Controladores lógicos programáveis Respostas dos Exercicios
59 pág.

Controladores lógicos programáveis Respostas dos Exercicios


DisciplinaCiências4.413 materiais270.071 seguidores
Pré-visualização8 páginas
Respostas dos Exercícios 1 
 
 
 
 
 
Respostas dos Exercícios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Controladores Lógicos Programáveis 
Sistemas Discretos 
1a e 2a Edição 
2 Controladores Lógicos Programáveis 
Capítulo 1 
1. O Programmable Logic Controller (PLC) ou Controlador Lógico Programável (CLP) 
foi desenvolvido a partir de uma demanda existente na indústria automobilística norte-
-americana. 
 Suas primeiras aplicações foram na Hydronic Division da General Motors, em 1968, 
devido à grande dificuldade de mudar a lógica de controle de painéis de comando a 
cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam altos gastos de 
tempo e de dinheiro. 
2. O CLP foi elaborado inicialmente com uma especificação que refletia as necessidades 
de muitos usuários de circuitos a relés, não só da indústria automobilística, como de 
toda a indústria manufatureira. Para a aplicação industrial era necessário um 
controlador com as seguintes características: 
Š Facilidade de programação e reprogramação, preferivelmente na planta, para 
ser possível alterar a sequência de operações na linha de montagem; 
Š Possibilidade de manutenção e reparo, com blocos de entrada e saída 
modulares; 
Š Confiabilidade, para ser utilizado em um ambiente industrial; 
Š Redução de tamanho em comparação com o sistema tradicional que utilizava 
relés; 
Š Ser competitivo em custo com relação a painéis de relés e eletrônicos 
equivalentes; 
Š Possibilitar entradas em 115 V e saídas com 115 V e com capacidade mínima 
de 2 A para operar com válvulas solenoides e contatores; 
Š Possibilitar expansões sem grandes alterações no sistema; 
Š Memória programável com no mínimo 4 kBytes e possibilidade de expansão; 
Š Estações de operação com interface mais amigável; 
Š Possibilidade de integração dos dados de processo do CLP em bancos de dados 
gerenciais, para tornar disponíveis informações sobre o chão de fábrica para os 
departamentos envolvidos com o planejamento da produção. 
3. Sensores/transdutores: transdutor é um dispositivo que converte uma condição 
física do elemento sensor em um sinal elétrico para ser utilizado pelo CLP através da 
conexão às entradas do CLP. Um exemplo típico é um botão de pressão 
momentânea, em que um sinal elétrico é enviado do botão de pressão para o CLP, 
indicando sua condição atual (pressionado OU liberado). 
 Atuadores: a função dos atuadores é converter o sinal elétrico oriundo do CLP em 
uma condição física, normalmente ligando ou desligando algum elemento. Os 
atuadores são conectados às saídas do CLP. Um exemplo típico é fazer o controle do 
acionamento de um motor através do CLP. Neste caso a saída do CLP vai ligar ou 
desligar a bobina do contator que o comanda. 
 Controladores: de acordo com os estados das suas entradas, o controlador utiliza 
um programa de controle para calcular os estados das suas saídas. Os sinais elétricos 
 Respostas dos Exercícios 3 
das saídas são convertidos no processo através dos atuadores. Muitos atuadores 
geram movimentos, tais como válvulas, motores, bombas, e outros utilizam energia 
elétrica ou pneumática. O operador pode interagir com o controlador através dos 
parâmetros de controle. Alguns controladores podem mostrar o estado do processo 
através de uma tela ou de um display. 
4. Vantagens 
Š Facilidade e flexibilidade para alterar os programas. O CLP pode ser repro-
gramado e operar com uma lógica distinta. 
Š O programa pode ser armazenado em memória para replicação em outro 
sistema ou ser guardado como sistema reserva (backup). 
Š No caso de defeito, sinalizadores visuais no CLP informam ao operador a parte 
do sistema que está defeituosa. 
Desvantagens 
Š Custo mais elevado. 
Š Uso de algum tipo de programação ou álgebra booleana no projeto, técnicas 
que são desconhecidas por uma boa parte dos eletricistas. 
Š Sensibilidade à interferência e ruídos elétricos, comuns em instalações industriais. 
Š Necessidade de maior qualificação da equipe de manutenção. 
5. O controlador lógico programável pode ser dividido em duas partes essenciais: 
Š Uma unidade central de processamento; 
Š Sistemas de interface de entrada/saída. 
6. A Unidade Central de Processamento (UCP), mais conhecida pela sua sigla originária 
da língua inglesa CPU (Central Processing Unit), comanda todas as atividades do 
CLP, sendo formada pelos três elementos: 
Š Processador. 
Š Sistema de memórias: são divididas em duas partes: instruções do programa 
executivo que controla as atividades da CPU e instruções do programa de 
aplicação do usuário. Normalmente a última memória pode ser expandida pelo 
usuário. 
- Memória de programa: responsável pelo armazenamento do programa 
aplicativo, desenvolvido pelo usuário para desempenhar determinadas tarefas. 
- Memória de dados: local utilizado pela CPU para armazenamento temporário 
de dados. 
Š Fonte de alimentação: responsável pelo fornecimento da energia necessária 
para a alimentação da CPU e dos módulos de entrada e de saída. Fornece todos 
os níveis de tensão exigidos para as operações internas do CLP. 
7. Memória EPROM (Erasable PROM): é uma memória PROM que pode ser 
reprogramada depois de ser inteiramente apagada por uma fonte de luz ultravioleta. 
O apagamento completo do conteúdo do chip necessita que a janela do chip seja 
exposta a uma fonte de luz ultravioleta por aproximadamente 20 minutos. 
4 Controladores Lógicos Programáveis 
 Memória EEPROM (Electrically Erasable PROM): é não volátil e oferece a 
mesma flexibilidade de programação que a RAM. 
 A grande maioria dos controladores de médio e pequeno porte usa EEPROM como a 
única memória do sistema. Ela fornece armazenamento permanente para o programa 
e pode ser facilmente alterada com o uso de um dispositivo de programação (por 
exemplo, PC) ou uma unidade de programação manual. Estas duas características 
ajudam a reduzir o tempo para a alteração de programas. 
 Uma das desvantagens da EEPROM é que um byte de memória só pode ser escrito 
depois que o conteúdo anterior tiver sido apagado, causando um atraso. Esse período 
de atraso é considerável quando mudanças on-line de programação forem feitas. 
Outra desvantagem da EEPROM é a limitação do número de vezes que pode ser 
executada a operação de escrever/apagar um único byte de memória (de 10.000 a 
100.000 vezes). 
8. Memórias voláteis: perdem seu conteúdo programado quando sua alimentação 
elétrica é removida. Memórias voláteis são facilmente alteradas e é recomendado para 
a grande maioria das aplicações que utilizem uma bateria que mantenha sua 
alimentação, mesmo na ausência de alimentação externa. As baterias são chamadas 
de bateria de backup. 
9. Memória PROM e EPROM. 
10. O funcionamento do CLP é baseado num sistema microprocessado em que há uma 
estrutura de software que realiza continuamente ciclos de leitura, chamados de scan. 
O scan é constituído de três processos: 
1. Efetua a leitura dos dados através dos dispositivos via interface de entrada. 
2. Executa o programa de controle armazenado na memória. 
3. Escreve ou atualiza os dispositivos de saída via interface de saída. 
11. Chama-se tempo de varredura (scan time) o tempo gasto para a execução de um 
ciclo completo. Esse valor muda conforme o controlador e depende de muitos fatores 
(tamanho da palavra, clock, arquitetura do processador etc.). 
12. Modo de programação: no modo de programação (Prog) o CLP não executa 
nenhum programa, isto é, fica aguardando para ser configurado ou receber novos 
programas ou até receber modificações de programas já instalados. Esse tipo de 
programação é chamado de off-line (fora de operação). 
 Modo de execução: no modo de execução (Run), o CLP passa a executar o 
programa do usuário. CLPs de maior porte podem sofrer alterações de programa 
mesmo