5 - projetos de automação

Prévia do material em texto

AUTOMAÇÃO 
PROJETOS – 3ª SÉRIE 
 
1 
 
 
CAPÍTULO 1 – Lógica Digital 
 
Objetivo 
Após estudar este capítulo você estará apto para: Entender os sistemas 
numéricos e Realizar conversões entre sistemas. 
 
1.1 Sistemas de Numeração 
 
Como o Controlador Lógico Programável - CLP é um “computador”, ele 
armazena as informações em forma de condições ON ou OFF, ou seja, ON 
significa nível lógico 1 ou ligado e OFF significa nível lógico 0 ou desligado, 
sendo estas condições chamadas de binary digits (BITS). 
 
Algumas vezes os dígitos binários são usados individualmente ou 
usados para representar valores numéricos. 
 
1.1.1 Sistema decimal 
 
O ser humano trabalha com o sistema de numeração decimal, isto é, 
utilizamos números de base 10. Base 10 significa que há dez algarismos 
diferentes para a formação de todos os números: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. O 
valor absoluto de cada dígito é multiplicado por uma potência de dez, 
dependendo de sua posição no número, porque 10 é a base do sistema. 
 
A base 10 pode ser indicada pelo ‘10’ subscrito ou pela letra ‘D’, 
geralmente à direita do número: ex. 23510 = 2 x 10
2 + 3 x 101 + 5 x 100 
 
O valor de um dígito é sempre multiplicado por 10 a cada nova posição 
que ele avança para a esquerda. Por exemplo, o número 77710: o ‘7’ da direita 
tem peso 1 (100), o próximo à esquerda tem peso 10, e o próximo tem peso 
100. O algarismo de menor peso (mais à direita) é dito o menos significativo, e 
o algarismo de maior peso (mais à esquerda) é o mais significativo. 
 
 
 2 
A utilidade dos números decimais na computação é bastante limitada 
devido à natureza dos dispositivos eletrônicos elementares, os transistores, 
pois estes distinguem bastante bem entre dois estados de operação: corte (não 
condução) e saturação (condução plena). Por isso mesmo, esses dispositivos 
adaptam-se muito bem à representação binária dos números e não a decimal. 
 
1.1.2 Sistema Binário 
 
Base 2, significa que existem somente dois dígitos disponíveis para 
formar os números: 0 e 1; um dígito binário é chamado de bit (binary digit). 
Todo número tem que ser escrito somente com esses dois dígitos. Tudo é uma 
questão de diferentes representações para uma mesma quantidade: a 
quantidade 2, por exemplo, é representada por ’10’, colocando-se o segundo 
dígito à esquerda do primeiro. Um número na base 2 pode ser indicado pelo ‘2’ 
subscrito ou pela letra ‘B’, geralmente à direita do número. 
 
Em um computador digital, os números binários são representados na 
forma de sequências ou palavras de bits; a quantidade de bits de um número 
ou palavra binária A é chamado de tamanho ou comprimento dessa palavra. As 
palavras dos microprocessadores usuais têm 32 bits de comprimento. Então, 
ao invés do computador armazenar o 910 na forma decimal, ele o armazenará 
na forma binária: 1001B, com tantos zeros à esquerda quantos necessários 
para completar o tamanho da palavra. Os sistemas digitais sempre trabalham 
com palavras de tamanho constante, para todo e qualquer valor ou dado. Uma 
palavra de oito bits é chamada de byte (binary term). 
 
1.1.2.1 Bits, Bytes, e Words 
Cada peça binária de um dado é um bit. Oito bits forma um byte. Dois 
bytes ou 16 bits formam um Word. 
 
 
 
 
Em um número binário qualquer, por exemplo, 110100110: O bit mais à 
direita é chamado de LSB (Least Significant Bit). É o último bit da palavra 
binária. No número acima, o LSB é 0. O bit mais à esquerda é chamado de 
Fig. 1.1 – Bit, Byte e Word 
 
 3 
MSB (Most Significant Bit). É o primeiro bit da palavra binária. No número 
acima, o MSB é 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1.3 Conversão decimal em binário e binário em decimal 
 
1.1.3.1 Conversão de binário para decimal: 
 
Exemplo 1: Converter o número binário 11012 para decimal. 
 
Considerando que o número 1 a direita é o valor menos significativo e o 
número 1 à esquerda e mais significativo, podemos concluir que: 
 11012 
1 x 20 
0 x 21 
1 x 22 
1 x 23 
 
Portanto: 
 
11012 = 1 x 2
3 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 1310 
 
Exemplo 2: Converter o número binário 110002 em decimal, 
 
 
 
 
 
Calculando do bit menos significativo para o mais significativo: 
 
Fig. 1.3 – Byte 
Fig. 1.2 – bits mais e menos significativos 
 
 4 
(0 x 20) + (0 x 21) + (0 x 22) + (1 x 23) + (1 x 24) 
 0 + 0 + 0 + 8 + 16 = 24 
 
1.1.3.2 Conversão de decimal para binário: 
 
Para a conversão de um número decimal para binário, como por 
exemplo, o 116 o que fazemos é uma série de divisões sucessivas. Vamos 
dividindo os números por 2 até o ponto em que chegamos a um valor menor 
que 2 e que portanto, não pode mais ser dividido. 
O resultado desta última divisão, ou seja, seu quociente é então o 
primeiro dígito binário do número convertido. Os demais dígitos são obtidos 
lendo-se os restos da direita para a esquerda da série de divisões que 
realizamos. 
 
Exemplo: Converter o número 11610 em binário: 
 
 
 
 
 
 
O resultado é a junção dos restos das divisões sucessivas da direita para a 
esquerda. 
 
Portanto 11610 = 11101002. 
 
 5 
Fig. 1.5 – Componente BCD 
1.1.4 Lógica 0 e lógica 1 
 
Os Controladores Lógicos Programáveis - CLPs só “entendem” sinais 
que sejam ON ou OFF (presente ou não presente). O sistema binário é o 
sistema que tem somente dois números, 1 e 0. o binário 1 significa que o sinal 
está presente, ou ligado(ON). O binário 0 significa que o sinal não está 
presente, ou desligado (OFF). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1.5 BCD 
 
Binary-coded Decimal (BCD) são números decimais onde cada dígito é 
representado por quatro bits do sistema binário . BCD é comumente usado com 
dispositivos de entrada e saída, como no exemplo. 
 
Os números binários são colocados em grupo de quatro bits, cada grupo 
representa um número decimal equivalente. O dispositivo mostrado acima que 
tenha quatro números, irá usar 16 (4X4) entradas digitais do CLP. 
 
 
 
 
 
 
1.1.6 Sistema Hexadecimal 
 
Fig. 1.4 – Lógica “0” e Lógica “1” 
 
 6 
Fig. 1.6 – Tabela de Conversão 
É outro sistema usado nos CLPs. O sistema numérico hexadecimal é 
composto por 16 dígitos: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F - base 16 (1, 16, 
256, 4096 ...) 
 
Os dez dígitos do sistema decimal são usados nos dez primeiros 
números do sistema hexadecimal. As primeiras seis letras do alfabeto são 
usadas para os números remanescentes. 
A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14 e F = 15 
 
Este sistema é usado nos CLPs porque permite que seja representado o 
status de um larga quantidade de número binários num pequeno espaço como 
uma tela do computador ou de um dispositivo de programação. Cada dígito 
hexadecimal representa o status exato de quatro números binários. 
 
1.1.7 Conversão de números 
 
A tabela seguinte mostra a representação correspondente entre 
números decimais, binários, BCD e hexadecimal. 
 
 
1.2 Funções ou Portas Lógicas 
 
 As diversas funções lógicas básicas ou combinadas são usadas nos 
computadores, isto é, se aproveitam das operações complicadas que muitas 
portas lógicas podem realizar em conjunto. 
 
 
 7 
Fig. 1.8 – Função Lógica “AND” 
ou “E” de 3 entradas e 1 saída 
C 
 S 
Tabela Verdade 
1.2.1 Tabelas Verdade 
 
 Os diversos sinais de entrada aplicados a uma função lógica, com todas 
as suas combinações possíveis, e a saída correspondente podem ser 
colocados numa tabela. Nas colunas de entradas colocamos todas as 
combinações possíveis de níveis lógicos que as entradas podem assumir. Na 
coluna correspondente à saída colocamos os valores que esta saída assume 
em função dos níveis lógicos correspondentes na entrada. 
 A Tabela verdade é uma tabela que lista todas as combinações possíveis 
de valores de entrada e os valores correspondentes das saídas. A tabela-
verdade é uma das formas de se definir umafunção lógica. 
 
1.2.2 Funções Lógicas Básicas 
 
1.2.2.1 Função Lógica E ou AND 
 
 A função lógica E também conhecida pelo seu nome em inglês AND pode 
ser definida como aquela em que a saída será 1 se, e somente se, todas as 
variáveis de entrada forem 1. 
 
 As funções lógicas também são chamadas de “portas” ou “gates” (do 
inglês) já que correspondem a circuitos que podem controlar ou deixar passar 
os sinais sob determinadas condições. 
 
 As funções lógicas E podem ter duas, três, quatro ou quantas entradas 
quisermos e é representada pelos símbolos mostrados nas figuras 1.7 e 1.8. 
 
 
 
 
 
 
 Uma função E ou AND pode ser representada por um circuito elétrico 
conforme figura 1.9. 
 
 
Fig. 1.9 – Circuito elétrico de uma 
Função Lógica “AND” ou “E” 
 
 8 
 
 Uma operação AND entre três entradas é apresentada na tabela-
verdade a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2.2.2 Função Lógica ‘OU’ ou ‘OR’ 
 
 A função OU ou ainda OR (do inglês) é definida como aquela em que a 
saída estará em nível alto se uma ou mais entradas estiver em nível alto. 
 Esta função é representada pelos símbolos mostrados na figura 1.10. 
Para uma porta OU de duas entradas e de três entradas podemos elaborar as 
tabelas verdade demonstradas na sequência: 
 S 
Tabela Verdade 
 
 9 
Fig. 1.10 – Função Lógica “OU” ou “OR” de 2 e 3 entradas e 1 
saída 
Fig. 1.12 – Função Lógica “NOT” ou inversor 
 
 
 
 
 
Tabela Verdade para Funções Lógicas “OU” ou “OR” de 2 e 3 entradas e 
1 saída 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Uma função OU ou OR pode ser representada por um circuito elétrico 
conforme figura 1.11. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2.2.3 Função Lógica ‘NÃO’ ou NOT (Inversor) 
 
 A função NOT é aplicada a uma única variável ou expressão booleana, 
produzindo o seu valor lógico oposto. Isto é, ela inverte o valor lógico de uma 
variável, de ‘1’ para ‘0’ ou de ‘0’ para ‘1’. 
 
 Esta função é representada pelos símbolos mostrados na figura 1.12. 
 
 
 
1.2.2.4 Função Lógica ‘NÃO-E’ ou NAND 
Tabela Verdade Tabela Verdade 
Fig. 1.11 – Circuito elétrico de uma 
Função Lógica “OU” ou “OR” 
 
 10 
Tabela Verdade 
Fig. 1.13 – Função Lógica “NÃO-E” ou NAND 
 
 As funções E, OU e NÃO (inversor) são a base de toda a álgebra 
booleana e todas as demais podem ser consideradas como derivadas delas. 
 
 Uma função importante derivada das anteriores é a obtida pela 
associação da função E com a função NÃO, ou seja, a negação da função E 
que é denominada NÃO-E 
ou em inglês, NAND. 
 
 Na figura 1.13 temos os símbolos adotados para representar esta 
função. Observe a existência de um pequeno círculo na saída da porta para 
indicar a negação. Podemos dizer que para a função NAND a saída estará em 
nível 0 se, e somente se, todas as entradas estiverem em nível 1. 
 
 
 
 
A tabela verdade para uma porta NÃO-E ou NAND de duas entradas é a 
seguinte: 
 
 
 
 
 
Uma função NÃO-E ou NAND pode ser representada por um circuito 
elétrico conforme figura 1.14. 
 
 
 
 
 
 
 
1.2.2.5 Função Lógica ‘NÃO-OU’ ou NOR 
 
Fig. 1.14 – Circuito elétrico de uma 
Função Lógica “NÃO-E” ou “NAND” 
 
 11 
Tabela Verdade 
 Esta é a negação da função OU,obtida da associação da função OU com 
a função NÃO ou inversor. O termo inglês usado para indicar esta função é 
NOR e seus símbolos são apresentados na figura 1.15. 
 
 
 
 
 
 A porta NÃO-E ou NOR produz ‘0’ na sua saída quando pelo menos uma 
das suas entradas for igual a ‘1’. A porta NÃO-E só dá uma saída ‘1’ se todas 
as suas entradas forem iguais a ‘0’. 
 
Uma tabela verdade para uma função NÃO-E de duas entradas é 
mostrada a seguir: 
 
 
 
 
 
 
Uma função NÃO-OU ou NOR pode ser representada por um circuito 
elétrico conforme figura 1.16. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.16 – Circuito elétrico de uma 
Função Lógica “NÃO-OU” ou NOR 
Fig. 1.15 – Função Lógica “NÃO-OU” ou NOR 
 
 
 12 
CAPÍTULO 2 – Introdução a Automação 
 
Objetivo 
 
Após estudar este capítulo você estará apto para: Entender os 
processos onde a automação é aplicada e as vantagens da mesma. 
 
2.1 Introdução 
 
2.1.1 Sistemas Manuais 
 
O homem, sabendo das limitações de suas capacidades físicas, tem 
criado ao longo da história artifícios que lhe permitam seus poderes naturais. 
Iniciando com a utilização de fontes energéticas alternativas aos seus próprios 
músculos, o homem construiu maquinas movidas pela força animal, eólica e da 
água. 
 
Com o advento da tecnologia das máquinas a vapor muitos limites foram 
ultrapassados, principalmente na área de transporte (barcos a vapor e trens) e 
na fabricação de bens de consumo. A força das máquinas a vapor foi uma das 
principais bases para a Revolução Industrial que se iniciou na Inglaterra no 
século XIX. 
 
Até poucas décadas atrás, o comando e controle destas máquinas e 
equipamentos eram feitos por operadores humanos. Esta associação, onde a 
máquina fornece força e o homem o pensamento. é denominada de 
MAQUINISMO ou Mecanização 
 
No MAQUINISMO o operador, dispondo de informações sensoriais dos 
dados de aparelhos de medida e de informações diversas, introduz correções 
na atuação do sistema de máquinas de modo a atingir-se, da melhor forma 
possível, um objetivo determinado. Um exemplo é o torneiro mecânico que 
comanda os movimentos do seu torno de acordo com a forma que a peça 
fabricada vai tomando, em função das medidas que realiza periodicamente. 
 
 13 
No maquinismo é o operador quem dita o regime de funcionamento da 
máquina, mas em muitos casos ele fica reduzido à condição de escravo da 
mesma, sem qualquer possibilidade de alterar o seu ritmo de trabalho. 
 
Na indústria mecanizada, simbolizada por uma cadeia de produção em 
massa, todos os movimentos das máquinas são sincronizados e repetitivos. 
Esse tipo de indústria exige dos operários movimentos também monótonos que 
possam operar a máquina dentro de rigorosos limites de tempo. Submetidos a 
situações de grande "stress", os operários podem cometer falhas que resultam 
muitas vezes em sérios prejuízos. 
 
2.2 Sistemas Automatizados 
 
Com a evolução da eletrônica que possibilitou o advento das 
telecomunicações e dos sistemas computacionais, surgiu novas tecnologia que 
permitiram a criação de equipamentos que não só substituem a força muscular 
do homem como na mecanização, mas que também têm a capacidade de 
tomada de decisões. A estas tecnologia é dado o nome de automação. 
 
A automação se baseia na utilização de equipamentos capazes de 
realizar controles e auto-correção através de sensoriamento e ações similares 
a do ser humano. 
 
A automação traz as seguintes vantagens: 
 Repetibilidade - o processo torna-se uniforme e as características dos 
produtos são mantidas 
 Flexibilidade - alterações mais rápidas na forma de produção. 
 Aumento da produção - através do melhor aproveitamento do tempo e 
aumento da velocidade de operação das máquinas e processos; 
 Valorização do trabalho humano - substituição do elemento humano em 
trabalhos repetitivos executados em longos períodos onde o homem é 
levado à exaustão física e psicológica, e também em trabalhos insalubres 
e de alta periculosidade; 
 
 
 14 
Fig. 2.1 Diagrama esquemático de um sistema genérico de automação 
É importante salientar que a automação de um processo produtivo não é 
garantia de aumento da produtividade da qualidade dos produtos, mas sim da 
repetibilidade dos processos. Esta repetibilidade é que permite, através da 
variação dos parâmetros do processo (composição da matéria prima variação 
de velocidades, etc), o estabelecimento de um ponto ótimo de operação no 
qual se obtém produtos de maior qualidade e maiores índices de produtividade. 
 
2.3 Caracterização dos Sistemas Automatizados 
 
Como pode ser observado na figura 2.1, a automação industrialprocessa-se na maior parte das vezes da seguinte maneira: 
 
Um SISTEMA DE CONTROLE recebe sinais de entrada provenientes 
dos vários SENSORES e TRANSDUTORES dos processos e/ou máquinas a 
serem controlados (PROCESSO CONTROLADO), compara essas medidas 
com os valores desejados e pré-determinados e executa, através de um 
SOFTWARRE de CONTROLE, operações lógicas e matemáticas de modo a 
gerar os sinais de correção que vão comandar os A TUADORES acerca do 
controle e atuação mais apropriada a cada instante no SISTEMA 
CONTROLADO 
 
 O SISTEMA DE CONTROLE comunica-se com um supervisor humano 
através de uma INTERFACE HOMEM- MÁQUINA e muitas vezes se comunica 
com outros sistemas através de uma REDE DE COMUNICAÇÃO. 
 
 
 
 
Através deste esquema percebe-se que o desenvolvimento da 
Automação somente foi possível devido ao surgimento de sistemas 
"inteligentes" de controle, que simulam a lógica de pensamento e tomada de 
 
 15 
decisões realizada por um ser humano. pois é este o elemento responsável 
pela atuação sobre um sistema. 
As vantagens de um sistema de controle automatizado em relação a um 
operador humano podem ser resumidas como: 
 Maior número de aquisições simultâneas de dados para processamento; 
 Maior velocidade de processamento e decisão; 
 Maior confiabilidade: 
 Maior possibilidade de integração com outros sistemas produtivos; 
 
A grande desvantagem dos sistemas automatizados reside no fato de 
que os sistemas de controle (por enquanto) somente executam tarefas para as 
quais foram programados e, portanto, não têm capacidade para lidar com 
situações não previstas. 
 
2.3 Conceitos utilizados em Automação 
Automação Industrial é um conjunto de técnicas destinadas a tornar 
automáticos vários processos numa indústria. Entre estas técnicas podemos 
citar: 
a) Comando Numérico 
b) Controladores Programáveis 
c) Controle de Processo 
d) Sistemas CAD/ CAM 
e) Pneumática e Hidráulica 
 
Comando Numérico (CN Controle Numérico e CNC Controle Numérico 
Computadorizado) é dispositivo que controla por números máquinas 
ferramentas tais como: tornos frezas, furadeiras etc. O sistema CNC pode 
também trabalhar em conjunto com um controlador programável como na figura 
2.2. 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 – Controladores Lógicos Programáveis 
Fig. 2.2 - Comando numérico interfaceando 
com CLP 
 
 16 
 
Objetivo 
 
Após estudar este capítulo você estará apto para: Entender 
conceituações inerentes a CLP’s e Entender o funcionamento e a aplicação 
dos Controladores Lógicos Programáveis na automação 
 
3.1. Definição 
 
Controlador Lógico Programável ou CLP é um aparelho ou equipamento 
eletrônico digital que usa memória programável para armazenar instruções 
(software de controle). Este software de controle implementa funções como 
temporização, contagem, lógica sequencial e operações aritméticas para 
controlar, através de módulos de entrada e saída, diversos tipos de máquinas 
ou processos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2. Histórico dos Controladores Lógicos Programáveis 
 
Até o início da década de 60, utilizava-se quase que exclusivamente 
relés eletromecânicos para a implementação de controles lógicos industriais, 
pois a única opção alternativa a estes era a utilização de módulos lógicos à 
base de válvulas que eram pouco confiáveis na época. 
 
O relé de controle industrial, historicamente usado do tipo contator de 
300 ou 600 Volts para 10 Ampères, não é um elemento lógico ruim, pois sua 
estrutura multipolar e seus contatos intercambiáveis lhe dão flexibilidade 
Fig. 3.1 – Controladores Lógicos Programáveis 
 
 17 
economia facilidade de entendimento pelo pessoal da manutenção e vida útil 
de centenas de milhares de operações. Ele é, porém volumoso tem tendência a 
apresentar falhas intermitentes de difícil localização, e se desgasta com o uso, 
o que compromete sua vida útil. Além disso, sua interligação em um sistema 
lógico completo, ou modificações que se desejem executar neste, são 
atividades lentas e trabalhosas. 
 
 Ao longo dos anos surgiram vários tipos distintos de relés que se 
propunham a implementar módulos lógicos industriais, tais como relés tipo 
"controle de motores", relés "reed", encapsulados de baixa voltagem" e outros. 
Mas ainda hoje é o relê tipo controle de motor, com os melhoramentos nele 
introduzidos ao longo dos anos, o de mais ampla utilização em lógica industrial 
por relê. 
 
Na primeira metade da década de 60 surgiram os primeiros módulos 
lógicos construídos com componentes eletrônicos de estado sólido, que 
apresentavam algumas vantagens sobre os relés: 
 Maior Confiabilidade 
 Maior velocidade 
 Capacidade de executar operações complexas 
 
Por isso previu-se que eles rapidamente tomariam conta do mercado, 
pois se esperava obter uma equivalência de custo no futuro. Entretanto eram 
muitos os problemas enfrentados nas aplicações da nova tecnologia 
principalmente 
 
 Era preciso usar álgebra de Boole no projeto lógico, totalmente 
desconhecida da maioria dos profissionais de controles elétricos que só, 
tinham experiências com esquemas funcionais do tipo "Diagrama de 
Contatos". 
 Os primeiros componentes eletrônicos em estado sólido eram muito 
sensíveis a interferências e ruídos elétricos originários das próprias 
instalações industriais. 
 Sua manutenção e pequenas modificações eram tarefas de difícil 
execução. pois o pessoal de manutenção só tinha experiência com relés 
e Diagramas de Contatos. 
 
 18 
 No inicio. os custos de sistemas Iógicos de estado sólido eram muito 
maiores que os de sistemas equivalentes com Iógica a relés. 
 A baixa confiabilidade dos dispositivos de entrada, tais como chaves fim-
de-curso. Comprometia seriamente o sistema ainda que a tarefa lógica 
propriamente dita fosse muito confiável. 
 Os sistemas Iógicos em estado sólido ainda estavam presos ás 
limitações das fiações, o que tornava tão difícil modificar a lógica quanto 
em sistemas a relé. 
 
À medida que foram surgindo aperfeiçoamentos nos componentes de 
estado sólido, os sistemas com lógica fixa foram sendo abandonados, com 
apenas algumas aplicações em sistemas onde o uso de Iógica de relés era 
muito complexo e de difícil implementação. 
 
O aperfeiçoamento dos minicomputadores no final da década de 60 
incentivou alguns projetistas a iniciarem testes configurando-os como 
controladores programáveis Isso, porém não se revelou uma tarefa de fácil 
execução, visto não terem sido esses computadores projetados para operarem 
em ambientes hostis de unidades industriais. Logo havia a necessidade de se 
construírem interfaces especiais de entradas e saídas para controle industrial, 
uma vez que as mesmas não faziam parte da linha normal dos fabricantes. 
Além disso, os recursos de programação disponíveis na época eram escassos 
e de utilização difícil e demorada, pois frequentemente usava-se linguagem de 
máquina (Assembler) para programação. 
 
Em 1968 cientes das dificuldades encontradas na época para se 
implementar controles lógicos industriais. David Emmett e William Stone da 
General Motors Corporation solicitaram aos fabricantes de instrumentos de 
controle que desenvolvessem um novo tipo de controlador lógico que 
incorporasse as seguintes características: 
 Ser facilmente programável e programável para permitir que a seqüência 
de operação por ele executada pudesse ser alterada, mesmo depois de 
sua instalação 
 Ser de fácil manutenção, preferencialmente constituído de módulos 
interconectáveis (tipo "plug-in"). 
 
 19 
 Ter condições de operarem ambientes industriais com maior 
confiabilidade que os painéis de relés. 
 Ser fisicamente menor que os sistemas de relés. 
 Ter condições de ser interligado a um sistema central de coleta de 
dados. 
 Ter um preço competitivo com os sistemas de relés e de estado-sólido 
usados até então. 
 
Alem dessas característicasalgumas condições operacionais também eram 
desejáveis: 
 Deveria aceitar todas as entradas em 115 Vca. 
 Todas as saídas deveriam ser 115 Vca, 2 Ampères para operar com 
válvulas solenóide, contatores, etc... 
 A unidade básica deveria permitir expansões com alterações mínimas 
no sistema como um todo. 
 Cada unidade deveria ser dotada de uma memória programável com 
capacidade mínima de 3000 palavras com possibilidade de expansão. 
 
Esse equipamento recebeu o nome de "Controlador Lógico 
Programável". 
 
O primeiro protótipo desenvolvido dentro da General Motors funcionava 
satisfatoriamente, porém foi utilizado somente dentro da empresa. 
 
A primeira empresa que o desenvolveu, iniciando sua comercialização 
foi a MODICON. Isso permitiu o início de utilização pelas indústrias que 
precisavam produzir com flexibilidade, qualidade e competitividade. 
Os primeiros Controladores Lógicos Programáveis eram grandes e 
caros, só se tornando competitivos para aplicações que equivalessem a peio 
menos 150 relés. Isso evoluiu ao longo dos anos e, com o advento dos 
circuitos integrados hoje se torna viável o uso de CLP's para circuitos 
equivalentes a até 15 relés. 
 
A seguir descreve-se um resumo histórico da evolução dos 
Controladores Lógicos Programáveis (CLP's), assim denominados devido ao 
próprio processo evolutivo por que passaram, que os conduziu desde simples 
 
 20 
processadores de funções lógicas análogas ás executadas por relés ou 
circuitos de lógica fixa até, sistemas multi-processados em funções complexas 
como controle de processos multi-malhas e interligação em rede com 
computadores 
 
3.3. Aplicações de CLP(s) na lndústria 
 
Hoje encontramos CLP(s) empregados na implementação de painéis 
sequenciais de intertravamento, controle de malhas, servo-posicionamento, 
sistemas SCADA (Supevisory Control and Data Aquisition), sistemas de 
controle estatístico de processo (SPC), sistemas de controle de estações, 
sistemas de controle de células de manufatura, entre outras aplicações. 
Esse vasto campo de aplicações associados a um grande número de 
outros equipamentos disponíveis para a automação de uma planta geram a 
necessidade de uma metodologia estruturada de automação para permitir a 
utilização do CLP de maneira correta num projeto de automação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Também se tem mostrado útil à aplicação de CLP(s) na automação de 
processos discretos (onde é necessário controle ON-OFF), na automação de 
processos contínuos (onde o controle de malhas é primordial), assim como na 
automação da prestação de serviços (onde ambos os tipos de controle são 
aplicados com igual peso). 
 
Os CLP(s) oferecem ainda um considerável número de benefícios para 
aplicações na indústria. Estes benefícios podem resultar em economia. que 
excede o custo do CLP em si, e devem ser considerados quando da seleção de 
um dispositivo de controle industrial. 
 
Fig. 3.2 – CLP montado em painel 
 
 21 
As vantagens da utilização de CLP, se comparados a outros dispositivos 
de controle industrial incluem: 
 Menor ocupação de espaço; 
 Potência elétrica requerida menor 
 Reutilização; 
 Programável; se ocorrem mudanças de requisitos; 
 Confiabilidade maior 
 Manutenção mais fácil; 
 Maior flexibilidade, satisfazendo um número maior de aplicações; 
 Permite a interface através de rede de comunicação com outros CPs e 
com microcomputadores; 
 Projeto do sistema mais rápido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.4. 
Características Gerais de um CLP 
 
Um CLP apresenta as seguintes características: 
 
 Hardware e/ ou dispositivo de controle de fácil e rápida programação 
ou reprogramação, com a mínima interrupção na produção. 
 Capacidade de operação em ambiente industrial sem o apoio de 
equipamentos ou de hardware específicos. 
 Sinalizadores de estado e módulos tipo plug-in de fácil manutenção e 
substituição. 
 Hardware ocupando espaço reduzido e apresentando baixo consumo 
de energia. 
Fig. 3.3 – Aplicações de um CLP 
 
 22 
 Possibilidade de monitoração do estado e operação do processo ou 
sistema, através da comunicação com computadores. 
 Compatibilidade com diferentes tipos de sinais de entrada e saída. 
 Capacidade de alimentar, de forma contínua ou chaveada, cargas 
que consomem correntes de ate 2A. 
 Hardware de controle que permite a expansão dos diversos tipos de 
módulos, de acordo com a necessidade. 
 Custo de compra e instalação competitivo em relação aos sistemas 
de controle convencionais. 
 Possibilidade de expansão da capacidade de memória. 
 
Atualmente, os CLPs apresentam as seguintes características técnicas em 
termos de hardwares e softwares: 
 
3.4.1. Hardware 
 Maior velocidade de varredura, devido à utilização de tecnologia 
“bit-slice” e microprocessadores de 16 a 32 bits. 
 Módulos de entrada e saída de alta densidade, possibilitando 
baixo custo e espaços reduzidos. 
 Módulos inteligentes, microprocessados, que permitem controles 
descentralizados (módulo PID, comunicação ASCII, 
posicionadores, emissores de relatório, etc.). 
 Interligação com módulos periféricos que permitem ao operador 
interfacear, armazenar e documentar as informações do processo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.4.2. Software 
Fig. 3.4 - Hardware 
 
 
 23 
 Utilização de linguagem de programação de alto nível, permitindo 
grandes flexibilidadede programação quando da utilização de 
periféricos. 
 Representação do programa em diagrama de contatos, diagrama 
de blocos funcionais e lista de instrução. 
 Diagnósticos e detecção de falhas na monitoração de máquinas e 
processos. 
 Introdução da matemática de ponto flutuante, tornando possível o 
desenvolvimento de cálculos complexos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os sistemas de controle baseados em CLPs são aplicados nas mais 
diferentes áreas, a saber: 
Fig. 3.5 - Software 
 
24 
 
Fig 3.6 – CLP Estrutura Básica 
 
 Petroquímica, Refinarias 
 Aeronáutica 
 Mineração (ouro, carvão, minério de ferro, etc.) 
 Madeireiras 
 Indústrias de embalagens 
 Fábrica de vidro, Fábrica de borracha 
 Indústrias de produtos alimentícios 
 Programa espacial 
 Usinas hidroelétricas 
 Fábricas de automóveis 
 Indústrias de plásticos 
 Parque de diversões 
 Transportadoras,etc 
 
3.5. Estrutura Básica de um CLP 
 
Dizemos que um CLP é um computador “dedicado”, pois possui a CPU de um 
computador convencional com fonte de alimentação interna e memórias, conectada a um 
terminal de programação e aos módulos de entrada/saída. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
3.6. Principio de operação de um CLP 
 
Um CLP opera lendo e processando os sinais de entrada provenientes de 
elementos localizados no processo e fornecendo os sinais de saída para os atuadores e 
dispositivos de saída. Quando são detectadas mudanças na entrada, o CP reage de 
acordo com a lógica de programação para a atualização dos sinais de saída. Este ciclo 
contínuo denomina-se “Ciclo de Varredura”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.7. Tempo de varredura 
 
É o tempo total requerido por um CLP para executar todas as operações internas 
do microprocessador, como operação do circuito “Cão de Guarda” (Watch Dog Timer), 
teste da memória do sistema, varredura das entradas/saídas e execução das instruções. 
 
O tempo de varredura varia de acordo com o número de instruções de um 
programa e pode ser calculado ou monitorado. 
 
 
 
Fig 3.7 – Princípio de Funcionamento 
 
 
26 
 
3.8. Principais Componentes do Controlador Programável 
 
3.8.1. Fonte de alimentação 
 
Converte a voltagem da rede elétrica (CA) para voltagem em corrente contínua 
(CC) e é especificada de acordo com a configuração e consumo do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Em caso de falta de energia elétrica, a bateria de Níquel Cádmio mantém o 
programa do usuário (memória RAM da CPU) eé recarregada automaticamente pelo 
sistema quando se encontra em operação. 
 
3.8.2. Unidade Central de Processamento (CPU) 
 
A Unidade Central de Processamento contém os elementos que compõem a 
inteligência do sistema. Sua arquitetura pode diferenciar de um fabricante para outro, mas 
em geral seguem a mesma organização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig 3.9 – CLP AB 
 
Fig 3.8 - CLP AB 
 
 
27 
 
O microprocessador interage continuamente com o sistema de memórias. 
Interpreta e executa o programa do usuário que vai controlar uma máquina ou um 
processo. 
 
O sistema de alimentação estabilizado interno provê os níveis de tensão 
necessários à operação adequada das memórias e microprocessador. 
 
O cérebro do microprocessador é a Unidade Lógica e Aritmética (ULA) que efetua 
as operações lógicas (decisões) e aritméticas, além de manipular dados armazenados no 
registrador interno com altíssima velocidade. 
 
As instruções e comandos programados e armazenados na memória do usuário 
são interpretadas pelo decodificador de instruções do microprocessador e uma seqüência 
de impulsos elétricos será enviada para ULA para que se inicie a ação correta de 
processamento de acordo com a presente instrução. 
 
3.5. Operações Básicas de Um CLP 
 
O CLP consiste em módulos de entrada ou pontos, uma unidade central de 
processamento (CPU) e módulos de saídas ou pontos. As entradas aceitam uma 
variedade de sinais digitais e/ou analógicos provenientes de vários dispositivos de campo 
como sensores e conversores, que são convertidos em sinais lógicos que podem ser 
usados pela CPU. 
 
A CPU toma decisões e executa as instruções de controle baseada no programa 
contido em sua memória. 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3.10 - Módulos de entrada e Saída de um 
CLP 
 
28 
 
Os módulos de saída convertem as instruções de controle vindas da CPU em 
sinais digitais ou analógicos que podem ser usados para controlar vários dispositivos de 
campo (atuadores) . 
 
O equipamento de programação é usado para entrar com as instruções desejadas. 
Estas instruções determinam o que o CLP irá fazer com determinada entrada. Uma 
interface com o operador permite que informações do processo possam ser mostradas e 
novos parâmetros de controle possam ser programados. 
 
 
 
 
 
 
 
Botões de comando e sensores, conectado a uma entrada do CLP, pode ser usado 
para partir e parar o motor conectado ao CLP através do contator(atuador). 
 
3.6. Circuito de Força 
 
Muitas das tarefas de controle podem ser resolvidas com contatores ou relés. Isto é 
feito através de circuitos de comando e de força. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3.11 - Composição básica de um CLP 
Fig. 3.12 - Componentes básicos Fig. 3.13 - Diagrama Elétrico 
 
29 
 
Os diagramas elétricos devem ser elaborados, componentes devem ser 
especificados e instalados, e uma lista de conexões deve ser criada. Os eletricistas 
podem então conectar os componentes necessários para executar o controle desejado. 
Se houver algum erro nas conexões, é necessário refazê-las. Uma mudança na função ou 
uma expansão no circuito de comando requer componentes extras e refazer a fiação. 
 
Existe CLPs de pequeno, médio e grande porte, dependendo do numero de 
entradas e saídas necessárias e da complexidade que o processo a ser controlado exige. 
Como exemplo de aplicações podemos citar: elevadores, lavadoras de carros, 
misturadores, empacotadoras, enchedoras, embaladoras, etc. 
 
 
30 
 
CAPÍTULO 4 - TERMINOLOGIA 
Objetivo 
Após estudar este capítulo você estará apto para: Entender as principais 
terminologias aplicadas a CLPs 
 
4.1. Sensor 
 
É o dispositivo que converte uma condição física num sinal elétrico para uso no 
CLP. Sensores são conectados nos módulos de entrada do CLP. Um botão de comando é 
um exemplo de sensor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.2. Atuador 
 
Converte um sinal elétrico vindo do CLP numa condição física. Atuadores são 
conectados nos módulos de saída do CLP. Um contator é um exemplo de um atuador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.1 – Sensor (botão pulsador) 
Fig. 4.2 – Atuador (contator) 
 
31 
 
4.3. Entrada discreta 
 
Também chamada de entrada digital, é um sinal que pode assumir somente duas 
condições: ON ou OFF. Botões de comando, pulsadores, chaves fim-de-curso, sensores 
de proximidade, pressostatos, termostatos, são exemplos de entradas discretas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um botão de comando normalmente aberto(NA ou NO) é usado no exemplo 
seguinte. Um lado do botão é conectado à primeira entrada digital do CLP. O outro lado 
do botão é conectado a uma fonte interna de 24VCC. Muitos CLPs necessitam de uma 
fonte de alimentação separada para os módulos de entrada digital. Com o contato aberto, 
nenhuma tensão chega na entrada do CLP. Esta é a condição OFF. Quando o botão é 
pressionado, 24VCC é aplicado na entrada do CLP. Esta é a condição ON 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.3 – Entradas Discretas 
Fig. 4.4 – Entrada Discreta Nível Lógico “0” 
 
32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.4. Entrada Analógica 
 
É um sinal de entrada que tem um sinal contínuo. Entradas analógicas típicas são 
0 a 20mA, 4 a 20mA ou 0 a 10V. 
 
No exemplo seguinte, um transmissor de nível monitora o nível de um tanque. 
Dependendo do transmissor de nível, o sinal para o CLP pode aumentar ou diminuir de 
acordo com o nível do tanque. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.5 – Entrada Discreta Nível Lógico “1” 
Fig. 4.6 – Entrada Analógica 
 
33 
 
4.5. Saída Discreta 
 
É uma saída que pode assumir a condição ON ou OFF. Solenóides, bobinas de 
contatores e sinalizadores são exemplos de saídas discretas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.6. Saídas analógica 
 
São sinais de saida que tem um sinal contínuo. A saída pode ser tão simples como 
um sinal de 0 a 10V para um medidor analógico. Exemplos de medidores ligados a 
saídas analógicas podem ser velocímetros, indicadores de temperatura e de peso. Podem 
ser usadas também em válvulas de controle e inversores de frequência (no controle de 
velocidade). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.7 – Saída Discreta 
Fig. 4.8 – Saída Analógica 
 
34 
 
4.7. CPU - Central Processor Unit 
 
É o sistema microprocessado que contem o sistema de memória e que toma as 
decisões no CLP. A CPU monitora as entradas e toma decisões com base nas instruções 
contidas no programa memorizado. A CPU controla reles, contadores, temporizadores, 
compara dados, atualiza dados e executa operações sequenciais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.8. Programação 
 
A padronização e a normalização de cada linguagem de programação foram 
desenvolvidas a partir de exigências históricas, regionais e específicas a cada ramo de 
atividade. 
 
Com a globalização, a IEC 61131 está sendo aplicada mundialmente como um 
padrão para os CLPs, o que traz inúmeros benefícios para a comunidade tecnológica, 
pois permite transferência no conhecimento adquirido em vários tipos de CLP 
independente de serem de fabricantes diferentes. Além disso, houve uma redução 
significativa de custos de desenvolvimento e de manutenção dos equipamentos. 
 
Tendo em vista a importância da norma IEC 61131, os técnicos e especialistas da 
área de automação necessitam conhecê-la. Como os equipamentos de diversos modelos 
e fabricantes devem estar em conformidade com esta norma, ter um conhecimento geral 
a respeito dela permite um trabalho mais efetivo e seguro. 
 
Fig. 4.9 – CPU 
 
35 
 
4.8.1. Aspectos Gerais da Norma IEC – 61131 
 
A norma IEC 61131 tem uma ampla abrangência e está dividida em seções 
identificadas por um dígito após o número da norma, o que permite localizar mais 
rapidamente assuntos referentes a interesses específicos: 
 IEC 6 1131-1 - Informações gerais (1992) 
 IEC 6 1131-2 - Especificações e ensaios de equipamentos(1992) 
 IEC 6 1131-3 - Linguagens de programação (1993) 
 IEC 6 1131-4 - Recomendações ao usuário 
 IEC 6 1131-5 - Especificações de serviços de mensagem 
 
As instruções comuns e mais utilizadas nas aplicações de CLP serão abordadas 
em todas as linguagens de programação regulamentadas pela norma, a saber: 
 
4.8.2. Linguagens Textuais 
 INSTRUCTION LIST (IL) - Lista de Instruções; 
 STRUCTURED TEXT (ST) - Texto Estruturado; 
 
4.8.3. Linguagens Gráficas 
 LADDER DIAGRAM (LD) - Linguagem de Diagramas de Contatos; 
 FUNCTION BLOCK DIAGRAM (FBD) - Esquema de Blocos Funcionais; 
 
4.8.4. Elementos de Diagrama Funcional de Sequência 
 SEQUENTIAL FUNCTION CHART (SFC) - Diagrama Funcional de 
Sequências. 
 
A IEC 61131-3 define estas cinco linguagens de programação. Apesar das 
linguagens terem funcionalidade e estrutura diferentes elas são vistas pela norma como 
linguagens que têm elementos comuns de estrutura (declaração de variáveis, partes 
organizacionais como função, módulos de funções e configuração). 
 
 
36 
 
As linguagens podem ser combinadas aleatoriamente em um projeto de CLP. A 
padronização e a normalização das cinco linguagens foi desenvolvida a partir das 
exigências históricas, regionais e específicas em cada ramo de atividade. 
 
De forma geral, a norma define para as linguagens de programação (LD, FBD, IL e 
ST): 
 a sintaxe e representação gráfica dos objetos; 
 a estrutura de programas; 
 a declaração de variáveis. 
 
4.8.5. Objetos linguagem 
 
O programador deve definir os nomes e tipo dos objetos pré-definidos. Os objetos 
Pré-definidos estão definidos em 3 zonas: 
1. Zona memória (%M) ; 
2. Zona de entradas (%I) ; 
3. Zona de saídas (%Q) ; 
 
Os objetos podem ser: 
 bits (X); 
 bytes (B) ; 
 words (W) ; 
 double word (D) ; 
 word long (L) de 64 bits .(L 12) 
 
4.8.6. Ladder Logic (LAD) 
 
A linguagem Diagrama Ladder foi construída a partir de diagramas de comandos 
elétricos. É uma linguagem muito acessível aos profissionais que têm uma prática ou 
formação na área de elétrica e eletrônica. 
 
O grupo de trabalho que desenvolveu a norma IEC 61131-3 identificou que os 
Controladores Lógicos Programáveis iriam substituir os quadros de painéis a relés. 
Observaram que os profissionais que trabalhavam com os relés eram da área de 
 
37 
 
eletricidade com competências em desenvolvimento, análise e aplicação de comandos 
elétricos. Para aproveitar esta competência, o grupo de trabalho da IEC 61131-3 
normalizou uma forma de representação da programação do CLP através de um 
diagrama semelhante aos de comandos elétricos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A linha vertical esquerda do diagrama Ladder representa um condutor energizado. 
O elemento de saída ou instrução representa o neutro ou o caminho de retorno do 
circuito. A linha vertical direita, que representa o caminho de retorno do circuito, é omitida. 
Diagramas Ladder são lidos da esquerda para a direita, de cima para baixo. Os “degraus” 
(linhas horizontais. Em inglês: Rungs) são algumas vezes chamadas de networks. Uma 
network pode ter vários elementos de controle, mas somente um dispositivo de saída. 
 
4.8.6.1. Principais características 
 Elementos gráficos organizados em linhas conectadas por barras de 
alimentação. 
 Forma gráfica dos elementos imposta. 
 Elementos utilizados: contatos, bobinas, funções, blocos funcionais. 
 Elementos de controle de programa (salto , return ,...) . 
 
4.8.7. Lista de instruções (statement list STL) 
A linguagem de Lista de Instruções é também chamada de LIS; é uma linguagem 
baseada em lista de instrução e tem relação com a programação dos microcontroladores 
que é o coração do CLP. É uma linguagem mais complexa que as anteriores, pois exige 
um domínio de programação. 
Fig. 4.10 – Diagrama Linguagem Ladder 
 
38 
 
O uso desta linguagem é frequente para a construção de equipamentos 
controladores do CLP. Dependendo do CLP, o microcontrolador pode ser mais simples 
como o 8051 ou mais complexo de acordo com o set de instruções. 
 
O uso desta linguagem é feito por profissionais que têm familiaridade com 
microcontroladores, como por exemplo, projetistas de equipamentos controladores. 
 
Esta linguagem é usada em 60% dos CLPs. Permite uma outra visão de como usar 
as instruções de programação. A operação que será executada é mostrada à esquerda. O 
operando, o item a ser operado na operação, é apresentado na direita. A comparação 
entre a lista de instrução e o Ladder, revela uma estrutura similar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.8.7.1. Principais características 
 Séries de instruções: cada uma deve começar em uma nova linha. 
 Uma instrução = um operador + um ou mais operandos separados por vírgulas. 
 Nomes opcionais seguidos por ¨:¨ 
 Comentário opcional deve formar o último elemento de uma linha e ser definido 
entre (*). 
 Blocos de função ligados por um operador específico, por exemplo CAL 
(comando de Chamada de sub-rotina), utilizando a entrada do bloco, a qual 
funciona como um operador. 
 
 
 
 
 
Fig. 4.11 – Linguagem – Lista de Instruções 
 
39 
 
4.8.8. Diagrama de blocos funcionais (Function Block Diagrams-FBD) 
 
É uma linguagem que é facilmente compreendida e pode ser analisada por quem 
não domina os circuitos elétricos e eletrônicos. É usada em 80% dos CLPs. 
 
O uso desta linguagem é feito por quem trabalha com controle de processo, como 
por exemplo, na indústria química. Como esta linguagem trabalha com blocos a sua 
compreensão é dominada facilmente pelos profissionais da lógica da linguagem. A 
representação gráfica é semelhante as partes correspondentes às lógicas digitais. 
 
4.8.8.1. Principais características 
 Representação de funções por blocos ligados um a outro. 
 Nenhuma conexão entre saídas de blocos de função. 
 Formação de uma rede: da saída de um bloco funcional à entrada de outro. 
 Nome da rede definida à direita por " : " . 
 
Cada função tem um nome para designar uma especifica tarefa. Funções são 
indicadas num retângulo. Entradas são apresentadas do lado esquerdo do retângulo e as 
saídas são apresentadas no lado direito do retângulo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.12 – Linguagem – Lista de Instruções 
 
 
40 
 
4.8.9. Texto Estruturado (ST – Structured Text) 
 
A linguagem de texto estruturado é mais complexa que a linguagem LIS pois é 
necessário ter noções de programação técnica avançada do tipo TURBO C++. É uma 
linguagem muito usada por profissionais da área de programação. 
Esta linguagem é aplicada em grandes processos como por exemplo da indústria 
química e petroquímica. 
A linguagem ST é usada em 40% dos CLPs. 
 
4.8.9.1. Principais características 
 Sintaxe similar ao PASCAL, permitindo a descrição de estruturas algorítmicas 
complexas. 
 Sucessão de enunciados para a destinação de variáveis, o controle de funções 
e blocos de função usando operadores, repetições, execuções condicionais. 
 Os enunciados devem terminar com " ; ". 
Exemplo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.13 - Linguagem Texto estruturado 
 
41 
 
4.8.10. Elementos de Diagrama Funcional de Sequência, Gráfico de Sequência 
Funcional - (SFC – Sequential Function Chart) 
 
Os elementos de Diagrama Funcional de Sequência – SFC, são usados na 
estruturação da organização interna de uma unidade interna de um programa do 
controlador programável, escrita em uma das linguagens padronizadas pela norma IEC 6 
1131-3 com o propósito para permitir um controle seqüencial das funções. 
 
Estes elementos de Diagrama Funcional de Sequência – SFC tem um diferencial 
em relação às linguagens citadas que é mostrar o fluxo de funcionamento do processo e 
sua representação é por blocos o que permite o uso de qualquer uma das linguagens 
anteriores dentro deles. 
 
Os elementos de Diagrama Funcional de Sequência -SFC, também denominados Grafcet, são muito usados em 
equipamentos europeus e possibilita uma interpretação mais 
rápida por quem não tem familiaridade com lógica de 
programação pois apresenta o fluxo. Assim, como em cada 
bloco pode haver um tipo de linguagem não é preciso 
conhecer a linguagem para identificar alguns problemas, 
basta compreender o fluxo para se localizar onde ele se 
localiza. 
 
Esta representação é usada para o controle de 
processos contínuos como a produção de alimentos em 
grande escala, bebidas, etc. 
 
Cerca de 50% dos CLPs fazem uso desta 
representação. 
 
4.8.10.1. Principais características 
 Descrever funções de controle seqüencial. 
 Etapas representadas graficamente por um bloco 
ou literalmente por uma construção comum às 
Fig. 4.14 - Linguagem Grafset 
 
42 
 
linguagens IL e ST. 
 Transições representadas graficamente por uma linha horizontal ou literalmente 
pela construção. 
 Condição de transição em linguagem LD, FBD, IL ou ST. 
 Ações associadas às etapas: variáveis booleanas ou um trecho de programa 
escrito em uma das cinco linguagens. 
 Associação entre ações e etapas de forma gráfica ou literal. 
 Propriedades (qualificações) de ação que permitem temporizar a ação, criar 
pulsos, de memorizar, etc. 
 
4.8.11. Os Fabricantes e as Linguagens 
 
No mercado há vários tipos de CLPs e ferramentas que são usadas em diversas 
linguagens. O quadro a seguir, apresenta algumas informações dos fabricantes em 
relação à linguagem que utilizam. 
 
Utilização de linguagem de programação de CLPs 
 
 
Para programar um CLP, utilizamos um software geralmente For Windows, 
podendo ser instalação em qualquer PC, desde que tenha uma porta serial (COM1 ou 
COM2) disponível para conexão do cabo de comunicação. 
 
 
 
 
 
43 
 
4.9. PLC Scan 
 
O programa do CLP é executado como parte de um processo repetitivo chamado 
de Scan. O scan do CLP inicia com a CPU lendo o estado das entradas. O programa 
aplicado é executado usando o estado das entradas. Uma vez que o programa é 
completado, a CPU atualiza diagnósticos internos e atividades de comunicação. O ciclo 
de scan termina com a atualização dos estados das saídas, e então, o ciclo de scan é 
recomeçado. 
 
O tempo de um ciclo de scan depende do tamanho do programa, do número de 
entradas/saídas e do montante de dados de comunicação requerida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.10. Memórias 
 
Tamanho de memória: Quilo, abreviado k, refere-se a 1000 unidades. Quando 
falando sobre computador ou memória de CLP, entretanto, 1k significa 1024, isto é 
devido ao numero binário 210= 1024. 1k pode ser 1024 bits, 1024 bytes ou 1024 words, 
dependendo do tipo de memória. 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.15 – Sequência de Scan do CLP 
 
Fig. 4.16 – Memórias 
 
 
44 
 
 
4.10.1. RAM Random Access Memory (RAM) 
É uma memória onde os dados podem ser diretamente acessados em qualquer 
endereço. Dados podem ser escritos e lidos da RAM. RAM é usada como uma área de 
estoque temporária. RAM é volátil, que significa que os dados armazenados na RAM 
serão perdidos se a fonte de alimentação for desligada. Uma bateria de backup é 
requerida para evitar perda de dados em uma eventual falha na fonte de alimentação . 
 
4.10.2. ROM Read Only Memory (ROM) 
É um tipo de memória que os dados podem ser lidos mas não é possível a escrita. 
Este tipo de memória é usada para proteger dados ou programas de apagamentos 
acidentais. A memória ROM não é volátil, isto significa que o usuário não irá perder dos 
dados durante uma falta de energia. ROM são normalmente usadas para armazenar 
programas que definem a capacidade do CLP. 
 
4.10.3. EPROM Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM) 
Permite um nível de segurança contra mudanças não autorizadas ou não 
desejadas no programa. EPROMs são designadas para armazenar dados e então serem 
lidos, mas não facilmente alterados. Mudanças nos dados da EPROM requer um esforço 
especial. As UVEPROMs (ultravioleta erasable programmable read only memory) podem 
ser apagadas com luz ultravioleta. EEPROM (electronically erasable programmable read 
only memory), podem ser apagadas eletronicamente. 
 
4.10.3.1. Firmware 
É um especifico software de aplicação ou do usuário gravado em uma EPROM e 
entregue como parte do hardware. Firmware dar as funcionalidades básicas de um CLP. 
 
4.11. Requisitos básicos 
Para criar ou mudar um programa, os itens seguintes são necessários: 
 Um CLP 
 Um equipamento para programação (computador ou programador portátil) 
 Um software de programação 
 Um cabo de conexão 
 
45 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.12. Modo de Operação RUN/PROGRAM 
Quando a chave do CLP está na posição RUN, a CPU está no modo execução e 
roda o programa armazenado na memória do CLP. Quando a chave estiver no modo 
STOP, a CPU pára. Quando a chave estiver na posição TERM, o dispositivo de 
programação pode selecionar o modo de operação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alguns CLPs suportam o uso de um cartucho opcional de memória com uma 
EEPROM onde é possível armazenar uma cópia do programa do CLP para ser usado 
com backup. 
 
 
Fig. 4.17 – Software/Hardware 
 
Fig. 4.18 – Seleção do modo de operação 
 
Fig. 4.19 – Memória Removível 
 
 
46 
 
4.13. Módulos de Expansão 
Os CLPs permitem que seja adicionados módulos de expansão, caso seja 
necessário o uso mais entradas e saídas ou cartões especiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.14. Leds indicadores de Status 
Na CPU há leds indicadores que informam o modo de operação da CPU(RUN, 
STOP, PROGRAM ) e se há possíveis falhas no CLP. Algumas CPUs também possuem 
leds que indicam quando um FORCE estiver ativado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.15. Uso de fonte externa 
 
Os CLPs podem ser alimentados com 24VCC ou com tensão alternada , 
geralmente de 85 a 240VCA. Quando alimentados com tensão alternada, geralmente o 
CLP possui uma fonte interna de 24VCC para alimentar os cartões e para ser usado como 
sinal de entrada para os cartões de entrada digital. Caso seja necessário, é possível 
utilizar uma fonte externa de 24 VCC para servir como sinal de entrada para os cartões de 
entrada digital. 
Fig. 4.20 – Módulos de Expansão 
 
Fig. 4.21 – LEDs indicadores 
 
 
47 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.16. Endereçamento de entradas e saídas 
As entradas e saídas do CLP são identificadas com números e letras. Estes 
caracteres alfanuméricos irão identificar cada uma das entradas e saídas, sendo 
chamados de endereçamento (address). 
 
Os endereçamentos são usados pela CPU para determinar que entrada esteja 
presente e que saída necessita ser ligada ou desligada. I designa uma entrada 
digital(INPUT) e Q designa uma saída discreta. 
 
O primeiro número identifica o byte, o segundo identifica o bit. 
Por exemplo a entrada I:0.0 ,significa o byte 0 e o bit 0. 
 
I0.0 = Byte 0, Bit 0 
I0.1 = Byte 0, Bit 1 
I1.0 = Byte 1, Bit 0 
I1.1 = Byte 1, Bit 1 
 
 
4.17. Barra conectora removível 
Quando for necessário substituir a CPU ou cartões do CLP, não precisa desconectar 
todos os fios, basta liberar a barra conectora onde os fios estão parafusados e encaixar 
no novo cartão. 
Fig. 4.22 – Fonte externa 
 
 
48 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Algumas CPU possuem um super capacitor, assim chamado por ter a habilidade de 
manter a carga por um longo período de vida, protegendo assim dados armazenados na 
RAM em caso de eventual falta de energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.18. Símbolos 
A linguagem Ladder consiste em símbolos comumente usados que representa 
componentes de controle e instruções. 
 
4.18.1. Contatos 
 Um dos aspectos que mais geram confusão na programação de CLPs por usuário 
pela primeira vez é a relação entre o dispositivo que controla o status de um bit e a função 
de programação que usa o status de um bit. Duas das funções de programação maiscomuns são contatos normalmente abertos (normally open – NO) e contatos 
Fig. 4.24 – Capacitor/CLP 
 
Fig. 4.15 – Hardware 
 
Fig. 4.23 – Barra de conexão 
 
 
49 
 
normalmente fechados (normally closed – NC). Simbolicamente, a energia passa através 
deste contatos quando eles estão fechados. Um contato normalmente aberto (NO) é 
verdadeiro(fechado) quando o status de um bit de entrada ou saída é igual a “1”. Um 
contato normalmente fechado (NC) é verdadeiro (fechado) quando o status de um bit de 
entrada ou saída é “0”. 
 
 
 
 
 
 
4.18.2. Bobinas 
Representam reles que são energizados quando a energia passa por eles. Quando 
uma bobina é energizada, isto faz com que a saída correspondente seja mudada o seu bit 
de status para “1”. O mesmo bit de saída pode ser usado para controlar contatos NO e 
NC em qualquer lugar no programa. 
 
 
 
 
4.18.3. Caixas 
 
Representam várias instruções ou funções que são executadas quando ativadas. 
Funções típicas destas caixas são temporizadores, contadores e operações matemáticas. 
 
 
 
 
 
 
4.19. Interligando elementos 
 
Elementos de controle são adicionados ao diagrama Ladder posicionando o cursor 
e selecionando o elemento numa lista. 
Fig. 4.25 – Contatos NA e NF 
 
Fig. 4.26 – Bobina (símbolo) 
 
Fig. 4.27 – Caixa (símbolo) 
 
 
50 
 
No exemplo seguinte o cursor tem sido colocado na posição a direita da instrução 
I0.2. a bobina foi selecionada de uma lista e inserida nesta posição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.19.1. Operação AND 
 
Cada rung ou network no diagrama Ladder representa uma operação lógica. Dois 
contatos fechados e uma bobina são colocadas na network 1. eles são endereçados 
como I0.1, I0.2 e Q0.0. Observe que, somente quando as entrada I0.0 e I0.1 forem 
verdadeiras (nível lógico 1), a bobina representada por Q0.0 será ligada. 
Esta configuração executa a mesma função de uma porta lógica AND. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.28 – Diagrama Ladder 
 
Fig. 4.29 – Programação 
 
 
51 
 
Outra forma de visualizar a lógica AND é através da diagrama lógico Booleano. Na 
lógica Booleana a porta AND é representada pelo número de entradas do lado esquerdo. 
Neste caso tem duas entradas. A saída é representada do lado direito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.19.2. Operação OR 
 
Neste exemplo, a operação OR é usado na network 1. Se a entrada I0.2 ou a 
entrada I0.3, ou as duas forem verdadeiras, a saída Q0.1 será verdadeira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.30 – Programação AND 
 
Fig. 4.32 – Programação OR 
 
 
52 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.20.Testando o programa 
 
Uma vez que o programa tem sido escrito, é necessário ser testado e retirado 
erros(debug). Uma forma de fazer isto é simular as entradas do campo com um simulador 
de entradas. O programa deve primeiramente ser baixado(download) para o CLP e 
colocado no modo RUN. As chaves do simulador ao serem operadas, resultarão na 
indicação luminosa dos leds da entradas do CLP, e o CLP acionará as saídas, de acordo 
com o programa. 
 
4.20.1. Funções de Status 
 
Após o programa ter sido carregado e está rodando no CLP, o status atual dos 
elementos do diagrama Ladder podem ser monitorados pelo software de configuração. A 
forma padrão de apresentação de um elemento Ladder é a indicação da condição do 
circuito quando o dispositivo está desenergizado ou não acionado. Na ilustração seguinte, 
a entrada1 (I0.0) é programada como um contato NO. Nesta condição, a energia não irá 
passar através do contato para a saída (Q0.0). 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.33 – Programação OR 
 
Fig. 4.34 – Programação Básica 
 
 
53 
 
 
 
Quando visualizarmos o diagrama Ladder no modo status, o elemento que estiver 
ativo ou verdadeiro(lógica 1) estará hachurado. No exemplo, é apresentado um botão 
pulsador conectado à entrada 1 que está pressionado. A energia pode agora passar para 
o elemento associado com a entrada 1 (I0.0) e ativar a saída (Q0.0). o sinalizador irá 
acender. 
 
 
 
 
 
 
4.20.2. Uso de FORCING 
 
O uso de FORCING (Forçar) é outra ferramenta muito útil no comissionamento da 
aplicação. Ele pode ser usado para sobrepor, sobrescrever temporariamente o status de 
uma entrada ou uma saída para testar uma aplicação ou para tirar defeitos do programa. 
A função FORCE pode também ser usada para “pular” parte do programa, para permitir 
que instruções sejam “jumpeadas” permitindo assim a atuação de uma saída. 
No exemplo, a entrada I0.0 pode ser forçada, e mesmo sem pressionar o botão, acionar a 
saída, ligando a lâmpada. 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.35 – Programação Básica 
 
Fig. 4.36 – Programação Básica 
 
 
54 
 
4.20.3. Fiação 
 
Para executar uma tarefa, no exemplo didático de um botão ligando um sinalizador, 
o botão é conectado na entrada o CLP e o sinalizador na saída. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.21. Exemplo de uma partida para motor 
 
No exemplo seguinte, envolve a partida e parada de um motor. O diagrama ilustra 
como um botão de comando NO e NC pode ser usado num circuito de comando. A bobina 
do contator (M) é conectada em série com o contato NO do botão Liga(Start) , com um 
contato NC do botão desliga(STOP) e com um contato NC do relé térmico (OL). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.37 – Programação Básica 
 
 
55 
 
 
Quando o botão START é pressionado, a energia passa alimentando a bobina do 
contator (M). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quando o contator é acionado, fecha o contato auxiliar Ma. Quando o botão 
START é liberado, o contator continua acionado devido ao contato auxiliar. O motor irá 
rodar continuamente até ser pressionado o botão STOP ou se o relé térmico OL atuar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este controle pode ser executado pelo CLP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
56 
 
4.22. Programando 
 
O botão START(normalmente aberto NO) é conectado na primeira entrada (I0.0) , o 
botão STOP(normalmente fechado NC) é conectado na segunda entrada (I0.1) e o 
contato do relé térmico(normalmente fechado NC) é conectado na terceira entrada (I0.2). 
A primeira entrada(I0.0), a segunda(I0.1) e a terceira(I0.2). formam uma lógica AND e 
são usadas para controlar funções de programação normalmente abertas na network 1. 
O status do bit I0.1 está em nível lógico 1 porque o contato normalmente fechado(NC) do 
botão STOP está fechado. O status do bit I0.2 está em nível lógico 1porque o contato 
normalmente fechado do relé térmico(OL) esta fechado. A saída Q0.0 está também 
presente na network 1. em adicional, o contato normalmente aberto do contato associado 
com Q0.0 está presente na network 1 para formar uma lógica OR. O contator é conectado 
na saída Q0.0. 
 
 
 
 
 
 
 
Quando o botão START for pressionado, a CPU recebe nível lógico 1 da entrada 
I0.0. Isto causa que o contato I0.0 feche. Estando todas as três entradas em nível lógico 
1, a CPU manda nível lógico 1 para a saída Q0.0. o contator é energizado e o motor 
parte. 
 
 
 
 
 
 
 
Quando o botão Start é pressionado, a saída Q0.0 é agora verdadeira e no próximo 
ciclo de scan, quando o contato de Q0.0 estiver ativado, o contato estará fechado e assim 
a saída Q0.0 permanecer ligada mesmo que o botão Start seja liberado. 
 
57 
 
 
 
 
 
 
 
 
O motor irá continuar funcionando até que o botão STOP seja pressionado. A 
entrada I0.1 irá então para nível lógico 0(falso). A CPU irá enviar o sinal binário 0 para a 
saída Q0.0. O motor irá ser desligado. 
 
 
 
 
 
4.23. Expandindo a aplicação 
 
A aplicação pode ser facilmente expandida para incluir sinalizadores para indicar a 
condição RUN e STOP. Neste exemplo o sinalizador Run está conectado à saída Q0.1 e 
o sinalizador Stop à saída Q0.2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
58 
 
Podemos ver que o contato normalmente aberto de Q0.0 está ligado com a saída 
Q0.1 na network2 e o contato normalmente fechado de Q0.0 está ligado com a saída 
Q0.2 na network 3. quando o motor estiver parado, a saída Q0.0 está desligada; o contato 
normalmente aberto de Q0.0 na network 02 estará aberto e o sinalizador RUN estará 
apagado. O contato normalmente fechado Q0.1 na network 03 estará fechado, ligando 
assim o sinalizador Q0.2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Expansão: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
59 
 
4.24. Exemplo de aplicação 
 
O dispositivo de campo que mede a variação o sinal é tipicamente conectado a um 
transdutor. No exemplo seguinte, uma balança é conectada a uma célula de carga. A 
célula de carga é um dispositivo que pega a variação do sinal e converte num sinal 
variável de tensão ou corrente. No exemplo, a célula de carga está convertendo o valor do 
peso num sinal de saída de 0 a 10V. o valor de saída depende inteiramente das 
especificações do fabricante do sensor. Nesta célula, a saída de 0 a 10V corresponde a 
uma entrada(peso) de 0 a 500 libras (226 kg). O sinal de 0 a 10V da saída da célula de 
carga é conectado a uma entrada analógica do CLP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este exemplo de aplicação pode ser expandido para incluir um sistema 
transportador com um braço seletor para direcionar embalagens com pesos variados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
As embalagens movem-se sobre a esteira e são pesadas. A embalagem que tiver peso 
igual ou maior que o valor especificado, segue o caminho normal. A embalagem que tiver 
peso inferior que o valor especificado, irá retornar para inspeção. 
 
 
60 
 
4.25. Temporizadores 
Temporizadores são dispositivos que contam incrementos no tempo. Semáforos 
são exemplos onde temporizadores são usados. Neste exemplo, temporizadores são 
usados para controlar o intervalo de tempo entre uma lâmpada e outra do semáforo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Temporizadores são representados por caixas no diagrama Ladder. Quando um 
temporizador é ativado, começa a contar tempo. O temporizador compara o tempo 
transcorrido com o tempo setado(ajustado). A saída do temporizador está em nível lógico 
zero enquanto o tempo transcorrido for menor que o tempo setado. Quando o tempo 
transcorrido é maior que o setado, o temporizador irá para nível lógico 1. 
A maioria dos CLPs possuem três tipos de temporizadores: On- Delay (TON), Retentive 
On-Delay (TONR), e Off-Delay (TOF). 
Os temporizadores geralmente podem contar tempo em milisegundos, centésimos de 
segundos ou em segundos. 
 
 
 
 
61 
 
4.25.1. Timer on-delay(TON) 
 
Quando a network onde um TON está é ativada (nivel lógico 1) , o mesmo começa 
a contar tempo. Atingido o valor predeterminado, o bit de saída do TON irá para nível 
lógico 1 e permanecerá assim até que a network onde está o temperizador se torne falsa. 
Quando isto acontecer, o temporizador é resetado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
No exemplo seguinte, uma chave é conectada na entrada I0.3, e um sinalizador é 
conectado na saída Q0.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
62 
 
Quando a chave for fechada, o temporizador será ativado. O valor setado é de 150 
e a base de tempo é 100ms, o que dar 15s (150 x 0,1). Atingido o valor setado, o 
sinalizador irá acender. Ao abrirmos a chave, a network do temporizador será falsa, 
resetando o temporizador e desligando o sinalizador, permitindo assim uma nova 
contagem de tempo. 
 
4.25.2. Timer Off-Delay (TOF) 
 
Este temporizador é usado para atrasar o desligamento de uma saída por um 
período de tempo após uma entrada ser desligada. Quando a network onde o TOF estiver 
for verdadeira, imediatamente o TOF colocará o seu bit de saída em nível lógico 1 e não 
conta tempo. Quando a network for falsa, o TOF manterá o bit de saída verdadeiro e 
começará a contar tempo, que após atingido, retornará o bit de saída para falso. 
 
 
 
 
 
 
 
4.26. Exemplo de aplicação 
 
No exemplo seguinte, um tanque irá ser preenchido por dois produtos, serão 
misturados e então drenados. Quando o Botão Start é precionado (I0.0), o programa liga 
a bomba 1(Q0.0). a bomba 1 roda por 5 segundos, preenchendo o tanque com o primeiro 
produto, e então é desligada. O programa então liga a bomba 2(Q0.1) que roda por 3 
segundos é pára. O programa mistura os dois produtos por 60 segundos. O programa 
então abre a válvula de dreno(Q0.3) e parte a bomba 3(Q0.4). a bomba 3 é desligada 
após 8 segundos e o processo pára. A parada manual(I0.1) pode ser acionada a qualquer 
momento. 
 
63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.27. Contadores 
 
Os contadores comparam um valor acumulado com um valor setado(programado) 
para controle de processos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Contadores são representados por caixas no diagrama Ladder. Eles 
incrementam/decrementam uma contagem cada vez que há uma transição de OFF para 
ON na entrada que está gerando os pulsos. Contadores são resetados(zerados) quando 
uma instrução de RESET é executada. 
 
Alguns CLPs disponibilizam três tipos de contadores: up counter (CTU) contador 
crescente, down counter (CTD) contador decrescente, e up/down counter (CTUD). 
 
64 
 
 
 
 
 
 
 
4.27.1. Exemplo de aplicação 
 
Um contador pode ser usado para controlar o número de veículos num 
estacionamento. Quando um veiculo entra no estacionamento, o contador incrementa um 
pulso. Quando sai, o contador decrementa um pulso. O contador pode informar o número 
de veículos estacionados, ou seja, o número de vagas disponíveis. Quando o 
estacionamento estiver lotado, o que significa que o contador atingiu o valor presetado, 
um sinalizador acende informando que não há mais vagas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No exemplo, um sensor está fixado ao portão de entrada e conectado na entrada 
I0.0 do CLP. outro sensor está fixado no portão de saída e conectado na entrada I0.1. um 
botão de reset localizado na cabine de controle está conectado na entrada I0.2. O 
estacionamento comporta 150 veículos. Este é o valor que tem sido presetado no 
contador. 
 
A saída do contador ativa a saída Q0.1 que está conectada a sinalizador que indica 
“Estacionamento Lotado”. 
 
 
65 
 
Quando um veículo entra no estacionamento, o contador incrementa um pulso. Se 
um veículo sair, decrementa um pulso no contador. 
 
Quando o contador atingir 150, a saída Q0.1 aciona o sinalizador, avisando que 
não há vagas disponíveis. 
 
4.28. Módulos especiais 
 
Em adição aos módulos de I/O, módulos de expansão são disponíveis tais como: 
módulos para termopares e RTDs, para controle de posicionamento, para comunicação 
entre outros. 
 
4.28.1. Módulos de Comunicação 
 
Em alguns sistemas complexos, a comunicação rápida é essencial. Modems são 
dispositivos eletrônicos usados para enviar e receber dados de longa distância. Com isto, 
é possível acessar um CLP que esteja em outro estado ou país, usando uma linha 
telefônica. Com isto, é possível fazer diagnóstico e manutenção à distância, controlar 
máquinas, sistemas de alarme, funções de comunicação e supervisionar operações e 
dados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
É possível também utilizar CLPs conectados a dispositivos “inteligentes de campo 
como inversores de freqüência, atuadores e sensores , usando as LANs - local area 
network (LAN). LANs são usadas em escritórios, fábricas e em áreas industriais. 
 
66 
 
No passado as redes eram freqüentemente “proprietárias”, ou seja, eram usados 
por um fabricante proprietário de um sistema. Hoje temos várias redes “abertas” como a 
PROFIBUS-DP e Actuator Sensor Interface (ASi). 
 
4.28.2. Profibus DP 
 
É uma rede (barramento) aberta, usada para várias aplicações em automação e 
processos de fabricação. Profibus-DP trabalha com dispositivos de campo como 
medidores de energia, dispositivos de proteção de motores, disjuntores e controle de 
iluminação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.28.3. AS-i ActuatorSensor Interface (AS-i or AS-Interface) 
 
É um sistema de rede para dispositivos binários como sensores. Até recentemente, 
extensivos cabos paralelos eram usados para conectar sensores até o dispositivo de 
controle. AS-I substitui esta complexidade de cabos por um único par de fios. Vários 
dispositivos podem ser conectados neste cabo único. 
 
 
 
 
 
 
 
 
67 
 
Os CLPs possuem cartões especiais que recebe estes sinais binários vindos do 
cabo AS-i . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.29. Seleção de um CLP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para a escolha correta de um equipamento de CLP, o usuário deverá conhecer as 
características dos CLPs existentes no mercado levando em conta as características 
específicas de hardware e software sendo que: 
 As características de hardware de um CLP são aquelas que estão ligadas à 
construção do mesmo, por ex. tipo de componente eletrônico utilizado, 
circuitos, modularidade, cartões de comunicação, etc. 
 As características de software são aquelas que definem os recursos do 
CLP, refletindo em programação, recursos, instruções, tipo de comunicação, 
recursos da IHM. 
 
 
68 
 
Deve-se observar que algumas características de hardware interferem na de 
software, por exemplo, o circuito de filtro na fonte não sendo de boa qualidade pode 
provocar a perda de programa e/ou funcionamento inadequado do CLP e será observado 
como um efeito de software. 
 
 
3.29.1. Hardware 
 
Para selecionar o hardware do CLP, devem ser levadas em conta as seguintes 
características: 
 Sinalização de “status” de Entrada e Saída (sinaliza a ligação ou não das 
Entradas/Saídas). 
 Alto MTBF (Mean Time Between Failure), ou seja, tempo médio entre falhas. 
 “Burn In” (capacidade de fácil inserção/extração dos módulos do CLP). 
 Robustez mecânica e elétrica. 
 Imunidade a ruídos (capacidade de não ter seu funcionamento alterado se 
surgirem surtos de sinais elétricos não desejados). 
 Isolação ótica de entradas e saídas (proteção da eletrônica fina do CLP com os 
circuitos exteriores). 
 Facilidade de configuração (modularidade). 
 Facilidade de manutenção (itens de estoque). 
 Autodiagnose (capacidade de sinalizar falhas e indicar possível solução). 
 Fusíveis de proteção independentes. 
 Tensão de alimentação. 
 Tensão de alimentação dos módulos de entrada e de saída. 
 Número de entrada e de saída. 
 Temperatura de armazenamento. 
 Temperatura de operação. 
 Imunidade a Descarga Eletrostática. 
 Vibração. 
 
 
 
 
 
69 
 
3.29.2. Software 
 
Para selecionar o software, é preciso levar em conta as seguintes características: 
 Facilidade de programação (interface de programação amigável). 
 Aplicativo com teste de consistência (capacidade do controlador do CLP: 
verificar se o programa elaborado é reconhecido pelo mesmo). 
 Facilidade de simulação (utilização de função FORCE, que “força” um nível 
lógico 0 ou 1 em um elemento do programa). 
 Flexibilidade de programação conjunto, “Set” de instruções variadas. 
 Recurso de monitoração. 
 Programação “on-line”, programar diretamente no CLP. 
 Número de estados internos. 
 Interface de comunicação com outros equipamentos. 
 Varredura de programa (leitura e execução seqüencial das instruções do 
programa, que tem início na primeira instrução e vai até o final do mesmo). 
 
O tempo de execução do programa varia de 1ms a 100ms/K, e vai depender da 
tecnologia empregada pelos fabricantes. É importante observar que esse tempo é 
calculado com base em instruções simples, do tipo contato aberto, contato fechado e 
saídas. Para as instruções avançadas que envolvem multiplicação, divisão, etc., o tempo 
estimado é maior para a execução. 
 
4.30. Automação de um Setor, Processo ou Equipamento 
 
O primeiro passo para automação de um processo, setor ou equipamento é 
conhecê-lo detalhadamente e documentá-lo através da descrição de seu funcionamento. 
Os métodos mais utilizados para essa descrição são o fluxograma Universal, o Diagrama 
de tempos e movimentos ou uma descrição escrita do funcionamento do processo. Uma 
vez conhecida essa descrição, o CLP pode ser especificado, pois tem-se o numero e tipo 
das entradas/ saídas, que permite iniciar o processo de programação. 
 
A figura a seguir apresenta um Fluxograma Universal com os passos necessários 
para a automação de um setor, processo ou equipamento. 
 
 
70 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
71 
 
CAPÍTULO 5 – Sistemas Scada 
 
Objetivo 
 
Após estudar este capítulo você estará apto para: Entender os processos relativos 
ao sistema SCADA. 
 
 
5.1. Sistemas Scada (Supervisory Control And Data Acquisition) 
 
Os sistemas SCADA, também conhecidos como sistemas supervisórios, permitem 
que sejam monitoradas e rastreadas informações de um processo produtivo ou instalação 
física. Tais informações são coletadas através de equipamentos de aquisição de dados e, 
em seguida, manipuladas, analisadas, armazenadas e, posteriormente, apresentadas ao 
usuário. (SILVA, 2005). 
 
Segundo Souza (2003), no estágio atual dos sistemas SCADA, os computadores 
têm um papel importante na supervisão dos sistemas por coletar, entre outras coisas, 
dados do processo, principalmente dos CLPs. Estes dados podem ser observados de 
maneira remota e amigável pelo operador; têm sua monitoração e controle facilitado; 
disponibiliza, em tempo útil, o estado atual do sistema através de um conjunto de 
previsões, gráficos e relatórios; permitindo assim, a tomada de decisão operacional, seja 
ela automática ou por iniciativa do operador. 
 
Estes sistemas revelam-se de crucial importância na estrutura de gestão das 
empresas, fato pelo qual deixaram de ser vistos como meras ferramentas operacionais, 
ou de engenharia, e passaram a ser vistos como uma importante fonte de informação. Em 
relação ao CLP, os sistemas de supervisão oferecem duas funções básicas: supervisão e 
operação. 
 
 
72 
 
5.2. Supervisão 
 
Na supervisão são incluídas todas as funções de monitoramento do processo, 
sejam elas sinóticas, gráficos de tendências de variáveis analógicas e digitais, relatórios 
em vídeo e impressora, dentre outras. 
 
5.3. Operação 
 
A operação tem a grande vantagem de substituir as funções da mesa de controle, 
otimizando os processos de liga e desliga de equipamentos e de seqüência de 
equipamentos e a mudança de modo de operação de equipamentos. 
 
5.4. Funcionalidades 
 
As principais funcionalidades dos sistemas SCADA atualmente são: aquisição de 
dados, visualização de dados, processamento de alarmes e tolerância a falhas. 
 
5.4.1. Aquisição de dados 
 
A aquisição de dados é o processo que envolve a coleta e transmissão de dados 
desde as instalações das indústrias, eventualmente remotas, até as estações centrais de 
monitoração. O processo inicia-se nas instalações das indústrias, onde as estações 
remotas lêem os valores dos dispositivos conectados. Após a leitura desses valores, 
segue-se a fase de transmissão de dados através de rede de comunicações até a estação 
central. Por fim, o processo de aquisição de dados é concluído com o respectivo 
armazenamento em bases de dados. (SOUZA, 2003). 
 
5.4.2. Visualização de dados 
 
A visualização de dados consiste na apresentação de informações através de 
interfaces homem-máquina, geralmente acompanhados por animações, de modo a 
simular a evolução do estado dos dispositivos controlados na instalação das indústrias. 
 
73 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.4.3. Alarmes 
 
Os alarmes são classificados por níveis de prioridade em função da sua gravidade, 
sendo reservada a maior prioridade para os alarmes relacionados com questões de 
segurança. 
 
Em situações de falha do servidor ou da rede de comunicações, é possível efetuar 
o armazenamento das mensagens