Automação Aula 04 CLP

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TEP 00.126 
AUTOMAÇÃO DA PRODUÇÃO
Professor Bruno Campos Pedroza
E-mail: bpedroza@vm.uff.br
Celular: (21) 99621-1282
CIRCUITO LÓGICO
SEGUNDO EXERCÍCIO PARA CASA:
Um forno industrial dispõe de quatro sensores que acusam 
temperaturas acima de 1000oC e um atuador D que produz o 
desligamento automático do forno. Cada sensor i, para i = 1, 2, 3, 
4, gera um sinal Ei para um CLP que, quando ativado, indica que 
uma temperatura elevada foi detectada. Como os sensores 
podem apresentar defeitos na leitura de temperatura, o 
desligamento automático deve ser realizado quando pelo menos 
dois dos quatro sensores acusarem temperatura alta. Além disso, 
quando apenas o sensor i acusar temperatura elevada, a 
lâmpada conectada ao sinal Li deve ser acesa, indicando um 
possível defeito no sensor. Faça um mapa de Karnaugh, 
expressões lógicas e um circuito lógico para esse problema. 
Simule o programa usando o software LDmicro.
CIRCUITO LÓGICO
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA:
CIRCUITO LÓGICO
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
SENSORES
1. E1 = 1, SE A TEMPERATURA MEDIDA PELO PRIMEIRO 
SENSOR FOR SUPERIOR A 1000oC;
2. E2 = 1, SE A TEMPERATURA MEDIDA PELO SEGUNDO 
SENSOR FOR SUPERIOR A 1000oC;
3. E3 = 1, SE A TEMPERATURA MEDIDA PELO TERCEIRO 
SENSOR FOR SUPERIOR A 1000oC;
4. E4 = 1, SE A TEMPERATURA MEDIDA PELO QUARTO 
SENSOR FOR SUPERIOR A 1000oC.
CIRCUITO LÓGICO
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
 ATUADORES:
1. L1 = 1, SE APENAS O PRIMEIRO SENSOR INDICAR 
TEMPERATURA ACIMA DE 1000oC;
2. L2 = 1, SE APENAS O SEGUNDO SENSOR INDICAR 
TEMPERATURA ACIMA DE 1000oC; 
3. L3 = 1, SE APENAS O TERCEIRO SENSOR INDICAR 
TEMPERATURA ACIMA DE 1000oC;
4. L4 = 1, SE APENAS O QUARTO SENSOR INDICAR 
TEMPERATURA ACIMA DE 1000oC;
5. D = 1, QUANDO PELO MENOS DOIS DOS QUATROS 
SENSORES INDICAREM TEMPERATURA ACIMA 1000oC.
CIRCUITO LÓGICO
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
TABELA VERDADE:
E1 E2 E3 E4 D L1 L2 L3 L4
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 1 1 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 1 0 0
0 1 0 1 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 0 0
E1 E2 E3 E4 D L1 L2 L3 L4
1 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 1 1 0 0 0 0
1 0 1 0 1 0 0 0 0
1 0 1 1 1 0 0 0 0
1 1 0 0 1 0 0 0 0
1 1 0 1 1 0 0 0 0
1 1 1 0 1 0 0 0 0
1 1 1 1 1 0 0 0 0
CIRCUITO LÓGICO
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
MAPA DE KARNAUGH E EXPRESSÃO LÓGICA PARA D:
00 01 11 10
00 0 0 1 0
01 0 1 1 1
11 1 1 1 1
10 0 1 1 1
21EE
21EE
21EE21EE
1E
1E
43EE
2E
2E
2E
43EE
43EE
43EE
3E
3E
4E
4E
4E
           434232413121 EEEEEEEEEEEED 
CIRCUITO LÓGICO
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
MAPA DE KARNAUGH E EXPRESSÃO LÓGICA PARA L1:
00 01 11 10
00 0 0 0 1
01 0 0 0 0
11 0 0 0 0
10 0 0 0 0
21EE
21EE
21EE21EE
1E
1E
43EE
2E
2E
2E
43EE
43EE
43EE
3E
3E
4E
4E
4E
 43211 EEEEL 
CIRCUITO LÓGICO
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
 DE FORMA ANÁLOGA, TEM-SE AS SEGUINTES 
EXPRESSÕES LÓGICAS PARA L2, L3 E L4:
 43212 EEEEL 
 43213 EEEEL 
 43214 EEEEL 
CIRCUITO LÓGICO
LINGUAGEM LADER
Considerações Gerais:
Nos circuitos de relés, cada contato, ao assumir 
dois estados (fechado ou aberto), representa uma 
variável booleana, ou seja, uma variável que 
assume dois estados: verdadeiro ou falso.   2311 EEES 
LINGUAGEM LADDER
 Considerações Gerais:
• Pela facilidade do desenho e da inspeção de circuitos, e pela longa
experiência e tradição dos engenheiros projetistas dos quadros de
comando elétrico, uma das primeiras técnicas de programação
dos CLPs foi chamada de linguagem "de relés" ou ladder (que quer
dizer em escada ou cascata). Essa técnica mantém regras e
símbolos tradicionais do projeto de quadros de comando.   2311 EEES 
LINGUAGEM LADDER
 Considerações Gerais:
• O diagrama ladder parte de duas linhas verticais, também chamadas de 
barras de alimentação. Cada representação de causalidade é feita por 
uma linha horizontal. Esta linha, por sua vez, é formada por pelo menos 
um elemento controlado (bobina de relé) e um conjunto de condições 
para o controle desse elemento (rede de contatos).   2311 EEES 
LINGUAGEM LADDER
 Considerações Gerais:
• O Controlador Lógico Programável examina a continuidade de 
cada linha, isto é, verifica se todas as variáveis de entrada são 
verdadeiras. Trata-se de uma "continuidade lógica". Cada linha 
ladder permite programar desde funções binárias até funções 
digitais complexas.   2311 EEES 
PROGRAMAÇÃO LADDER
 Sequência adotada neste curso para o
desenvolvimento de um programa em
Linguagem Ladder.
LINGUAGEM LADER
 INSTRUÇÕES E COMANDOS DA LINGUAGEM LADER
A linguagem lader é uma linguagem gráfica de alto nível que se
assemelha ao esquema elétrico de um circuito de comando ou
diagrama de contatos.
No lader todos os tipos de instruções pertencem a dois grandes
grupos: instruções de entrada e instruções de saída.
Nas instruções de entrada são formuladas perguntas, enquanto as
instruções de saída executam algum tipo de ação em função das
respostas afirmativas ou negativas das instruções de entrada que
estão representadas na mesma linha lógica da instrução de saída.
LINGUAGEM LADER
 INSTRUÇOES E COMANDOS DA LINGUAGEM LADER
A CPU do Controlador Programável executa todas as instruções,
começando pela primeira instrução da primeira linha do programa e
indo até a última instrução da última linha do programa do usuário.
Essa execução se chama um SCAN, ou varredura do programa.
Na linguagem lader os comandos têm mesmo a estrutura de um
esquema de circuito de intertravamento baseado em lógica de relés.
Entretanto, convém lembrar que essa estrutura de linguagem
assemelha- se, mas não opera exatamente como um circuito de relés.
Ao longo do SCAN de programa, se alterado o estado de uma variável
essa mudança será considerada tão somente nas linhas subsequentes
desse próprio SCAN. A atualização das linhas anteriores somente
ocorrerá no SCAN seguinte.
LINGUAGEM LADDER
• Usaremos apenas 
um subconjunto da 
linguagem suficiente 
para fazer tudo
• Outras 
funcionalidades 
tornam os 
programas mais 
simples
LINGUAGEM LADDER
 INSTRUÇOES E COMANDOS DA LINGUAGEM LADER
As instruções básicas da maioria dos CLPs podem ser agrupadas em 
sete categorias:
1) lógica de relé ou instrução de bit;
2) temporização e contagem;
3) aritmética;
4) manipulação de dados;
5) controle de fluxo;
6) transferência de dados;
7) avançada.
LINGUAGEM LADDER
 Lógica de Relé ou Instrução de Bit
Uma instrução de bit pode ser de entrada ou de saída.
1. Durante a execução de uma instrução de entrada o 
estado de um bit em um determinado endereço é 
examinado.
2. Durante a execução de uma instrução de saída de bit 
o estado de um bit de um determinado endereço é 
alterado para O ou 1, conforme haja ou não 
continuidade lógica da linha com a qual a instrução 
está relacionada.
LINGUAGEM LADDER
 Instrução NA (XIC) (eXamine If Closed)
A CPU executa esta instrução verificando o valor do bit endereçado 
pela instrução.
1. Se o bit endereçado pela instrução estiver no estado lógico 0, a 
instrução retorna com o valor lógico falso e, portanto, não há 
continuidade lógica no trecho do ladder em que a instrução está 
inserida.
2. Se o bit endereçado pela instrução estiver no estado lógico 1, a 
instrução retorna com o valor lógico verdadeiro e, portanto, há 
continuidade lógica no trecho do ladder em que a instrução está 
inserida.
LINGUAGEM LADDER
 Instrução NA (XIC) (eXamine If Closed)
• A representação dessa instrução na linguagem ladder, 
juntamente com a sua operação, faz com que a 
mesma seja comumente interpretada como um 
contato normalmenteaberto de um relé. 
Estado do BIT Instrução NA
0 Falsa
1 Verdadeira
LINGUAGEM LADDER
 Instrução NF (XIO) (eXamine If Open)
A CPU executa esta instrução verificando o valor do bit endereçado 
pela instrução.
1. Se o bit endereçado pela instrução estiver no estado lógico 1, a 
instrução retoma com o valor lógico falso e, portanto, não há 
continuidade lógica no trecho do lader.
2. Se o bit endereçado pela instrução estiver no estado lógico 0, a 
instrução retoma com o valor lógico verdadeiro e, portanto, há 
continuidade lógica no trecho do lader.
LINGUAGEM LADDER
 Instrução NA (XIC) (eXamine If Closed)
A representação gráfica desta instrução, 
juntamente com a sua operação, faz com que ela 
seja interpretada como um contato normalmente 
fechado de um relé.
Estado do BIT Instrução NA
0 Verdadeira
1 Falsa
LINGUAGEM LADDER
 Instrução de saída - bobina energizada (OTE) (Output Terminal Energize)
A CPU executa esta instrução verificando se há ou não continuidade lógica 
na linha que antecede a instrução.
1. Caso haja continuidade lógica da linha, o bit endereçado pela instrução 
será colocado no estado lógico 1.
2. Se não houver continuidade na linha, o bit endereçado pela instrução 
será colocado no estado lógico 0.
LINGUAGEM LADDER
EXEMPLOS: Escrever um programa em 
LADDER correspondente às seguintes 
expressões lógicas:
1. X=(A e não B) ou (não A e B);
2. Y= (A e B) ou (não C e não D);
3. Z=não B e D.
LINGUAGEM LADDER
1. X=(A e não B) ou (não A e B)
LINGUAGEM LADER
2. Y= (A e B) ou (não C e não D);
LINGUAGEM LADER
3. Z=não B e D.
LINGUAGEM LADDER
TERCEIRO EXERCÍCIO PARA CASA (PARTE 1):
Fazer um programa Ladder para as seguintes 
expressões lógicas:
       43132132411 SSSSSSSSSSM 
   424312 SSSSSM 
     43243313 SSSSSSSM 
LINGUAGEM LADDER
DIAGRAMA DE CONTROLE PARA UM PROCESSO QUE SEJA ANALÓGICO E DIGITAL
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL (ADC)
CONVERTE UM SINAL ANALÓGICO EM UM SINAL 
DIGITAL.
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL (ADC)
CONVERSOR
ANALÓGICO
DIGITAL
(ADC)
0.00, 0.60, 0.95...
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL (ADC)
DIAGRAMA DE BLOCOS
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL (ADC)
FASES DA CONVESÃO ANALOGICA DIGITAL
 AMOSTRAGEM
1. Conversão do sinal contínuo em uma série 
de sinais analógicos discretos em intervalos 
periódicos
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL (ADC)
FASES DA CONVESÃO ANALOGICA DIGITAL
 QUANTIZAÇÃO
1. Cada sinal analógico discreto é atribuído a 
um dos níveis de amplitude previamente 
definidos.
2. Cada nível é um valor discreto de voltagem 
que varia conforme a faixa de trabalho do 
ADC
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL (ADC)
FASES DA CONVESÃO ANALOGICA DIGITAL
 CODIFICAÇÃO
1. Os níveis de amplitude discretos são 
convertido em um código digital
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO (DAC)
CONVERTE UM SINAL DIGITAL EM UM SINAL CONTÍNUO 
QUE ACIONA UM ATUADOR OU OUTRO DISPOSITIVO 
ANALÓGICO
LINGUAGEM LADDER
CONVERSOR DIGITAL ANALÓGICO (DAC)
 DECODIFICAÇÃO
1. A saída digital é convertida em uma série de valores 
analógicos em momentos discretos de tempo
 EXPLORAÇÃO DE DADOS
1. Cada valor sucessivo é transformado em um valor contínuo 
que permanece até o próximo intervalo de amostragem
LINGUAGEM LADDER
EXERCÍCIO:
Um sinal gerado por um medidor de ângulos 
passa por um conversor analógico digital de 4 
bits. Faça um programa ladder que acione 
um alarme sempre que o ângulo medido 
estiver no intervalo entre 135o e 225o.
LINGUAGEM LADDER
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
LINGUAGEM LADDER
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
VARIÁVEIS DE ENTRADAS:
1. B3 – BIT MAIS SIGNIFICATIVO;
2. B2;
3. B1;
4. B0 – BIT MENOS SIGNIFICATIVO.
VARIÁVEL DE SAÍDA:
1. A – ALARME.
LINGUAGEM LADDER
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO:
TABELA VERDADE
B3 B2 B1 B0 A
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
0 1 1 1 1
B3 B2 B1 B0 A
1 0 0 0 1
1 0 0 1 1
1 0 1 0 0
1 0 1 1 0
1 1 0 0 0
1 1 0 1 0
1 1 1 0 0
1 1 1 1 0
LINGUAGEM LADDER
00 01 11 10
00 0 0 0 1
01 0 0 0 1
11 0 1 0 0
10 0 1 0 0
 SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO
MAPA DE KARNAUGH
2B
23BB23BB 23BB
01BB
01BB
01BB
01BB
23BB
2B
3B3B
2B
1B
1B
0B
0B
0B
LINGUAGEM LADDER
00 01 11 10
00 0 0 0 1
01 0 0 0 1
11 0 1 0 0
10 0 1 0 0
 SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO
MAPA DE KARNAUGH
2B
23BB23BB 23BB
01BB
01BB
01BB
01BB
23BB
2B
3B3B
2B
1B
1B
0B
0B
0B
   123123 BBBBBBA 
LINGUAGEM LADDER
 SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO
PROGRAMA LADDER
OBSERVE QUE NESTA 
SOLUÇÃO O INTERVALO 
ONDE O ALARME É 
ACIONADO É DADO POR
OO 225135 
LINGUAGEM LADDER
EXERCÍCIO PARA CASA:
Um sinal gerado por um medidor de ângulos 
passa por um conversor analógico digital de 4 
bits. Faça um programa Ladder que acione 
um alarme sempre que o ângulo medido 
estiver no intervalo . 
OO 225135 
LINGUAGEM LADDER
Comando de leitura de sensores passando por 
conversores A/D: 
READ ADC
A0
A/D CONVERTER READ
LINGUAGEM LADDER
Comandos de comparação
A0 < 5
A0 > 5
A0 = 5 QUE (Compare for Equals) 
LES (Compare for Less Than) 
GRT(Compare for Greater Than) 
A0 ≠ 5 NEQ (Compare for Not Equals) 
LINGUAGEM LADDER
Comandos de comparação
A0 ≤ 5
A0 ≥ 5
LEQ (Compare for Less Than ou Equal) 
GEQ (Compare for Greater Than or Equal) 
LINGUAGEM LADDER
 EXEMPLO: Bomba de ar de posto de gasolina com 
valores de pressão analógicos lidos do sensor e da IHM
Controlador
Pneu
Sensor de 
Pressão
Botão “Pneu 
Vazio”
Ajuste de 
Pressão
IHM
Bomba 
de ar
Válvula de 
escape
LINGUAGEM LADDER
DESCRIÇÃO LÓGICA DO PROBLEMA
1. ATIVA A BOMBA SE A PRESSÃO LIDA ESTIVER 
ABAIXO DA PRESSÃO PROGRAMADA E FOR 
MAIOR QUE ZERO;
2. ATIVA A BOMBA SE O BOTÃO “PNEU VAZIO” 
ESTIVER PRESSIONADO;
3. ATIVA A VÁLVULA DE ESCAPE SE A PRESSÃO 
LIDA ESTIVER ACIMA DA PRESSÃO 
PROGRAMADA.
LINGUAGEM LADDER
VARIÁVEIS UTILIZADAS
1. VARIÁVEIS DE ENTRADA:
A. PP - PRESSÃO PROGRAMADA;
B. PL – PRESSÃO LIDA;
C. BV – BOTÃO “PNEU VAZIO”.
2. VARIÁVEIS DE SAÍDA:
A. BA – BOMBA DE AR;
B. VE – VÁLVULA DE ESCAPE.
LINGUAGEM LADDER