CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS (31)

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Controladores Lógicos 
Programáveis 
Prof. Juan Moises Mauricio Villanueva 
E-mail: jmauricio@cear.ufpb.br 
www.cear.ufpb.br/juan 
 
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1. Componentes de um CLP 
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Processador 
Fonte de 
Alimentação 
Unidade de 
Memória 
Dispositivos 
de 
programação 
Módulo 
de 
Entrada/
Saída 
Fonte externa 
de energia 
Entradas 
Saídas 
1. Componentes de um CLP 
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1. Controlador Lógico Programável 
Ciclo de funcionamento de um CLP: 
 
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Inicio: verifica o funcionamento da CPU, 
memorias, circuitos auxiliares, estado 
das chaves, existência de um programa 
de usuário, emite aviso de erro em caso 
de falha. Desativa todas as saídas. 
1. Controlador Lógico Programável 
Ciclo de funcionamento de um CLP: 
 
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Verifica o estado das entradas: Lê 
cada uma das entradas, verificando se 
houve acionamento. O processo é 
chamado de ciclo de varredura. 
1. Controlador Lógico Programável 
Ciclo de funcionamento de um CLP: 
 
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Compara com o programa do 
usuário: Através das instruções do 
usuário sobre qual ação tomar em caso 
de acionamento das entradas o CLP 
atualiza a memória imagem das saídas. 
1. Controlador Lógico Programável 
Ciclo de funcionamento de um CLP: 
 
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Atualiza as saídas: As saídas são 
acionadas ou desativadas conforme a 
determinação da CPU. Um novo ciclo é 
iniciado. 
1. CLP – Tipos de Variáveis 
Entradas Discretas 
• São aquelas que fornecem apenas um pulso ao controlador, ou 
seja, elas têm apenas um estado ligado ou desligado, nível alto ou 
nível baixo, remontando a álgebra boolena que trabalha com uns 
e zeros. 
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1. CLP – Tipos de Variáveis 
Entradas Analógicas 
• Para trabalhar com este tipo de entrada os controladores tem 
conversores analógico-digitais (A/D). Atualmente no mercado os 
conversores de 10 bits são os mais populares. As principais 
medidas feitas de forma analógica são a temperatura e pressão. 
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1. CLP – Tipos de Variáveis 
Saídas Discretas 
• São aquelas que exigem do controlador apenas um pulso que 
determinará o seu acionamento ou desacionamento. 
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1. CLP – Tipos de Variáveis 
Saídas Analógicas 
• Para trabalhar com este tipo de saída se requer de um conversor 
digital para analógico (D/A). 
• Exemplos: Válvula proporcional, acionamento de motores DC, 
display gráficos. 
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(a) Válvula proporcional (b) Acionamento de 
motores DC 
1. CLP – Programa LADDER 
O diagrama de contatos (Ladder) consiste em um desenho 
formado por duas linhas verticais, que representam os pólos 
positivo e negativo de uma bateria, ou fonte de alimentação 
genérica. 
 
Entre as duas linhas verticais são desenhados ramais 
horizontais que possuem chaves. Estas podem ser 
normalmente abertas, ou fechadas e representam os estados 
das entradas do CLP. 
 
 
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1. CLP – Programa LADDER 
Exemplo: partida direta de um motor de indução 
 
 
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Diagrama Elétrico Programa LADDER 
1. CLP – Programa LADDER 
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Diagrama Elétrico 
Diagrama de conexões 
Input 
Output 
2. O Contator 
As elevadas correntes que são drenadas pelos equipamentos 
industriais, principalmente os motores de alta potência 
impede que interruptores comuns sejam usados para seu 
controle. 
De fato, além de termos uma forte carga indutiva nesses 
motores, suas correntes iniciais podem alcançar valores de 
centenas ou milhares de ampères. O arco formado na abertura 
dos contatos, e o efeito de repique no fechamento poderiam 
distribuir de forma aleatória a corrente pela superfície desses 
contatos causando sua queima em pouco tempo. 
 
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2. O Contator 
Para controlar correntes intensas é preciso usar interruptores 
que tenham características especiais como: 
• Alta velocidade de fechamento e abertura dos contatos 
• Grande superfície dos contatos 
O contator é um dispositivo eletromecânico com princípio de 
funcionamento semelhante ao de um relé 
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2. O Contator 
• Uma bobina, operada por uma baixa tensão contínua ou 
alternada, move um conjunto de contatos mecânicos que 
têm as características exigidas para o controle de correntes 
intensas. 
• Os contatos podem ser do tipo NA (normalmente abertos) 
e NF (normalmente fechados). 
• Para os contatos NA, quando a bobina do contator se 
encontra desenergizada, eles permanecem desligados. 
Quando a bobina é energizada, os contacos são ligados. 
• Para os contatos NF, o comportamento é inverso: quando a 
bobina se encontra desenergizada, os contatos 
permanecem fechados. Ao ser energizada, os contatos 
abrem o circuito externo. 
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2. O Contator 
• Uma mola interna garante que a ação de abertura dos 
contatos seja muito rápida quando a bobina é 
desenergizada. 
• As bobinas dos contatos são especificadas para tensões 
alternadas de 12, 24, 110, 127, 220, 380 e 440 V. 
• Para as correntes contínuas, as tensões especificadas são de 
12, 24, 48, 110, 125 e 220 V. 
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2. O Contator 
Terminais de um Contator 
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2. O Contator 
Os contatores são usados da mesma forma que os 
interruptores comuns, ou seja, são ligados em série com os 
circuitos que devem controlar. 
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Observe que é muito importante que nas 
aplicações industriais sempre se controle todas 
as três fases ao mesmo tempo, o que não ocorre 
nos circuitos comuns domésticos de baixa 
potência. 
2. O Contator 
Pode-se utilizar diversos tipos de circuitos para controlar a 
bobina do contator, obtendo assim maior versatilidade. 
Pode-se controlar a bobina por duas chaves (botoeiras) 
obtendo assim liga e desliga independente, e além disso 
podemos adicionar um relé térmico que protege o circuito no 
caso de um sobreaquecimento ou sobrecarga. 
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2. O Contator 
K1 tem o que se denomina "contato de selo". Sua finalidade é 
agregar a função "trava" ao circuito. Assim, quando acionamos 
a botoeira que liga o motor, o contato de selo "trava" na 
posição "ligado", mantendo a bobina K1 do contator 
energizada, mesmo depois que tiramos o dedo do botão de 
acionamento. 
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2. O Contator 
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3. Símbolos Básicos da Linguagem LADDER 
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Entradas Saídas 
3. Operações Lógicas Básicas 
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Contato em Repouso 0 
Contato Atuando 1 
3. Operações Lógicas Básicas 
27 
Contato em Repouso 0 
Contato Atuando 1 
3. Operações Lógicas AND 
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3. Operações Lógicas OR 
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3. Autómatos Programáveis Industriais 
 Exemplos práticos na indústria, 
requerem implementar programas 
para comandar a saída %Q0.0 a partir 
de duas botoneiras com botões de 
marcha e paragem 
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3. Autómatos Programáveis Industriais 
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3. Símbolos lógicos comuns em diagramas ladder 
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Símbolo Ladder 
 
 
Componente de Hardware 
 
 
 
Contatos, normalmente 
abertos (interruptor, relé, 
outros dispositivos ON/OFF) 
 
 
 
Contatos normalmente 
fechados (interruptor, relé) 
 
 
 
Cargas de saída (motor, 
lâmpada, solenoide, alarme) 
 
 
 
 
Temporizador 
 
 
 
 
Contador 
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Contatos Normalmente Abertos 
Contatos Normalmente Fechado 
 Permanece aberto até que seja ativado. Quando ativado, 
ele fecha para permitir a passagem de corrente. 
 Permanece fechado, permitindo que a corrente flua até que 
seja ativado. Quando ativado, ele abre e impede, assim, o 
fluxo de corrente. 
 Ambos os tipos de contatos são usados para representar 
entradas no circuito lógico do tipo LIGADO/DESLIGADO. 
 Além dos interruptores, entradas incluem relés, sensoresdo tipo ligado/desligado ( interruptores de fim de curso e 
fotodetectores), temporizadores e outros dispositivos 
binários de contato. 
 
 
 
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Cargas de Saídas 
Cargas de saídas tais como motores, luzes, alarmes, solenoides 
e outros componentes elétricos que são ligados e desligados 
pelo sistema de controle lógico. 
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Temporizador 
O temporizador simples requer a especificação do tempo de 
espera e a identificação do contato de entrada que ativa a 
espera. Quando o sinal de entrada é recebido, o temporizador 
aguarda o tempo de espera antes de ligar ou desligar o sinal de 
saída. 
O temporizador é reiniciado (volta ao valor inicial) quando o 
sinal de entrada é desligado. 
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Contador 
Os contadores requerem duas entradas. 
A primeira é o trem de pulsos (séries de sinais 
LIGADO/DESLIGADO) que é contado pelo contador. 
A segunda é o sinal para reiniciar o contador de recomeçar o 
procedimento de contagem. Reiniciar o contador significa zerar 
a contagem em um contador progressivo e definir um valor 
inicial em um contador regressivo. 
A contagem acumulada é mantida na memória para uso, se 
demandado pela aplicação. 
 
Exemplo: Operação de Enchimento com Fluido 
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Considere o tanque de armazenamento de fluido. Quando o botão 
de iniciar X1 é pressionado, o relé de controle C1 é energizado. 
 
Por sua vez, isso energiza o solenoide S1, que abre uma válvula que 
permite que o fluido passe para o tanque. 
 
Quando o tanque enche, o interruptor da boia FS se fecha, o que 
abre o relé C1 e faz com que o solenoide S1 deixe de receber energia 
e, assim desligue o fluxo de entrada. 
 
O interruptor de boia FS também ativa o temporizador T1, que 
fornece um intervalo de 120s para que determinada reação química 
aconteça no tanque. 
 
Exemplo: Operação de Enchimento com Fluido 
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No fim do intervalo, o temporizador energiza um segundo relé C2, 
que controla dois dispositivos: 
 
(1) Ele energiza o solenoide S2, que abre uma válvula que permite 
que o fluido saia do tanque 
 
(2) Ele inicia o temporizador T2, que aguarda 90s para permitir o 
que o conteúdo do tanque seja drenado. No fim dos 90s, o 
temporizador interrompe a corrente e para de energizar o 
solenoide S2, fechando assim a válvula de escoamento. 
 
 
O pressionamento do botão de iniciar X1 reinicia os temporizadores 
e abre os respectivos contatos. 
 
Exemplo: Operação de Enchimento com Fluido 
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Diagrama 
Ladder: 
Operação de 
Enchimento 
com Fluido 
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