Comando Lógico Programável

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Controlador lógico programável
História
O CLP foi idealizado pela necessidade de poder se alterar uma linha de montagem sem que tenha de fazer grandes modificações mecânicas e elétricas.
O CLP nasceu praticamente dentro da indústria automobilística, especificamente na Hydramatic Division da General Motors, em 1968, sob o comando do engenheiro Richard Morley, fundador da Modicon (hoje uma marca da Schneider Electric) e seguindo uma especificação que refletia as necessidades de muitas indústrias manufatureiras.
A ideia inicial do CLP foi de um equipamento com seguintes características resumidas:
1. Facilidade de programação;
2. Facilidade de manutenção com conceito plug-in;
3. Alta confiabilidade;
4. Dimensões menores que painéis de Relés, para redução de custo
5. Preço competitivo;
6. Expansão em módulos;
7. Mínimo de 4000 palavras na memória.
Podemos didaticamente dividir os CLP's historicamente de acordo com o sistema de programação por ele utilizado:
1ª Geração: Os CLP's de primeira geração se caracterizam pela programação intimamente ligada ao hardware do equipamento. A linguagem utilizada era o Assembly que variava de acordo com o processador utilizado no projeto do CLP, ou seja, para poder programar era necessário conhecer a eletrônica do projeto do CLP. Assim a tarefa de programação era desenvolvida por uma equipe técnica altamente qualificada, gravando-se o programa em memória EPROM, sendo realizada normalmente no laboratório junto com a construção do CLP.
2ª Geração: Aparecem as primeiras “Linguagens de Programação” não tão dependentes do hardware do equipamento, possíveis pela inclusão de um “Programa Monitor “no CLP, o qual converte (no jargão técnico, “compila”), as instruções do programa, verifica o estado das entradas, compara com as instruções do programa do usuário e altera o estados das saídas. Os Terminais de Programação (ou maletas, como eram conhecidas) eram na verdade Programadores de Memória EPROM. As memórias depois de programadas eram colocadas no CLP para que o programa do usuário fosse executado.
3ª Geração: Os CLP's passam a ter uma Entrada de Programação, onde um Teclado ou Programador Portátil é conectado, podendo alterar, apagar, gravar o programa do usuário, além de realizar testes (Debug) no equipamento e no programa. A estrutura física também sofre alterações sendo a tendência para os Sistemas Modulares com Bastidores ou Racks.
4ª Geração: Com a popularização e a diminuição dos preços dos microcomputadores (normalmente clones do IBM PC), os CLP's passaram a incluir uma entrada para a comunicação serial. Com o auxílio dos microcomputadores a tarefa de programação passou a ser realizada nestes. As vantagens eram a utilização de várias representações das linguagens, possibilidade de simulações e testes, treinamento e ajuda por parte do software de programação, possibilidade de armazenamento de vários programas no micro, etc.
5ª Geração: Atualmente existe uma preocupação em padronizar protocolos de comunicação para os CLP's, de modo a proporcionar que o equipamento de um fabricante “converse” com o equipamento outro fabricante, não só CLP's, como Controladores de Processos, Sistemas Supervisórios, Redes Internas de Comunicação e etc., proporcionando uma integração a fim de facilitar a automação, gerenciamento e desenvolvimento de plantas industriais mais flexíveis e normalizadas, fruto da chamada Globalização. Existem Fundações Mundiais para o estabelecimento de normas e protocolos de comunicação. A grande dificuldade tem sido uma padronização por parte dos fabricantes.
Com o avanço da tecnologia e consolidação da aplicação dos CLPs no controle de sistemas automatizados, é frequente o desenvolvimento de novos recursos dos mesmos. Com os CLP's temos um aumento na praticidade de processos industriais, não mais necessitando de relés eletromagnéticos, com isso aumentando a velocidade e produtividade de processos industriais.
Um Controlador Lógico Programável ou Controlador Programável, conhecido também por suas siglas CLP ou CP e pela sigla de expressão inglesa PLC (Programmable logic controller), é um computador especializado, baseado em um microprocessador que desempenha funções de controle através de softwares desenvolvidos pelo usuário (cada CLP tem seu próprio software). É amplamente utilizado na indústria para o controle de diversos tipos e níveis de complexidade. Geralmente as famílias de Controladores Lógicos Programáveis são definidas pela capacidade de processamento de um determinado número de pontos de Entradas e/ou Saídas (E/S).
Controlador Lógico Programável segundo a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais. Segundo a NEMA (National Electrical Manufacturers Association), é um aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para armazenar internamente instruções e para implementar funções específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, controlando, por meio de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos.
Um CLP é o controlador indicado para lidar com sistemas caracterizados por eventos discretos (SEDs), ou seja, com processos em que as variáveis assumem valores zero ou um (ou variáveis ditas digitais, ou seja, que só assumem valores dentro de um conjunto finito). Podem ainda lidar com variáveis analógicas definidas por intervalos de valores de corrente ou tensão elétrica. As entradas e/ou saídas digitais são os elementos discretos, as entradas e/ou saídas analógicas são os elementos variáveis entre valores conhecidos de tensão ou corrente.
Os CLP's estão muito difundidos nas áreas de controle de processos e de automação industrial. No primeiro caso a aplicação se dá nas indústrias do tipo contínuo, produtoras de líquidos, materiais gasosos e outros produtos, no outro caso a aplicação se dá nas áreas relacionadas com a produção em linhas de montagem, por exemplo na indústria do automóvel.
Num sistema típico, toda a informação dos sensores é concentrada no controlador (CLP) que de acordo com o programa em memória define o estado dos pontos de saída conectados a atuadores.
Os CLPs têm capacidade de comunicação de dados via canais seriais. Com isto podem ser supervisionados por computadores formando sistemas de controle integrados. Softwares de supervisão controlam redes de Controladores Lógicos Programáveis.
Os canais de comunicação nos CLP´s permitem conectar à interface de operação (IHM), computadores, outros CLP´s e até mesmo com unidades de entradas e saídas remotas. Cada fabricante estabelece um protocolo para fazer com seus equipamentos troquem informações entre si. Os protocolos mais comuns são Modbus (Modicon - Schneider Eletric), EtherCAT (Beckhoff), Profibus (Siemens), Unitelway (Telemecanique - Schneider Eletric) e DeviceNet (Allen Bradley), entre muitos outros.
Redes de campo abertas como MODBUS-RTU são de uso muito comum com CLPs permitindo aplicações complexas na indústria automobilística, siderúrgica, de papel e celulose, e outras.
Tipos de controlador lógico programável
Os diferentes modelos podem incluir programação progressiva, programação tradicional, lógica de situação, interface homem-máquina e unidades terminais remotas.
Diversos tipos de controlador lógico programável são frequentemente utilizados na indústria de transformação e até mesmo em parques de diversões. Os diferentes modelos podem incluir programação progressiva, programação tradicional, lógica de situação, interface homem-máquina e unidades terminais remotas. 
A maioria destes controladores diferentes é definida pela configuração física do hardware, bem como os tipos de software ou linguagens de programação utilizadas. Hardware controlador lógico programável é, muitas vezes, construído para suportar o tempo intenso ou desgaste físico e o software é geralmente feito para ser um pouco flexível para acomodar muitas situações diferentes. Como resultado, os vários tiposde controlador de lógica programável são frequentemente concebidos para os sistemas de manufatura e automação industrial.
Lógica progressiva é considerada como sendo um dos tipos mais comuns de controlador lógico programável. Nestes sistemas, a lógica do relé é, muitas vezes, automatizada e mantida usando lógica programável. Isto faz com que os controladores de lógica de progressão sejam úteis em sistemas industriais, porque muitas funções podem ser mantidas com a mínima interação humana. Além disso, esse tipo de lógica pode ser combinada com múltiplas formas de controladores programáveis para criar sistemas avançados.
Controladores lógicos tradicionais de programação muitas vezes utilizam linguagens de computador comuns, tais como BASIC para comandos de entrada e manutenção de um sistema. Estes tipos de controlador lógico programável costumam incluir algum nível de interação humana. Controladores de lógica usando programação tradicional também podem ser usados para controlar sistemas baseados em relés ou processos de produção em fábricas que devem ser flexíveis.
Controladores lógicos programáveis utilizam diferentes linguagens de programação
Lógica de situação, ou de estado, é considerado como um dos tipos mais versáteis de controlador lógico programável. Ao construir um modelo computadorizado de uma tarefa do mundo real, controladores lógicos programáveis situacionais são frequentemente usados para ajudar com tarefas que podem mudar rapidamente. Esse modelo permite a simulação de tomada de decisão, porque o estado de um programa, muitas vezes, muda com base em dados de entrada e de saída. Muitos tipos de sistemas lógicos programáveis podem ser modelados usando essa lógica.
Interfaces homem-máquina geralmente combinam os diferentes tipos de controlador programável para permitir a automação e interação humana de rotina. Estes sistemas podem contar com comandos de entrada ou fornecer dados aos usuários quando solicitados. Este tipo é, muitas vezes, mais avançado do que os sistemas totalmente automatizados, porque várias linguagens de programação são necessárias para facilitar a interação consistente.
Unidades terminais remotas são geralmente projetadas para fornecer uma função estática. Esses tipos de controladores lógicos programáveis, muitas vezes usados remotamente, podem fornecer um fluxo consistente de dados, apesar condições ambientais adversas ou de processamento de dados. Estes sistemas são frequentemente projetados para funcionar sem grande interação humana, o que pode torna-los ideais para monitoramento, quando comparados com outros sistemas de controle.
Alguns Exemplos:
L20 e L40
Descrição
A Série L20 e L40 de controladores programáveis foram desenvolvidas associando-se qualidade e alta tecnologia, oferecendo soluções para sistemas de controle de processos industriais de pequeno, médio e grande porte. Velocidade e capacidade de memória, aliada a um processador de alta performance, permitem as mais variadas e complexas soluções em automação industrial.
Linha L20
CPU micro controlador
Memória de programa 3MB
Memória NvRam 32kB
Ciclo de Scan 150 µs / kBytes instrução
I/O incorporado 8 entradas digitais 24vcc e 8 saídas digitais 24Vcc/0,5A
Capacidade máxima centralizada 256 I/O’s
Expansão de I/O via Profibus-DP até 126 módulos de rede limitado a 8 kBytes
Interface de programação Ethernet e RS232
Interface de comunicação RS232, Profibus-DP, Ethernet
Bibliotecas inclusas PLCopen, Communication, IEC 61131-3 Dimensões 175x120x76 mm
Linha L40
CPU 266 MHz Pentium
Memória de programa 8MB
Memória NvRam 64kB
Ciclo de Scan 70 µs / kBytes instrução
I/O incorporado 8 entradas digitais 24vcc e 8 saídas digitais 24Vcc/0,5A
Capacidade máxima centralizada 512 I/O’s
Expansão de I/O via Profibus-DP até 126 módulos de rede limitado a 8 kBytes
Interface de programação Ethernet e RS232
Interface de comunicação RS232, Ethernet, Fieldbuses
Bibliotecas inclusas PLCopen, Communication, IEC 61131-3 Dimensões 175x120x76 mm
TPW03
Caracteriza-se pelo seu tamanho compacto e excelente custo benefício. Sendo, sobretudo equipado e idealizado para aplicações de pequeno e médio porte com configuração máxima de 222 E/S digitais e 22 E/S analógicas.
Descrição
Os Controladores Programáveis WEG caracterizam-se pelo seu tamanho compacto e excelente relação custo-benefício. Sendo, sobretudo, equipamentos idealizados para aplicações de pequeno e médio porte em tarefas de intertravamento, temporização, contagem e operação matemáticas, substituem com vantagens contatores auxiliares, temporizadores e contadores eletromecânicos, reduzindo o espaço necessário e facilitando significativamente as atividades de manutenção.
Aplicação
Sistemas de iluminação, energia, ventilação, transporte, alarme, irrigação, refrigeração e ar condicionado, comando de portas e cancelas, comando de bombas e compressores, comando de semáforos e outras aplicações.
Linha TPW-03
	
	Configuração máxima 220 E/S digitais e 22 E/S analógicas
Memória de programa 8K e 16K passos
4 contadores rápidos 100 kHz (fase simples), ou 2 de 50kHz (fase dupla)
Saída trem de pulso e PWM 100 kHz
Modbus (mestre e escravo) incorporado RS232 e RS485
Expansões de entradas analógicas PT100 e Termopar (Em breve)
Funcão PID e ponto flutuante
Linguagem de programação Ladder e Boolean
Maior velocidade de processamento
Compatibilidade com os módulos de expansão da linha TP02
IHM otimizadas LCD e gráficas touch screen
CLIC02
Compacto, fácil de programar e com excelente custo benefício, pode ser utilizado em sistemas de refrigeração, de ventilação, de transportes, de irrigação, em automação de pequeno porte e em gestão de casas e edifícios.
Descrição
Os Relés Programáveis WEG caracterizam-se pelo seu tamanho compacto e excelente relação custo-benefício. Sendo, sobretudo, equipamentos idealizados para aplicações de pequeno e médio porte em tarefas de intertravamento, temporização, contagem, substituem com vantagens contatores auxiliares, temporizadores e contadores eletromecânicos, reduzindo o espaço necessário e facilitando significativamente as atividades de manutenção.
Aplicações
Sistemas de iluminação, energia, ventilação, transporte, alarme, irrigação, refrigeração e ar condicionado, comando de portas e cancelas, controle de silos e elevadores, comando de bombas e compressores, comando de semáforos e outras aplicações.
Linha Clic02
	
	Alimentação em 12 Vcc, 24 Vcc ou 110/220 Vca (50/60Hz)
Configuração máxima de 44 pontos de E/S utilizando até 3 expansões
Relógio em tempo real
Visualização de mensagens e alteração de parâmetros on-line
Duas entradas rápidas de 1 KHz
Uma saída PWM (trem de pulso)
Redes Modbus incorporado nos modelos 20VR-D e 20 VT-D
Programação em Ladder e FBD
PLC300
O PLC300 é um CLP, desenvolvido para atender a necessidade de interface com o usuário em painéis e máquinas e ao mesmo tempo um completo CLP expansível.
Descrição
CLP completo, compacto, expansível com alta velocidade de processamento, grande capacidade de memória, 5 portas de comunicação incorporadas e IHM (opcional).
Características
10 entradas digitais e 1 analógica incorporada, 9 saídas digitais (sendo 1 rápida) e 1 analógica incorporada
Possibilidade de expansão de I/O digital e analógico via rede CANOpen
Módulos de expansão I/O do CFW11
Entrada de encoder (100Khz) incorporada
Interface de comunicação: Modbus-RTU (Mestre), CANOpen (Mestre)
Até 240 telas programadas pelo usuário
Programado em linguagem ladder através do software gratuito WPS (WEG Programming Suite)
IHM frontal e possibilidade de customização da membrana (disponível na versão com IHM incorporada – modelos HPC e HSC)
Display traseiro para versão fundo de painel (modelos BP e BS)
Porta USB incorporada para comunicação com o computador
Memória flash interna
Monitoramento da tensão da bateria
Porta Ethernet Modbus-TCP
Entrada para cartão de memória (tipo SD Card)
Comunicação com a linha PWS de IHMs gráficas(3,3 a 15 pol)