento; e 
• temporizador com atraso na ligação com memória. 
Basicamente, qualquer temporizador terá sempre os parâmetros de 
entrada – no caso, entrada (IN) e tempo predefinido (PT) – e uma saída Q, que 
será acionada ou desativada conforme o tipo da instrução de temporização. As 
seções a seguir tratam de cada uma das instruções de temporização 
mencionadas, discutindo seus elementos, suas funções e suas representações. 
4.1 Temporizador com atraso na ligação (TON) 
O temporizador com atraso na ligação, do inglês on-delay, é comumente 
conhecido pela sigla TON. Como o próprio nome sugere, atua no atraso de uma 
ação de ligação, ou seja, quando sua entrada IN é acionada, ele passa a contar 
o tempo de forma que, ao atingir o valor predefinido PT, aciona a saída Q. 
Podemos considerar a Figura 15 como uma representação para esse tipo 
de temporizador, o qual é ilustrado por meio de um bloco funcional, contendo 
como parâmetros de entrada IN e PT, e na saída, Q e o tempo decorrido ET. 
Vale reforçar que a simbologia adotada é genérica e empregada para fins de 
explicação do modelo de temporizador; na literatura sobre os controladores 
lógicos programáveis, será comum encontrar outras representações, porém 
sempre com os mesmos princípios. 
Figura 15 – Representações de um bloco temporizador tipo TON 
 
Para entender melhor como ocorre o processo de acionamento da saída 
Q, temos a Figura 16, que ilustra a relação entre a entrada IN e a saída Q. 
Analisando tal figura percebemos que quando a entrada IN é acionada por um 
intervalo de tempo (t) menor que PT, a saída não é acionada; portanto, a saída 
Q somente será acionada se a entrada IN for acionada por um t maior ou igual a 
PT. Além disso, assim que a entrada IN for desativada, a saída do temporizador 
 
 
21 
também o será; assim, ele não mantém a saída acionada quando a entrada é 
desligada. 
Figura 16 – Relação entre a entrada IN e a saída Q para o TON 
 
Fonte: elaborada com base em Zancan, 2011. 
O TON é empregado sempre que se deseja retardar uma ação de 
acionamento. Por exemplo, quando se desejar que, ao acionar um botão ou 
qualquer outro elemento, espere um intervalo de tempo e acione outro elemento, 
como um atuador do processo. 
4.2 Temporizador com atraso no desligamento (TOF) 
O temporizador com atraso no desligamento, também chamado de 
temporizador off-delay (TOF), consiste em uma instrução de temporização que 
atuará na contagem de tempo; porém, tal contagem só começa a partir do 
momento em que sua entrada IN é desativada, razão por que recebe esse nome. 
O TOF pode ser representado por meio do bloco apresentado na Figura 17. 
Figura 17 – Representações de um bloco temporizador tipo TOF 
 
 
 
 
22 
Analisando esse bloco, verificamos que ele possui dois parâmetros de 
entrada (a entrada IN e o tempo predefinido PT), e como saída, Q. É comum em 
alguns CLPs a apresentação do tempo decorrido em ET. 
Podemos descrever o funcionamento do bloco TOF como uma função de 
atraso no desligamento da saída Q a partir do desligamento da entrada IN; ou 
seja, quando desativamos IN o bloco inicia a contagem de tempo e desliga a 
saída Q. Podemos concluir que assim que IN é acionada, a saída Q é 
automaticamente acionada também e só desativada a partir da finalização da 
contagem de tempo que começa após o desligamento da entrada. Para melhor 
exemplificar a relação entre a entrada IN e a saída Q, temos a Figura 18, que 
expressa a relação entre o acionamento e o desligamento desses parâmetros. 
Figura 18 – Relação entre a entrada IN e a saída Q para o TOF 
 
Fonte: elaborada com base em Zancan, 2011. 
O TOF é aplicado em situações em que se deseja atrasar ações de 
desligamento, pois, a partir do momento em que sua entrada é desativa, ele inicia 
a contagem de tempo para desligar a saída. Portanto, qualquer elemento 
associado à sua saída terá a ação de desligamento retardada. 
4.3 Temporizador com atraso na ligação com memória (TONR) 
O terceiro tipo de temporizador que estudaremos é o com atraso na 
ligação com memória (TONR). Ele possui um princípio de funcionamento muito 
parecido com o TON, porém nesse caso existe uma memória que manterá a 
saída acionada mesmo que a entrada seja desligada. Uma representação para 
esse temporizador pode ser observada pela Figura 19. 
 
 
 
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Figura 19 – Representação de um bloco temporizador tipo TONR 
 
Conforme podemos verificar nessa figura, o TONR possui um parâmetro 
de entrada adicional – no caso, a entrada R, que serve como um reset para a 
função de temporização. O funcionamento desse bloco consiste em atrasar uma 
ação de ligação da saída a partir da contagem de tempo que se inicia quando a 
entrada IN é acionada. Porém, ele ainda conta com uma memória que armazena 
o valor da contagem quando a entrada IN é desligada; portanto, a saída Q poderá 
permanecer acionada mesmo com a entrada passando a ter nível lógico 0. 
Entretanto, para que possa ser reiniciada a contagem para outro evento, 
é necessário acionar a entrada R; ou seja, quando é identificada uma variação 
no sinal da entrada R, a memória do TONR será resetada, portanto, a saída será 
desligada e poderá ocorrer todo o processo de acionamento da entrada e 
contagem de tempo. A relação entre a entrada IN, a saída Q e a entrada R, 
respectivamente, é apresentada na Figura 20. 
Figura 20 – Relação entre a entrada IN e a saída Q para o TOF 
 
 
 
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Analisando essa figura, verificamos que ao acionar a entrada IN por um 
intervalo de tempo menor que PT, a saída não será acionada; porém, caso a 
entrada IN seja mantida acionada por um tempo maior ou igual a PT, a saída Q 
é acionada e mantida assim menos que IN seja desligada. A saída Q somente é 
desativada quando identificada uma variação de sinal na entrada R, que faz com 
que a contagem seja resetada, e a saída Q, desativada. 
TEMA 5 – CONTADORES 
Neste último tópico, vamos estudar os diferentes tipos de contadores 
empregados na programação dos CLPs. Conforme salienta Petruzella (2014), 
praticamente todos os fabricantes de CLP ofertam instruçõesde contadores em 
seu agrupamento de funcionalidades. Além disso, uma das aplicações mais 
comuns diz respeito ao processo de contagem de quantidades de dado item que 
passam por um determinado ponto do processo ou sistema. 
Outra característica interessante acerca dos contadores é que eles têm 
um formato semelhante aos temporizadores, contando com uma entrada que 
recebe o pulso de contagem a ser analisado pelo CLP, e outra que possibilita 
resetar a contagem (Prudente, 2016). Ainda, uma diferença substancial entre os 
contadores e os temporizadores está no fato de que o contador não opera sob 
pulsos de um relógio interno do CLP, e sim de pulsos externos ou de programas-
fontes empregados na contagem (Petruzella, 2014). 
Os CLPs normalmente trazem duas funções de contagem, o contador 
crescente e o decrescente, porém alguns fabricantes podem oferecer modelos 
com derivações destes ou ainda combinações entre as funções de contagem. 
Podemos dizer que independentemente do modelo, os contadores fazem 
contagem de eventos de diferentes tipos a partir de um sensor ou um transdutor 
que vai converter o evento em pulsos elétricos. 
Além disso, usualmente os contadores são retentivos, ou seja, têm como 
característica manter o status da contagem quando o processo é desligado, e 
quando energizado novamente o contador poderá restaurar tal status para o 
sistema (Petruzella, 2014). Para organizar nossa reflexão, vamos abordar cada 
um dos tipos de contadores em seções separadas, começando pelo crescente e 
na sequência discutindo sobre o decrescente. 
 
 
25 
5.1 Contador crescente 
O contador crescente, também conhecido pela sigla CTU (do seu termo 
em inglês counter up), é uma instrução de contagem que faz o processo de forma 
incremental, ou seja, inicia em 0 e vai até o valor pré-ajustado para contagem. 
Uma representação para o bloco CTU pode ser vista na Figura 21, que apresenta 
como parâmetros de entrada: a entrada de contagem IN, o reset do contador R 
e o valor máximo, que é o valor pré-ajustado de contagem. Além disso, como 
parâmetros de saída, temos a saída Q e o valor atual da contagem dado em CV. 
Figura 21 – Representação de um bloco contador crescente 
 
O funcionamento do bloco CTU consiste em identificar transições em sua 
entrada IN a cada vez que ocorrer uma mudança no sinal – por exemplo, uma 
borda de subida ou descida (isso depende do fabricante do CLP, por isso, 
sempre deve ser verificado cada função no manual) realizando o incremento 
unitário do valor acumulado até atingir o valor pré-ajustado dado em PV. Assim, 
o valor de CV inicia em 0 e vai até a quantidade definida em PV; quando o valor 
de CV se torna igual a PV, o acionamento da saída Q acontece. 
A saída Q permanece ativada após CV atingir o valor pré-ajustado para a 
contagem e ao identificar alteração no sinal na entrada IN a contagem continua 
a ser incrementada, porém sem alterar a saída. Caso seja necessário reiniciar o 
processo de contagem, é preciso acionar a entrada R, que será responsável por 
zerar o valor em CV e resetar a contagem. Vale lembrar que, ao acionar a 
entrada R, a saída do contador é desativada e somente será acionada ao final 
do novo processo de contagem. Esse tipo de instrução de contagem possui 
diversas aplicações nos sistemas de automação industrial, principalmente 
quando é fundamental contar qualquer tipo de evento. 
5.2 Contador decrescente 
 
 
26 
Outra opção de instrução de contagem é o contador decrescente, do 
inglês counter down (CTD). Ele difere do contador CTU pelo princípio de 
contagem: o CTU faz a contagem crescente, já o CTD realiza o processo de 
maneira decrescente, ou seja, regressiva. O contador decrescente realizará a 
contagem de maneira decremental, começando em um valor pré-ajustado e indo 
até 0. A Figura 22 ilustra uma representação para um bloco contador 
decrescente, o qual possui praticamente os mesmos parâmetros de entrada do 
bloco CTU, com exceção da entrada load, em vez do reset. Já os parâmetros de 
saída são os mesmos, porém o funcionamento do bloco também é diferente. 
Figura 22 – Representação de um bloco contador decrescente 
 
O princípio de funcionamento do contador decrescente consiste em contar 
de trás para frente, ou seja, cada vez que ocorrer um evento que altere o sinal 
da entrada IN, o valor de contagem em CV é decrementado até atingir o valor 0. 
Normalmente, a saída do bloco CTD começa acionada (na maioria dos 
fabricantes, a instrução CV se inicia com o valor máximo), e quando o processo 
de contagem é finalizado, ou seja, atinge o valor 0 em CV, ocorre o desligamento 
da saída do bloco. Porém, isso pode variar de fabricante para fabricante, por isso 
voltamos a recomendar que seja sempre verificado o funcionamento dos blocos 
de contagem do modelo de CLP que será utilizado na aplicação, o qual pode ser 
feito por meio de uma consulta em seu manual. 
Ao final do processo de contagem, o valor em CV será 0, e em alguns 
modelos de CLP pode ocorrer o decremento negativo de CV, ou seja, indo a 
valores menores que zero. Embora isso possa ocorrer, não será possível acionar 
novamente a saída Q, a não ser que seja reiniciado o processo de contagem; 
para isso, precisamos carregar novamente o valor pré-ajustado em PV para CV. 
Essa operação se dá por meio do acionamento da entrada load (LD), que será 
responsável por carregar novamente o valor de contagem para CV, portanto será 
 
 
27 
possível reiniciar a contagem decremental. Ainda, se o funcionamento do bloco 
for como descrito anteriormente, a saída Q será acionada novamente. 
Existe também a possibilidade de combinar os contadores crescente e 
decrescente, formando um bloco contador crescente-decrescente. Caso o 
modelo de CLP não conte com uma instrução de contagem em conjunto, pode-
se associar os tipos de contadores para formar a função crescente-decrescente. 
Todavia, existem modelos de CLP com instruções de contagem crescente-
decrescente, assim o bloco terá tanto entrada para contagem crescente quanto 
para decrescente e será possível realizar o processo de contagem crescente e 
na sequência regressiva, aumentando as possibilidades de aplicações. 
Por fim, podemos associar contadores de modo que sejam realizados 
processos de soma ou associar contadores com temporizadores, que também 
são aplicações comuns nos processos. Embora a maioria dos contadores 
empregado sejam os crescentes, pode ocorrer a utilização dos blocos CTD 
também nos processos. 
FINALIZANDO 
Nesta etapa, verificamos o funcionamento de diversos elementos que são 
fundamentais no funcionamento dos controladores lógicos programáveis. 
Começamos abordando os módulos de entradas e saídas digitais, além dos 
dispositivos que são conectados a eles. Vimos que esses elementos trabalham 
com sinais digitais, portanto não precisam de interfaces de conversão A/D, pois 
a unidade central de processamento do CLP já atua com esse tipo de sinal. 
Dando continuidade aos módulos de entrada e saída, aprendemos que 
estes podem ser do tipo analógicos também; nesse caso, os sinais envolvidos 
são analógicos e demandam um processo de conversão para ser processados 
pelo CLP. Portanto, existem conversores A/D no módulo de entrada e 
conversores D/A no módulo de saída, que são responsáveis pela adequação dos 
sinais lidos dos sensores e dos sinais enviados aos atuadores, respectivamente. 
Estudamos ainda as operações lógicas que podem ser implementadas 
com o CLP e que são empregadas no desenvolvimento de programas de 
instruções para realizar o condicionamento de acionamento ou desligamento de 
elementos. Em seguida, tratamos dos temporizadores, que podem ser de três 
tipos basicamente: com atraso na ligação, com atraso no desligamento e com 
atraso na ligação com memória. Vimos o funcionamento de cada um, analisando 
 
 
28 
a relação entre suas entradas e saídas. Além disso, mencionamos que, 
dependendodo modelo de CLP, podem ocorrer variações e até mesmo 
combinações desses modelos com a intenção de facilitar a programação desses 
dispositivos nas mais diversas aplicações. Por isso, é sempre muito importante 
consultar o manual fornecido pelo fabricante do CLP a fim de verificarmos as 
opções para as diversas instruções que o modelo pode conter. 
Por fim, discutimos sobre os contadores, que, assim como os 
temporizadores, também realizam processos de contagem. Verificamos que a 
diferença está no fato de o contador realizar contagem de eventos a partir de 
variações nos sinais dos elementos externos do CLP, ao passo que os 
temporizadores realizam contagem de tempo baseadas em relógio interno. Além 
disso, os contadores podem fazer contagens crescentes (no caso dos 
contadores CTU) ou decrescentes (caso seja um contador do tipo CTD). 
Verificamos que há ainda a possibilidade de combinar contadores crescentes e 
decrescentes, formando uma nova instrução de contagem capaz de realizar 
ambos os processos. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
PETRUZELLA, F. D. Controladores lógicos programáveis. 4. ed. Porto 
Alegre: AMGH, 2014. 
PRUDENTE, F. Automação industrial PLC: programação e instalação. Rio de 
Janeiro: LTC, 2016. 
_____. Automação industrial PLC: teoria e aplicações: curso básico. Rio de 
Janeiro: LTC, 2015. 
ZANCAN, M. D. Controladores programáveis. 3. ed. Santa Maria: 
Universidade Federal de Santa Maria; Colégio Técnico Industrial de Santa Maria, 
2011.