PLC BASICO INTRODUÇÃO

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Controladores Lógico 
Programáveis
Professor : André Sousa
1 - Introdução
 CLP ou PLC 
É um equipamento eletrônico programável que tem a finalidade de 
controlar máquinas e/ou processos, capaz de executar programas que 
contém instruções de sequência lógica, temporização e contagem, 
operações lógicas e aritméticas, interagindo com sinais elétricos de 
entrada e saída analógicos e digitais.
O CLP é projetado para trabalhar em ambiente industrial com variação 
de temperatura, umidade,vibrações, distúrbios elétricos e outras 
variantes existentes no ambiente industrial
 O Controlador Lógico Programável (C.L.P.) nasceu dentro da 
indústria automobilística americana, especificamente na Hydronic
Division da General Motors em 1968, devido a grande dificuldade 
de mudar a lógica de controle de painéis de comando a cada 
mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em 
altos gastos de tempo e dinheiro. 
2 - Histórico
Desde o seu aparecimento, até hoje, muita coisa evoluiu nos 
controladores lógicos, como a variedade de tipos de entradas e 
saídas, o aumento da velocidade de processamento, a inclusão de 
blocos lógicos complexos para tratamento das entradas e saídas e 
principalmente o modo de programação e a interface com o 
usuário. 
2 - Histórico
Interface de programação com D.O.S e Windows
2 - Histórico
Quadro com contactores e quadro com CLP
2 - Histórico
• Ocupam menor espaço;
• Requerem menor potência elétrica;
• São programáveis, permitindo alterar os parâmetros de 
controle; 
• Apresentam maior confiabilidade; 
• Manutenção mais fácil e rápida; 
• Oferecem maior flexibilidade; 
• Apresentam interface de comunicação com outros C.L.P.s e 
computadores de controle; 
• Permitem maior rapidez na elaboração do projeto
2 - Vantagens
Nesta configuração CPU, fonte, entradas e saídas estão encapsuladas
no mesmo módulo. A maioria dos modelos pode ser expandido.
3 - Hardware do CLP - Classificação
Este CLP pode ser montado de acordo com a necessidade
do usuário ou sistema a ser implementado.
3 - Hardware do CLP - Classificação
4 - Hardware do CLP – Principais 
componentes
Um CLP é formado por:
1 – CPU
2 – Memórias
3 – Fonte de Alimentação
4 – Bateria
5 – Módulos de entrada e saída
6 – Módulos especiais
7 – Base ou rack (CLP modular)
Unidade
Central De
Processamento
(CPU)
Entrada 
analógica
16bits
A/D
Entrada 
discreta 
(digital)
Saída 
Discreta
(Digital)
Saída
Analógica
16bits
D/A
3 - Hardware do CLP – Principais 
componentes
CPU(Central Processing Unit): 
É formado por processador (microprocessador ,microcontrolador),
sistema de memória (ROM e RAM) e os circuitos auxiliares de con-
trole.
Responsável pela execução do programa do usuário ,atualização da 
memória dados , atualização da imagem das entradas e saídas . 
Controlando os barramento de endereços, barramento de dados e 
barramento de controle. 
4 - Hardware do CLP
Cartões de entrada
Os cartões de entrada são responsáveis por receber os 
sinais elétricos provenientes do campo e transformar 
estes sinais em níveis elétricos que sejam compatíveis com 
a CPU. Podem ser digitais ou analógicos
4 - Hardware do CLP
Cartões saída:
Os cartões de saída são responsáveis por enviar os sinais 
elétricos do CLP para o campo, atuando dispositivos como: 
lâmpadas,contactores e outros
4 - Hardware do CLP
A1 A2K
1
13 14
MII MIOINPUT OUTPUT
Ladder
00
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
VCC=24VVCC=24V
-+ -+COM
13 14
1
1
COM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1 1 11
0000
A1 A2K
1
13 14
S1
13 14
S1
4 – Hardware – Cartões de I/O
No momento em que o PLC é energizado ele executada 
uma série de operações pré-programadas que estão 
gravadas em seu programa monitor:
- Verifica o funcionamento eletrônico da CPU,memórias
e circuitos auxiliares
- Verifica a configuração interna e compara com os 
módulos instalados
- Verifica o status do modo de funcionamento( 
RUN,PROG e etc)
- Verifica a existência de um programa de usuário
- Emite um erro no caso de alguma falha encontrada
5 – Ciclo de inicialização do PLC
• É o processo onde a CPU lê as entradas,executa o
programa do usuário e atualiza as saídas
• A maioria dos fabricantes informa o tempo de
processamento por instrução, o qual pode chegar a
valores em torno de décimos de microssegundos.
• Porém, o valor do scan time pode variar a cada novo 
ciclo, ao passo que, alguns CLP’s permitem ajustar um 
tempo fixo para o scan, desde de que seja o suficiente 
para executar todas as funções.
6 – Ciclo de varredura ou Scan
Inicio do ciclo
Lê as Entradas
Escreve na memória 
imagem de entrada
Executa o programa
do usuário
Processa pedidos de 
comunicação
Faz diagnostico da 
CPU
Escreve na memória 
imagem de saída
Atualiza as saídas
6 – Ciclo de varredura ou Scan
• Serve para supervisionar se houve erro em tempo
de processamento.o sistema estipula um tempo de
varredura, se este tempo é ultrapassado a
execução é interrompida e assumido um estado de
Falha(fault).
• Em alguns clps existe um contato que é acionado
pelo WDT em caso de falha de processamento.Este
contato pode ser usado
como sinalização ou para interromper a alimentação
de algum dispositivo como medida de segurança.
6 – Watch Dog Timer - (WDT) 
De maneira geral, as CPU’s
apresentam três modos de 
operação:
–Remote(Rem).
–Program(Prog)
–Execução (Run).
7 – Modos de operação da CPU 
• Modo Program – Neste modo o controlador não tem ação 
sobre o processo, portanto entradas e saidas estão 
inoperantes(podem ser feitas alterações mas estas não 
podem ser executadas)
• Modo Remote – Neste modo o controlador controla o 
processo recebendo e processando sinais de entrada e 
saída.(As alterações feitas, podem ser executadas tendo ação 
imediata após a conclusão da modificação)
• Modo Run – Neste modo o controlador esta em modo de 
execução. Não permite modificações no programa.
Obs1: Nem todos os CLP´s possuem o modo REMOTE
7 – Modos de operação da CPU 
 Tipos de memórias utilizadas no CLP são:
 RAM;
 ROM;
 EEPROM
 Flash EEPROM.
8– Memórias no CLP 
 RAM – Random Acess Memory – é um tipo de memória volátil, 
ou seja, perde os dados com a falta de alimentação. 
 Sua principal característica reside no fato de que os dados 
podem ser gravados e alterados rapidamente e facilmente.
 No CLP, acompanhada de uma bateria ou um capacitor, é 
utilizada para armazenar dados temporariamente.
8– Memórias no CLP 
 ROM – Read Only Memory – são memórias especialmente 
projetadas para manter armazenadas informações, que, sob 
hipótese alguma, poderão ser alteradas. 
 Desta forma, é uma memória somente para leitura e seus 
dados não se perdem caso ocorra falta de energia. 
 Nesse elemento são armazenados os dados do programa de 
controle do funcionamento do CLP(Firmware), gravados pelo 
fabricante. 
8– Memórias no CLP 
• EEPROM – Erasable Electrical Programable Read Only
Memory – são dispositivos de memória que, apesar de não 
voláteis, oferecem a mesma flexibilidade de reprogramação 
existente nas RAM. 
• Elas apresentam duas limitações:
– O processo de regravação de seus dados que só pode 
ser efetuado após a limpeza da célula; 
– A vida útil de uma EEPROM é limitada pelo número de 
reprogramações
8– Memórias no CLP 
 Flash EEPROM: é uma memória do tipo EEPROM que 
permite que múltiplos endereços sejam apagados ou 
escritos numa só operação. 
 Dessa forma, a gravaçãoé mais rápida que a 
EEPROM. Apesar de possuir uma vida útil menor que a 
EEPROM (mínimo de 10.000 operações de 
limpeza/escrita), 
8– Memórias no CLP 
 O sistema de memória é a parte da CPU onde são 
armazenadas todas as instruções, assim como, os 
dados para executá-las e está dividida em:
Memória do programa monitor; 
Memória do usuário;
Memória de dados;
Memória imagem das entradas/saídas
8– Memórias no CLP 
0000
....
777F
8000
...
8FFF
BFFF
C000
...
FFFF
9000
9FFF
A000
AFFF
B000
...
...
...
b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14b15
Sistema operacional
Imagem das entradas
Imagem das saídas
Memórias auxiliares
Contadores/Temporizadores
Programa do usuário
Endereço
simbólico
Endereço 
real ou
Absoluto
0000
777F
I: 1/0
8FFF
9FFF
O:2/0
B:0/0
A000
T4:1/0
BFFF
C000
FFFF
9 – Mapa de memórias 
 Memória do programa monitor (firmware): é o
responsável pelo gerenciamento de todas as atividades
do CLP e não pode ser alterado pelo usuário.
 Na maior parte dos casos o programa monitor é
gravado em memória ROM. Porém, os CLP’s atuais
permitem que o firmware seja atualizado e, nesse
caso, a memória deve ser do tipo EEPROM, por ser
regravável e não volátil.
9 – Mapa de memórias 
 Memória do usuário: é nessa memória onde fica
gravado o programa desenvolvido pelo usuário, a qual
pode ser alterada pelo mesmo.
 A capacidade e o tipo desta memória variam de acordo
com a marca/modelo do CLP e podem ser
EEPROM/Flash, EEPROM ou RAM (mantida por
bateria ou capacitor).
 É comum o uso de cartuchos de memória que
permitem a troca do programa com a troca do cartucho
de memória.
9 – Mapa de memórias 
 Memória de dados: É a região de memória destinada a
armazenar temporariamente os dados gerados pelo
programa do usuário, tais como, valores de
temporizadores, valores de contadores, códigos de
erro, senhas de acesso, etc.
 Esses valores podem ser consultados ou alterados
durante a execução do programa do usuário e, devido
a grande quantidade de regravações, essa memória só
pode ser do tipo RAM.
9 – Mapa de memórias 
 Memória imagem das entradas/saídas: Sempre que a
CPU executa o ciclo de leitura, ela armazena os
estados da cada uma das entradas ou das saídas
nessa região de memória.
 Nela a CPU irá obter informações das entradas ou das
saídas para tomar as decisões durante o
processamento do programa do usuário, não
necessitando acessar os módulos enquanto executa o
programa. Devido a grande quantidade de
regravações, essa memória é do tipo RAM.
9 – Mapa de memórias 
 A fonte de alimentação fornece energia aos elementos
eletrônicos internos do controlador, converte a tensão
de entrada em uma forma utilizável e protege os
componentes do CLP contra os picos de tensão.
 A fonte do CLP é programada de forma a suportar as
perdas rápidas de alimentação externa sem afetar a
operação do sistema.
10 – Fonte de alimentação 
• Baterias são usadas nos CLP’s para manter o relógio em
tempo real, reter parâmetros ou programas (memórias do
tipo RAM), guardar configurações de equipamentos, etc...
• As baterias do CLP normalmente são recarregáveis e do
tipo longa vida (chegando a 10 anos de vida útil). Podendo
manter os dados sem energia elétrica até por 30 dias.
• Dependendo do CLP pode-se utilizar um capacitor no lugar
da bateria.
11 – Baterias 
Esta linguagem originou-se da lógica de relés ou diagramas em
ladder(escada).
Possui duas linhas verticais e paralelas nas extremidades, representando
a alimentação do “circuito elétrico virtual(pólo positivo e pólo negativo)”.
As sequências de causa e efeito orientam-se da esquerda para direita
e de cima para baixo.
A ativação das bobinas de saída depende da habilitação de todas as
linhas horizontais,Que por sua vez depende da afirmação(verdadeiro)
dos contatos á sua esquerda.
12 – Linguagem Ladder
Alimentação + Alimentação -
BobinaContato NF
Contato NA
out
Fluxo virtual de corrente
Estrutura de um Degrau (rung)do diagrama ladder
12 – Linguagem Ladder
Fabricante Contato Normalmente 
Aberto (NA)
Contato normalmente 
fechado(NF)
IEC 61131-3
Allen-Bradley(RocKwell)
Siemens(step7)
GE fanuc
12 – Linguagem Ladder
Fabricante Bobina Bobina Negada
IEC 61131-3
Allen-Bradley(RocKwell) Inexistente
Siemens(step7) Inexistente
GE Fanuc
( )
( )
( )
( )
( )
12 – Linguagem Ladder
 A cada instrução de entrada,saída ou relé interno,está
associado a um endereço que indica a localização do mesmo
na memória do CLP.
 Este endereço é um operando identificado por letras e
números,cuja notação e diferente
para cada fabricante.EX:
Siemens(S7-200)
I0.0 Q0.0 M0.0I:0/0 O:0/0
Allen-Bradley(RSLogix500)
B3:0/0
12 – Linguagem Ladder
 Estes endereços utilizam o sistema de registradores ou registros 
numérico nas bases Binário Octal ou Hexadecimal.
Bit
Nible
Byte
Word
DoubleWord
b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13b14b15
12 – Linguagem Ladder
I:0/0 O:0/0
Allen-Bradley(RSLogix500)
B3:0/0
Input
Word
Bit
Output
Word
Bit
Binary
Word
Bit
Entrada Saída Relé Interno
12 – Linguagem Ladder
Digita-se I:0/0
0
Aparece
I:0 Endereço
N.° do bit
out
I:0 O:0
00
I:0
0
O:0
out
I:0 B0:
00
I:0
0
B0:
0
0
12 – Linguagem Ladder
I0.0 Q0.0
Siemens(S7-200)
M0.0
Input
Word
Bit
Output
Word
Bit
Binary
Word
Bit
Entrada Saída Relé Interno
12 – Linguagem Ladder
A1 A2K
1MII MIOINPUT OUTPUT
Ladder
00
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
VCC=24VVCC=24V
-+ -+COM
0
0
COM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 00
00
13 14
S1
0V0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
12 – Ladder (contato NA) 
13 14
S1
A1 A2K
1MII MIOINPUT OUTPUT
Ladder
00
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
VCC=24VVCC=24V
-+ -+COM
0
1
COM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1 11
00
A1 A2K
1
13 14
220V
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
12 – Ladder (contato NA) 
A1 A2K
1MII MIOINPUT OUTPUT
Ladder
00
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
01
02
03
04
05
06
07
10
11
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13
14
15
16
17
VCC=24VVCC=24V
-+ -+COM
0
0
COM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1 11
00
13 14
S1
0V0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
A1 A2K
1
12 – Ladder (contato NF) 
A1 A2K
1MII MIOINPUT OUTPUT
Ladder
00
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
VCC=24VVCC=24V
-+ -+COM
1
1
COM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 00
00
13 14
0V
12 – Ladder (contato NF) 
FIM