Controle e automação da produção 6 - CLPS

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CONTROLE E AUTOMAÇÃO DA 
PRODUÇÃO
Engenharia de Produção
Professor: MSc. Everton Ruggeri
CLP’s
INTRODUÇÃO
Os CLP’s (Controladores Lógico Programáveis) são equipamentos eletrônicos digitais que
utilizam uma memória programável para armazenamento interno de instruções de controle dos
módulos de entrada e saída de uma planta, oriundas de várias máquinas, dispositivos ou
processos.
CLP
HISTÓRICO
• Criado em 1968 para General Motors pela Associação BedFord;
• Intuito: Substituir os painéis de relés;
• Desenvolvido inicialmente com componentes discretos;
• Década de 80: Início de utilização no Brasil;
•Década de 90: crescimento exponencial de sua utilização na indústria
•Atualmente é o mais popular dos controles da produção.
VANTAGENS
• Maior flexibilidade e possibilidade de reutilização;
• Maior escalabilidade; 
• Menor espaço ocupado;
• Maior confiabilidade;
• Menor custo para circuitos complexos;
• Menor consumo de energia elétrica;
• Baixo nível de ruído e inexistência de faísca;
•Facilidade de configuração e programação;
• Funções adicionais: contadores, temporizadores etc.
COMPARAÇÕES
x
Painel de Relés CLP
COMPONENTES BÁSICOS
Um CLP pode ser dividido em três unidades básicas: O processador, a unidade de memória e o
barramento de dados que faz o controle e endereçamento entre entrada e saída.
CONCEITOS BÁSICOS
As entradas (I) e saídas(O) de um CLP podem ser digitais ou analógicas e as instruções seguem
a lógica de programação booleana.
CONCEITOS BÁSICOS
Entradas digitais: são aquelas que recebem sinais discretos, ou seja, sinais que só possuem dois valores
que são denominados de nível alto, representado pelo algarismo 1, e nível baixo, representado pelo algarismo
0.
Entradas analógicas: são aquelas que recebem sinais contínuos no
tempo e que podem assumir qualquer valor entre o mínimo e o
máximo valor de trabalho da entrada.
COMPONENTES BÁSICOS
 Os principais componentes de hardware de um CLP são os seguintes:
 CPU (Central Processing Unit - Unidade Central de Processamento): compreende o
processador (microprocessador, microcontrolador ou processador dedicado), o sistema de
memória (EEPROM e RAM), portas de USB, Ethernet, CAN e os circuitos auxiliares de
controle;
COMPONENTES BÁSICOS
 O microprocessador interpreta os sinais de
entrada;
 Executa a lógica de controle segundo as
instruções do programa de aplicação;
 Realiza cálculos;
 Executa operações lógicas, para, em seguida,
enviar os sinais apropriados às saídas.
O microprocessador é o elemento principal da arquitetura do controlador digital e tem como
funções o controle dos barramentos, o gerenciamento das comunicações com a memória e os
dispositivos de entrada/ saída, e a execução das instruções.
CONCEITOS BÁSICOS
• Memória do Programa Supervisor: armazena o programa supervisor do
CLP, não podendo ser modificada pelo usuário. É do tipo PROM, EPROM,
EEPROM;
• Memória do Usuário: armazena o programa do usuário com a lógica de
operação do CLP, sendo do tipo RAM, EEPROM ou FLASH-EPROM;
• Memória de Dados: armazena valores do programa do usuário, tais como
valores de temporizadores, contadores, códigos de erros e senhas, bem
como a imagem das entradas e saídas do CLP.
MEMÓRIAS
CONCEITOS BÁSICOS
 EEPROM: Memória que não perde seu conteúdo quando desligada a alimentação.
Normalmente contém o programa do usuário.
 Memória de Dados ou Tabela de Dados (RAM): nessa área são armazenados os
dados associados com o programa de controle, tais como valores de temporizadores,
contadores, constantes, etc.
 Memória Imagem das Entradas e Saídas (RAM): área que reproduz o estado de
todos os dispositivos de entrada e saída conectados ao CLP.
CONCEITOS BÁSICOS
 BIT: é a unidade para o sistema de numeração binário. Um bit é a unidade básica de
informação e pode assumir 0 ou 1.
A transmissão de dados é realizada por bits em um sistema de numeração binária
COMPONENTES BÁSICOS
 Fonte de Alimentação:
Responsável pela tensão de alimentação fornecida à CPU e aos Circuitos/Módulos de
E/S. Em alguns casos, proporciona saída auxiliar (baixa corrente).
Converte a tensão da rede de 110 ou 220
VCA em +5VCC, +12VCC ou +24VCC para
alimentar os circuitos eletrônicos, as entradas
e as saídas.
ARQUITETURA BÁSICA
Os Leds de indicação de estado apresentam
para o usuário quais entradas e saídas estão
sendo utilizadas.
ARQUITETURA BÁSICA
Quando se precisa aumentar o número de dispositivos de
I/O pode-se usar módulos de expansão tal como
mostrado:
• Nano e micro: 16 pontos de I/O; módulo
único; 512 passos de memória.
• Médio porte: até 256 pontos de I/O, digitais e
analógicos; módulo único; até 2048 passos
de memória.
• Grande porte: quantidade de pontos de I/O
escalável; construção modular ou em racks,
apresentam uma ou mais CPUs; quantidade
de memória escalável.
ARQUITETURA BÁSICA
PROGRAMAÇÃO
A Programação em um CLP corresponde a lógica entre os pontos de entrada e saída que
executa as funções desejadas de acordo com o estado das mesmas. A linguagem geral
utilizada em um CLP são diversas, desde textuais como a IL, gráficas por diagrama
sequencial e blocos até a mais utilizada, por diagramas de contato, LADDER.
Ex: Linguagem LADDER
CONCEITOS BÁSICOS - LADDER
LÓGICA LADDER
• Auxílio gráfico para a programação de CLPs;
• Baseada em esquemas elétricos de circuitos com relés;
• Funções lógicas são representadas por contatos e bobinas;
•Baseia-se na lógica Booleana
CONCEITOS BÁSICOS - LADDER
Contato Normalmente Aberto - NA
Contato Normalmente Fechado - NF
Bobina ou Saída
EXEMPLO