007 - Linguagem Ladder

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Tema: 
 
 
 
Linguagem Ladder 
 
 
Prof. Reinaldo Squillante Jr 
UNINOVE – Universidade Nove de Julho 
Sumário 
1 – Introdução 
 1.1 – Vantagens da linguagem Ladder 
 1.2 – Desvantagens da linguagem Ladder 
 
 
2 – Elementos do Diagrama Ladder 
 2.1 – Contatos 
 2.2 – Bobinas 
 
 
3 – Diagrama de contatos em Ladder 
 3.1 – Fluxo reverso 
 3.2 – Repetição de contatos 
 3.3 – Repetição de uma mesma bobina 
 3.4 – Relés internos (bobina e contato) 
 
 
Sumário 
4 – Conversão de Diagramas Elétricos em Diagrama 
Ladder 
 
5 – Execução dos degraus no Diagrama Ladder 
 
6- Circuitos de auto-retenção 
 6.1 – Contato “selo” 
 6.2 – Instruções SET e RESET 
 
7- Detecção de eventos 
 
8- Leitura das Entradas 
 
Referências bibliográficas 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
1 - INTRODUÇÃO 
Ladder foi a primeira linguagem que surgiu para a 
programação dos Controladores Lógicos Programáveis. 
 
 
 
 
Para que não ocorresse uma mudança de paradigma, ela 
foi desenvolvida, orientada pelos mesmos conceitos dos 
diagramas de comandos elétricos que utilizam contatos e 
bobinas. 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
1 - INTRODUÇÃO 
Vantagens 
 
• rápida adaptação do pessoal técnico devido à semelhança com os 
diagramas de comandos elétricos convencionais; 
 
• possibilidade de aproveitamento do raciocínio lógico na elaboração 
de um comando feito por relés; 
 
• fácil recomposição do diagrama original a partir do programa de 
aplicação; 
 
• fácil visualização dos estados das variáveis sobre o diagrama 
Ladder, permitindo uma rápida depuração e manutenção do 
programa. 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
1 - INTRODUÇÃO 
Vantagens 
 
• documentação fácil e clara; 
 
• símbolos padronizados e mundialmente aceitos pelos fabricantes e 
usuários; 
 
• técnica de programação mais difundida e aceita mundialmente. 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
1 - INTRODUÇÃO 
Desvantagens 
 
• sua utilização em programas extensos ou com lógicas mais 
complexas é bastante difícil de interpretar, depurar e dar 
manutenção; 
 
• programadores não familiarizados com a operação de relés 
tendem a ter dificuldades com essa linguagem; 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
2 – ELEMENTOS DO DIAGRAMA LADDER 
CONTATOS 
 
Figura 1: Símbolos para contatos utilizados por alguns fabricantes de CLPS 
(Franchi, 2008) 
 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
2 – ELEMENTOS DO DIAGRAMA LADDER 
BOBINAS 
 
Figura 2: Símbolos para bobinas utilizados por alguns fabricantes de CLPS 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
A função principal de um programa em linguagem Ladder é controlar o 
acionamento de saídas, dependendo da combinação lógica dos contatos 
de entrada. 
 
Figura 3: Estrutura típica de uma linha de programa ou degrau em Ladder. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
O conjunto dos contatos que compõem um degrau pode ser conhecido 
como condição de entrada ou lógica de controle. 
 
As instruções de saída, tais como bobinas e blocos funcionais 
(temporizadores, contadores e outras funções), devem ser os últimos 
elementos à direita. 
 
Figura 4: Estrutura típica de uma linha de programa ou degrau em Ladder. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
Um degrau é verdadeiro, ou seja, energiza uma 
saída ou um bloco funcional, quando os contatos 
permitem um fluxo “virtual de corrente”, ou seja, 
existe uma continuidade entre a barra da 
esquerda e da direita. 
 
A continuidade ocorre quando há uma 
combinação de contatos fechados que permitem 
fluir uma corrente virtual até a bobina, que deve 
ser o último elemento da linha (ou degrau). 
 
Figura 5.1: Exemplo de um degrau em Ladder. 
(Franchi, 2008) 
Figura 5.2: Possíveis caminhos de continuidade 
para o diagrama da Figura 5.1. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
 
3.1 – FLUXO REVERSO 
Quando relés eletromecânicos são utilizados para implementar uma 
lógica Ladder, o fluxo de energia pode ocorrer em qualquer sentido por 
meio dos contatos. 
 
Figura 6: Fluxo reverso no contato D. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
 
3.1 – FLUXO REVERSO 
Entretanto, uma regra seguida por quase 
todos os fabricantes de CLPs é que o 
fluxo reverso (da direita para a esquerda) 
não é permitido, ou seja, de maneira 
diferente do que acontece nos circuitos 
elétricos reais. No caso do diagrama 
Ladder a “corrente virtual” deve fluir 
somente no sentido da barra esquerda 
para a barra direita. 
 Figura 7: Circuito equivalente ao da Figura 6, 
redesenhado para evitar o fluxo reverso. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
 
3.2 – REPETIÇÃO DE CONTATOS 
Nos relés eletromecânicos somente uma 
quantidade fixa e limitada está disponível. 
 
Nos programas em Ladder, uma bobina 
pode estar associada a vários contatos 
normalmente abertos (NA) e/ou vários 
contatos normalmente fechados (NF). 
 
Cada bobina e seus respectivos contatos 
possuem um único endereço de 
referência 
 Figura 8: Repetição de contatos de uma bobina. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
 
3.2 – REPETIÇÃO DE CONTATOS 
Em um CLP também é permitido 
o uso de múltiplos contatos de um 
dispositivo de entrada (sensor). 
 
No caso da figura 9, é possível 
repetir o contato I2 na forma de 
contato NA ou NF, tantas vezes 
quanto for necessário. 
 
Figura 9: Repetição de contatos de um dispositivo 
de entrada (sensor). 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
 
3.3 – REPETIÇÃO DE UMA MESMA BOBINA 
Embora alguns modelos de CLP permitam que uma mesma saída (bobina) 
seja repetida, é desaconselhável fazê-lo porque a repetição de uma saída 
em linhas diferentes vai tornar a lógica de programa muito confusa. 
 
Outro problema, é o estado final da saída relacionada com a bobina 
devido o fato do ciclo de scan do CLP. 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
3 – DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER 
 
3.4 – RELÉS INTERNOS (BOBINAS E CONTATOS) 
Relés internos nos CLPs são elementos 
utilizados para armazenamento 
temporário de dados (bits). 
 
Para efeito de programação, suas 
bobinas podem ser energizadas e 
desativadas por meio de sensores e seus 
contatos podem ser utilizados para ligar 
ou desligar saídas físicas. Figura 10: Exemplo de utilização de um relé 
auxiliar para ligar uma saída física. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
4 – CONVERSÃO DE DIAGRAMAS ELETRICOS EM DIAGRAMA LADDER 
 Normalmente, é muito simples transcrever um diagrama 
elétrico para um diagrama ladder. Basta transformar as colunas em linhas, 
conforme mostra a figura a seguir que é o caso de um simples partida 
direta. 
Figura 11.1: Diagrama elétrico de um comando 
para partida direta. 
(Franchi, 2008) 
Figura 11.2: Diagrama ladder de um comando 
para partida direta (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
4 – CONVERSÃO DE DIAGRAMAS ELETRICOS EM DIAGRAMA LADDER 
 Neste caso específico, temos que tomar cuidado com o 
contato NF (comando: desliga) no programa em ladder. 
Figura 11.1: Diagrama elétrico de um comando 
para partida direta. 
(Franchi, 2008) 
Figura 11.2: Diagrama ladder de um comando 
para partida direta (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
4 – CONVERSÃO DE DIAGRAMAS ELETRICOS EM DIAGRAMA LADDER 
 Outro exemplo: Contatos na VERTICAL 
Figura 12.1: Exemplo de circuito que utiliza 
contato em ponte (Franchi, 2008) 
Figura 12.2: Possível conversão (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
4 – CONVERSÃO DE DIAGRAMAS ELETRICOS EM DIAGRAMA LADDER 
 Exercício: Converter o diagrama elétrico da Figura 13.1 em um diagrama 
ladder equivalente 
Figura 13.1: Diagrama elétrico (Franchi, 2008) 
Figura 13.2: Possíveis conversões (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
5 – EXECUÇÃODOS DEGRAUS DO DIAGRAMA LADDER 
 
Figura 14: Um programa em ladder é executado 
da esquerda para a direita e de cima para baixo. 
(Franchi, 2008) 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
5 – EXECUÇÃO DOS DEGRAUS DO DIAGRAMA LADDER 
 
 
Figura 15: A execução de uma linha (degrau) também é feita da esquerda para a direita e de cima 
para baixo (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
5 – EXECUÇÃO DOS DEGRAUS DO DIAGRAMA LADDER 
 
 
Figura 16: Diagrama de tempo da direita ilustra como é feita a leitura e processamento do diagrama 
apresentado à esquerda (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
6 – CIRCUITOS DE AUTO-RETENÇÃO 
 
6.1 – CONTATOS “SELO” 
 
Problema: Pretende-se controlar o funcionamento de um motor por meio de dois 
botões de pressão A (NA) e B (NF). Quando A for pressionado, o motor deve ser 
ligado e assim permanecer até que o botão B seja pressionado, quando então o 
motor deve desligar. 
 
 
Figura 17: Partida direta de um motor utilizando contato de “selo” (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
6 – CIRCUITOS DE AUTO-RETENÇÃO 
 
6.2 – INSTRUÇÕES SET e RESET 
Figura 17: Partida direta de um motor (ligado à saída Q1), utilizando bobinas set (S) e reset (R) 
(Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
6 – CIRCUITOS DE AUTO-RETENÇÃO 
 
6.2 – INSTRUÇÕES SET e RESET 
Figura 18: Símbolos IEC 61131-3 para as bobinas SET e RESET (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
6 – CIRCUITOS DE AUTO-RETENÇÃO 
 
6.2 – INSTRUÇÕES SET e RESET 
 
Exemplo de aplicação: Um alarme 
contra incêndio possui três sensores, um 
em cada andar de um prédio. Se 
qualquer um deles for acionado, o alarme 
deve ser disparado e assim permanecer 
enquanto não for pressionado outro 
botão, localizado na central, que o faz 
silenciar. 
Desenvolver um diagrama ladder que 
obedeça este requisito. 
Figura 19: Alarme de incêndio com três sensores (ALM-1, ALM-2 e ALM-3) e um botão para silenciar 
o alarme (RST) (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
7 – DETECÇÃO DE EVENTOS 
 
Existem situações em que é necessário registrar o instante em que uma entrada 
(sensor) comuta de estado, e não o estado da entrada (sensor). 
 
 
Um evento pode ser definido como uma variável lógica que indica que o evento 
ocorreu (=1) ou não ocorreu (=0). 
 
 
Para detecção de eventos, normalmente é utilizada uma técnica conhecida como 
detecção de borda, ou seja, detectar o instante em que houve uma transição de um 
estado para o outro. 
 
 
Se o estado inicial era desligado e passou para ligado, a detecção desse evento é 
chamada de “detecção de borda de subida”. No caso contrário, ou seja, a transição 
do estado ligado para o desligado, a detecção desse evento é chamada de 
“detecção de borda de descida”. 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
7 – DETECÇÃO DE EVENTOS 
 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
7 – DETECÇÃO DE EVENTOS 
 
Figura 20: Contato detector de transição positiva (borda de subida) (Franchi, 2008). 
Figura 21: Bobina detectora de transição positiva (borda de subida) (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
7 – DETECÇÃO DE EVENTOS 
 
Figura 22: Detecção de impulsos em alguns CLPs (Franchi, 2008). 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
8 – LEITURA DAS ENTRADAS 
 
0 1 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
8 – LEITURA DAS ENTRADAS 
 
1ª situação: PB1 aberto 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
8 – LEITURA DAS ENTRADAS 
 
2ª situação: PB1 fechado 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
8 – LEITURA DAS ENTRADAS 
 
Utilização de chaves externas do tipo NF 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
8 – LEITURA DAS ENTRADAS 
 
Exemplo: Deseja-se controlar o acionamento de um motor (partida 
direta) utilizando uma botoeira do tipo NA para ligá-lo e uma botoeira 
do tipo NF para desligá-lo. Implemente este controle em linguagem 
Ladder. 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
8 – LEITURA DAS ENTRADAS 
 
Solução 1: Usando contato “selo” Solução 2: Usando bobinas de auto-
retenção 
NA 
NF 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
EXERCÍCIOS 
 
 
1) Por questões de segurança, uma prensa só pode ser ligada se o operário 
pressionar simultaneamente dois botões separados 50 cm um do outro, ou seja, 
o operador deverá obrigatoriamente utilizar ambas as mãos, evitando que uma 
delas possa ser prensada acidentalmente. 
 
 Considerando que: 
 botão 1 da prensa  %IX0.0 
 botão 2 da prensa  %IX0.1 
 bobina de acionamento da prensa  %QX1.0 
 
 Pede-se: 
 a) A equação booleana que resolve este problema; 
 b) O Diagrama em Ladder equivalente à equação booleana. 
 
 
 
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EXERCÍCIOS 
 
 
2) Uma lâmpada (L) deve ser ligada quando uma chave (A) estiver fechada e uma 
chave (B) estiver aberta. 
 
 Pede-se: 
 a) O circuito lógico combinacional que resolve este problema; e 
 b) O diagrama em Ladder equivalente ao circuito lógico combinacional. 
 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
EXERCÍCIOS 
 
 
3) Um galpão dispõe de três chaves para desligar um alarme contra incêndios. 
Caso qualquer uma delas seja pressionada, deve-se desligar o alarme. 
Represente o diagrama Ladder correspondente. Considerar que os botões 
possuam contatos NA. 
 
 
 
4) Uma bomba deve ser ligada se o sensor de nível baixo não estiver acionado, ou 
manualmente por um botão liga. 
 Represente o diagrama Ladder correspondente. Considerar que o sensor possui 
um contato NA e o botão liga possua também um contato NA. 
 
 
 
 
LINGUAGEM LADDER 
EXERCÍCIOS 
 
Referência Bibliográfica 
Franchi, C.M.; Camargo, V.L.A. Controladores Lógico Programáveis – 
Sistemas Discretos, Editora Érica, 1ª edição, São Paulo, 2008.