Automação III

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Apostila do Curso de Automação Industrial 
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Teoria de Erros: 
 O erro é caracterizado como algo indesejável no sistema, entre em sistemas de 
controle o estudo dos erros leva a formas mais eficientes e exatas de se efetuar um 
controle. O erro pode ser definido como um desvio entre um valor real e um valor 
efetivamente encontrado. Pode Ter várias origens, mas podem ser classificados de duas 
formas: 
Erros determinísticos ou sistemáticos: É aquele erro que decorre de um desvio fixo entre 
a grandeza lida e a esperada por motivo de uma folga ou desajuste. É um tipo de erro que é 
sempre repetitivo, desde que as condições sejam idênticas. Pode estar relacionada à uma 
grandeza física, como por exemplo, um erro de um extensômetro em virtude de 
temperatura. Pode ser eliminado por meio de compensação. 
Erros aleatórios: É aquele que ocorre devido a fatores imponderáveis e que não podem ser 
modelados. A dimensão de erro aleatório só pode ser estabelecida por meio de análise 
estatística. Na natureza costumam ocorrer os dois tipos de erros simultaneamente. 
 Diante da natureza desta classificação dos erros, criou-se dois conceitos básicos 
para a caracterização dos desvios. A exatidão e a precisão. 
A exatidão dá uma idéia do desvio médio de uma medida em relação ao valor real. A baixa 
exatidão é causada por erros determinísticos. 
A precisão é uma medida da variabilidade de uma medida em torno de um valor médio. É 
causada pelo erro aleatório. 
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Sistemas de Controle Industrial: 
 Existem várias formas de se implementar sistemas de controle automático, entretanto, a mais 
utilizada é usando sistemas eletroeletrônicos devido principalmente a versatilidade e dinamismo 
necessários à um controle de processo. Além disso, sistemas elétricos são mais fáceis de se implementar 
que sistema s dinâmicos. Dado que um sistema de controle é predominantemente elétrico e os processo 
envolvem transformações mecânicas, químicas e físicas, devemos converter o sinal de um controlador 
eletrônico no sinal adequado ao processo, tanto do ponto de vista da natureza, quanto do ponto de vista 
de magnitude. Este elemento é o atuador. É ele quem atua diretamente sobre o processo, sempre em 
resposta à saída do controlador. 
 Para que o controlador gere o sinal de controle para o atuador gerar o sinal de controle do 
atuador ele precisa de uma referência , ou seja, um sinal na sua entrada que diga ao controlador o que ele 
deve fazer com o processo. Este é o sinal de referência, ou sinal de entrada. A figura abaixo ilustra o 
relacionamento entre o controlador, o atuador e o processo. 
 
 
 
 
 Em um sistema de controle precisamos saber como anda o processo e obter informações a 
respeito de parâmetros do mesmo. Ou seja, precisamos de um dispositivo capaz de converter uma 
grandeza física do processo em uma grandeza elétrica para que possamos medir o andamento do 
processo. Este elemento é o transdutor e ele se relaciona com o processo conforme a figura abaixo: 
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Esquema de Controle Manual de um Sistema Térmico 
Esquema do sistema de regulação automática de um sistema térmico. 
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Sistemas de Controle em Malha Aberta e Malha Fechada: 
 Com relação a forma de implementação os sistemas de controle, podem ser classificados de duas formas : em 
malha aberta e em malha fechada. 
Malha aberta: Quando o controlador gera o sinal para o atuador, com base no sinal piloto, sem obter nenhuma informação 
do sobre o andamento do processo. Ou seja, é um sistema sem realimentação, sendo que o sinal de entrada é o próprio 
set-point. 
Malha fechada: Quando o controlador gera o sinal para o atuador, com base no sinal piloto, porém agora ele recebe 
informação sobre o andamento do processo, através de um transdutor. O sinal entrada, no caso, corresponde a diferença 
entre o set-point e o sinal do transdutor, por isso, também é chamado de sinal de erro. 
 A figura abaixo ilustra as duas formas de controle: 
 
 
 
 
 
Malha aberta (Sem realimentação) 
OBS: Observe que no caso da malha aberta o transdutor e o indicador são itens opcionais não sendo importantes para o 
controle. 
 
 
 
 
Malha Fechada (Com realimentação) 
OBS: O indicador no caso da malha fechada é um item opcional. 
 A malha fechada apresenta algumas vantagens em relação a malha aberta, principalmente no que tange a 
menor sensibilidade a interferências e ruídos. Isto porque o sistema sendo realimentado, ,qualquer desvio do sistema, gera 
um erro que tende a ser compensado. Além disso, o sistema fica mais independente dos parâmetros da planta, já que ele 
passa a atuar sobre o sinal de erro. 
 Entretanto, também há desvantagens como o custo mais elevado e a possibilidade do sistema atingir a 
instabilidade quando o ganho do controlador é muito alto. 
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Dispositivos de entrada e saída de controle: 
 
Para gerenciar um sistema de malha fechada é necessário captar sinais do sistema e leva-los ao gerenciador , 
seja ele um sistema discreto (analógico) ou mesmo um sistema digital (CLP), desta forma temos os dispositivos de 
entrada, denominados de sensores e transdutores, os quais tem a função de levar o sinal do sistema ao 
gerenciador; um exemplo simples podemos citar uma maquina operatriz tipo torno no qual os interruptores de fim 
de curso informa aos gerenciador que o carro porta ferramenta chegou na posição inicial ou final. 
Já na outra ponta temos os dispositivos de saída denominados de Atuadores que são os elementos que recebem 
as informações do gerenciadores e executam a operação necessária, continuando no exemplo anterior da 
maquina operatriz são os contatores e/ou motores que ligam e desligam quando o gerenciador informar. 
 
Sensores 
 
Dispositivos projetados para detectarem algum evento no campo e emitirem um sinal em resposta a este evento. 
Exemplo. Sensor de proximidade. Quando algum objeto atinge seu campo de visualização ele ativa um sinal em 
resposta a presença deste objeto 
 
As saídas de um sensor dividem-se em dois grupos: As passivas e as ativas: 
Passivas: Também chamadas de contato seco, são compostas por um simples contato tipo NA ou NF, que é 
acionado quando o sensor é ativado. Pode operar com CA ou CC. Não possui grandes restrições a não ser a 
corrente máxima permissível. 
Ativas: São saídas eletrônicas, que usam transistores NPN ou PNP em várias configurações possíveis. São 
sempre em CC, pois são polarizadas. A figura abaixo ilustra alguns tipos possíveis: 
 
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Sensor de nível de braço 
Sensor de nível tubular 
Sensor de nível misto de nivel e tubular 
Sensor Capacitivo 
Sensor Indutivo 
Sensor òptico 
Sensor de fluxo magnético reed switch 
Sensor de pressão 
(Pressostato) 
Sensor de posição 
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Sensores mais usados na industria 
 
 Existem vários tipos de sensores, mas os principais utilizados pela indústria são: 
 Sensor de Nível; Normalmente são utilizados como sensor de nível de água para encher um tanque, 
um balão volumétrico de uma caldeira ou outra aplicação qualquer. 
 Sensor de Pressão; Normalmente são eletromecânicos do tipo pressostato. Basicamente são 
compostos por uma mola que é submetida a uma força produzida pela pressão do fluido. 
 Sensor de Posição ou de Proximidade; Muito usados na indústria para automação industrial dada 
sua grande versatilidade e utilidade no controle de eventos discretos. Podem ser de vários tipos, mas 
normalmente se classificam pela natureza de seu princípio de funcionamento. São eles: 
 Sensor Indutivo: São sensores que executam uma comutação eletrônica, quando um objeto 
metálico entra dentro de um campo eletromagnético; 
 Sensor Capacitivo; Os capacitivos também podem efetuar um chaveamento eletrônico sem 
qualquer contato físico. Estes sensores foram desenvolvidos para atuarem na presença de materiais orgânicos, 
plásticos, vidro, líquido, além de metais. 
 Sensor Ultrassônico; São sensores quetrabalham a base de emissão de uma onda sonora 
inaudível, O sensor é composto de um transmissor e um receptor de onda sonora. Ele pode operar de dois 
modos: 
 Sensor Fotoelétrico; São dispositivos que trabalham sob o princípio de detecção de luz. 
Normalmente trabalham na região do infravermelho onde os fotodiodos e foto transístores apresentam melhor 
sensibilidade. 
 Sensor de Presença; Funcionam a partir do reconhecimento de movimento ou de temperatura 
corporal. 
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Transdutor: 
 O transdutor é um dispositivo que transforma um tipo de energia em outro. Ele pode converter, por exemplo, uma magnitude física, 
como posição, velocidade, temperatura, luz, entre outras, em um sinal elétrico normalizado. Essa propriedade é utilizada 
principalmente por sensores. 
 
 
 
 
 
 Esquema de funcionamento de um transdutor 
Um exemplo de transdutor é o microfone, que transforma energia sonora em sinal elétrico. Outro exemplo é o alto-falante, que 
funciona de forma inversa ao microfone, convertendo sinais elétricos em energia sonora. 
Muitas vezes os transdutores e os sensores são tratados como se tivessem a mesma função, mas, na verdade, eles têm papéis 
diferentes. O sensor detecta uma variável física, que pode ser a pressão, a temperatura ou a intensidade de uma força, e o transdutor 
transforma essa medida em uma grandeza fácil de ser medida. Ele transforma um sinal de temperatura em um sinal elétrico, por 
exemplo. 
Apesar de não serem o mesmo dispositivo, muitas vezes os transdutores e os sensores podem vir integrados, por isso acabam sendo 
chamados apenas como transdutores. Os transdutores podem ser classificados como: 
Ativos: geram um sinal elétrico em resposta a um estímulo e não precisam receber energia externa para produzir um sinal de saída; 
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Passivos: precisam ser excitados por uma fonte externa de energia para produzir um sinal de saída; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Esquema de funcionamento de transdutor passivo 
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https://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-escalar-media.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/luz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/microfone.htm
Transdutor: 
 Simples: Quando a transdução é feita em apenas um estágio, como é o caso de um sensor de posição que produz uma 
variação de tensão elétrica na presença de um material magnético; 
Compostos: quando a transdução é feita em vários estágios entre o sinal de entrada e o de saída da magnitude física, que, 
por sua vez, é transformada em grandezas intermediárias durante o processo, conforme mostra a figura a seguir: 
 
 
 
 
 
 
 
 Esquema de funcionamento de um transdutor composto 
Transdutores mais usados na Industria: 
 Há vários tipos de transdutores disponíveis no mercado, eles variam conforme a grandeza que medem, classe de 
precisão e região de operação. A classificação mais comum é a por tipo de grandeza medida. Assim temos, principalmente: 
- Transdutores de Temperatura; tipo Termopares; Termistores: Podem ser do tipo NTC e PTC; Termoresistências ou RTD’s; 
Semicondutores; 
- Transdutores Fotoelétricos; tipo Células Fotovoltaicas; Fotoresistores ou LDR’s Fotodiodos; Fototransístores. 
- Transdutores de Posição (Servomecanismos); tipo Encoder: (Convertem movimento angular em sinal elétrico); Régua ótica: 
(Convertem movimento linear em sinal elétrico); Resolver: (Convertem movimento angular em sinal elétrico); LVDT: (Convertem 
movimento linear em sinal elétrico); Capacitivo (utilizado para medida de posição de até alguns milímetro e bastante utilizado em 
medida de vibrações relativas); Indutivos: (Utilizado para medida de pequenas distâncias); Efeito Hall (tem várias aplicações práticas. 
Uma das mais importantes é na medida de campos magnéticos). 
- Transdutores de Tensão Mecânica ou Extensômetros; Extensômetros são dispositivos muito utilizados pela indústria para fins de 
medição de tensões mecânicas e medições de peso (carga); Piezoelétricos extensômetros, mas seu uso é mais restrito pelo fato de 
que estes materiais não são tão robustos quantos os extensômetros resistivos. 
- Transdutores de Pressão; Transdutor piezoelétrico; Transdutor de pressão à base de um LVDT; 
- Transdutores de Vazão; Medidores de quantidade; Medidores volumétricos; Medidores magnéticos de vazão com eletrodos, tipo 
turbina; tipo Coriolis; Vortex; 
- Transdutores de Volume; Medidores de quantidade; Medidores volumétricos; com tecnologia Ultra-sônico 
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Transdutor: 
Transdutor de 
pressão piezoelétrico 
 type - SPKT*D* 
Transdutor de 
temperatura type - 
SPKT*D* de 4-20mA 
Sensor temperatura 
type - ntc 
Sensor temperatura 
type - ptc 
Transdutor de torque 
transdutores de Torque Rotativos e 
Reativos que utilizam a tecnologia 
Strain Gage 
Transdutor de posição 
Seu princípio de medição magnetostritivo 
permite a detecção de posição sem 
contato com magnetos de posição 
flutuantes ou guiados. Vida útil mecânica 
ilimitada 
Transdutor ultrasonico 
 Reativos que utilizam a tecnologia 
Strain Gage 
Transdutor de pressão 
principio LVDT 
Encoder 
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ATUADORES: 
 
 São os dispositivos que efetivamente realizam trabalho, atuando no meio físico. Podem ser contínuos ou discretos 
dependendo da forma de atuação. Basicamente os principais atuadores em uso na automação são 
Eletroválvulas e Cilindros; Servomotores; Motores de Passo; Motores Lineares; etc 
 
Eletroválvulas e Cilindros: 
Eletroválvulas são as válvulas pneumáticas e hidráulicas pilotadas eletricamente. Podem ser discretas como as válvulas 
direcionais que apenas direcionam o fluxo ou contínuas como as válvulas proporcionais e servoválvulas, que controlam a 
vazão do fluido de forma proporcional. Não são atuadores de fato, apenas trabalham em conjunto com os cilindros 
pneumáticos e hidráulicos, sendo estes sim atuadores efetivamente. 
Podem também se encaixar neste tópico os contatores que acionam os elementos de potência. 
 
Servomotores CC: 
São basicamente motores de CC, sendo que o estator é do tipo imã permanente. Podemos controlar o torque e a velocidade 
deste motor através da corrente de armadura Ia. 
Servomotores CA: 
São basicamente motores trifásicos síncronos CA, sendo que o rotor é composto por imã permanente feito com elementos do 
tipo terras raras. 
 
Motores de Passo 
São motores totalmente diferentes dos convencionais, porque seu movimento é discreto ao passo que os demais são 
movimento contínuo. 
A alimentação também é totalmente diferente e ocorre por meio de pulsos que são aplicados as bobinas do estator de forma 
sequenciada. O sentido da sequencia determina o sentido de rotação. 
São motores alimentados por sinais exclusivamente digitais ao passo que os anteriores são alimentados por sinais analógicos. 
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Atuadores 
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Sinais 
 
 Sinal pode ser definido como a representação de informações em forma de um valor ou 
uma curva de valores de uma grandeza física. 
 Assim, se a grandeza for a corrente elétrica teremos um sinal elétrico, se for a pressão 
de um fluido temos os sinais pneumáticos ou hidráulicos. Se for a luminosidade teremos um sinal 
óptico e etc.. 
 O sinal pode ser classificado quanto a forma como essas informações são 
representadas. Assim temos: 
 • Sinal Analógico; O sinal analógico é aquele que representa de forma contínua uma 
determinada faixa de valores da grandeza física. Podemos dizer também que são sinais que 
variam continuamente no tempo conforme uma regra de comparação a uma referência definida; 
 Exemplo de grandeza: pressão, temperatura, força, etc.; Exemplo de transdutor/sensor: 
Potenciômetros, transdutores de temperatura de pressão, etc. 
 
 
 
 
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Sinais 
 
 • Sinal digital; O sinal digital é aquele onde somente dois valores são representados. 
São designados genericamente de 0 e 1. Podemos dizer também que são sinais que variam 
continuamente no tempo assumindo apenas dois valores definidos e distintos epodemos 
subdivididos em dois tipos: 
 Bit Simples: Dispositivos que apresentam sinais que poderão ser representados por bits 
individuais, Exemplo: Botões, chaves seletoras, chaves fim de curso, chaves de nível, etc. 
 Multi bit: Dispositivos que apresentam sinais por bits agrupados em conjunto, formando o 
que chamamos de “ palavra binaria”, Exemplo Enconder absoluto, chave thumbwheel, etc. 
 Embora as grandezas físicas não correspondam a este comportamento podemos 
ter algumas situações como a presença ou não de um objeto em determinado local ou um botão 
pressionado ou não, desligado ou ligado. 
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Sistemas Numéricos 
 
Sistema Decimal 
 
 É o sistema que conhecemos atualmente, O sistema de numeração decimal é de base 10, ou seja 
utiliza 10 algarismos (símbolos) diferentes para representar todos os números. Formado pelos algarismos 0, 1, 2, 
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, é um sistema posicional, ou seja, a posição do algarismo no número modifica o seu valor 
 
Sistema Binário 
 
 O sistema binário ou de base 2 é um sistema de numeração posicional em que todas as quantidades 
se representam com base em dois números, ou seja, zero e um (0 e 1). Os computadores e/ou CLP trabalham 
internamente com dois níveis de tensão, pelo que o seu sistema binário. Nos CLPs, as informações de entrada e 
saída são tratadas como bits (0 ou 1), Bytes (8 bits), Words (palavras) (2 Bytes ou 16 bits) ou Double Words 
(palavra dupla) (2 Words, 4 bytes ou 32 bits). 
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CLP – Controladores Lógicos Programáveis 
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Alguns Fabricantes 
Controladores Lógicos Programáveis (CLP) 
Programmable Logic Controller (PLC) 
São dispositivos eletrônicos programáveis que substituem dispositivos 
Eletromecânicos como os contatores. 
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Histórico 
 
 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 de fácil manutenção; 
• Ter condições de operarem ambientes; 
• 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; 
• Cada unidade deveria ser dotada de uma memória 
• Programável com capacidade mínima de 3000 palavras com possibilidade de 
expansão. 
 Vantagens 
• Ocupam menor espaço; 
• Rápido e fácil de fazer mudanças; 
• O CLP tem funções integradas de diagnóstico; 
• Aplicações podem ser imediatamente documentadas; 
• Aplicações podem ser duplicadas rapidamente e com menos custo 
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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO - DIAGRAMA EM 
BLOCOS 
 
 
INICIALIZAÇÃO: No momento em que é ligado o CLP executa uma série de operações pré - programadas, gravadas em 
seu Programa Monitor : 
VERIFICAR ESTADO DAS ENTRADAS: O CLP lê o estados de cada uma das entradas, verificando se alguma foi acionada. O 
processo de leitura recebe o nome de Ciclo de Varredura ( Scan ) e normalmente é de alguns micro - segundos ( scan 
time ). 
TRANSFERIR PARA A MEMÓRIA: Após o Ciclo de Varredura, o CLP armazena os resultados obtidos em uma região de 
memória chamada de Memória Imagem das Entradas e Saídas. Ela recebe este nome por ser um espelho do estado das 
entradas e saídas. Esta memória será consultada pelo CLP no decorrer do processamento do programa do usuário. 
COMPARAR COM O PROGRAMA DO USUÁRIO: O CLP ao executar o programa do usuário , após consultar a Memória 
Imagem das Entradas , atualiza o estado da Memória Imagem das Saídas, de acordo com as instruções definidas pelo 
usuário em seu programa. 
ATUALIZAR O ESTADO DAS SAÍDAS: O CLP escreve o valor contido na Memória das Saídas , atualizando as interfaces ou 
módulos de saída. Inicia - se então, um novo ciclo de varredura. 
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SCAN CLP 
 
 O programa do CLP é executado por um processo repetitivo chamado 
SCAN, onde, inicia-se a leitura das entradas, executa-se o programa, de acordo 
com a entrada, atualiza os dados internos (memórias) e comunicação e finalmente, 
atualiza as saídas. 
 O Tempo de SCAN depende do número de entrada/saídas (I/O), o tamanho do 
Programa e das atualizações de dados e memória (overhead) e comunicação. 
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Tipos de CLP 
Existem CLPs de pequeno, médio e grande porte, ou seja, será de acordo com a 
quantidade de I/Os do processo e tipo de processo para a definição do porte. 
Pequeno Médio Grande 
S1200 
CPU -central processor unit (CPU) é o sistema microprocessado que realiza todos 
os procedimentos de leitura de dados, instruções e controle de dados do sistema. 
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Módulo de Expansão (Cartões) 
 Nos CLPs é possível aumentar a entrada e saída de sinais para 
proporcionar mais informações provenientes do processo no qual deseja 
controlar. Esses módulos, aumentam a quantidade de dados de leituras (sensores, 
botões e chaves) e saídas (válvulas, solenóides e válvulas proporcionais). 
CPU 
Módulos de Expansão 
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LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO – CLP 
 
 Para facilitar a programação dos CLPs , foram sendo desenvolvidas durante o tempo, diversas 
Linguagens de Programação. Essas linguagens de programação constituem - se em um conjunto de símbolos, 
comandos, blocos, figuras, etc., com regras de sintaxe e semântica. 
 Em 1992, a International Electrotechnical Commission (IEC – Comissão Internacional de 
Eletrotécnica), publicou a primeira edição da norma IEC 61131, com o objetivo de estabelecer padrões para 
os controladores programáveis. Essa norma foi dividida em vários capítulos, possibilitando a definição de 
critérios para cada um dos tópicos relacionados aos CLPs. Os capítulos são os seguintes: 
• 61131-1 – Informações gerais sobre os CLPs. 
• 61131-2 – Requisitos de hardware. 
• 61131-3 – Linguagens de programação. 
• 61131-4 – Guia de orientação ao usuário. 
• 61131-5 – Comunicação. 
 A norma que estabelece as linguagens de programação para CLP é a IEC 61131-3. As linguagens 
são: Ladder Logic (LAD) - (mais utilizado no Brasil), Fuction Block Diagrams (FDB), Strutured Text (ST), 
Instruction List (IL) e Sequencial Function Chart (SFC) – Grafcet.. 
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LADDER LISTA DE INSTRUÇÕES 
DIAGRAMA DE BLOCOS TEXTO ESTRUTURADO 
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GRAFCET 
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Programação Ladder/Bloco/Lista: Contatos e Lógica 
AND OR 
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Programação Ladder/Bloco/Lista: Contatos e Lógica 
I/O – Input e Outputs 
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Endereçamento no CLP 
 Nos CLPs os endereços lógicos é a interface para a comunicação 
com os dispositivos externos como sensores, botoeiras e válvulas. Assim, quando 
um sensor ou dispositivo de entrada for acionado altera o status do bit (0/1) -> 
(entrada) e com uma lógica prévia (software de controle ), também será 
acionada uma válvula (saída). 
I0.0 -> 
I – Entrada (IN) 
0 – Palavra (Word) 
0 – Bit da Palavra 
Q0.0 -> 
Q – Saída (QUIT) 0 
– Palavra (Word) 0 
– Bit da Palavra 
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Entrada Discreta: Entrada digital, entrar com sinal 0 ou 1 (24VCC ou 0Vcc), 
(Sensores, botões, fins de curso, termostato, pressostato), são exemplos de entrada 
discretas para o CLP. 
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Saídas Discreta: Também podem estado 0 ou 1, para realizar acionamento dos 
Dispositivos: Solenóides, Bobinas, Sinalizadores. 
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Entradas Analógicas: No CLP há módulos (cartões) onde realizam a leitura de 
sinais analógicos, provenientes de sensores analógicos, ou seja, pode assumir 
qualquer valor em função do tempo f(t): são as medições de temperatura, pressão, 
velocidade,aceleração, vazão e outros. 
OBS: Os sinais padrões que os sensores industriais analógicos utilizam são: 0~10V, 
0~20mA, 4~20mA e -10~10V e outros. São esses sinais que os CLPs recebem. 
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Saídas Analógicas:São módulos ou cartões utilizados para saída de sinais analógicos 
para controle de dispositivos ou periféricos como: Inversor de Frequência, (Controle de 
velocidade), Válvulas Proporcionais, Servomotores (Controle de velocidade e sentido de 
rotação). 
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Alguns exemplos físicos de montagem com CLP 
Padrão 24VCC (IN) PNP ou 0V NPN 
Saída à Relé / Transistor 24VCC (OUT) 
PNP ou 0V NPN 
OBS: O Padrão de IN/OUT de sinais nos CLPs é de 
24VCC. Há saídas à Relé para aplicações com 
demanda de potência. 
Outro detalhe: Alguns CLPs também funcionam 
alimentação de 220/110 VCA e 24VCC. 
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Programação Ladder : Programação de Contatos 
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Similaridade com comando elétricos: 
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24VCC 
24VCC 
 
0VCC 
Exemplo de aplicação: Acionamento de uma Lâmpada 
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Exemplo: Controle de um motor CA e Sinalização 
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Lógica Ladder implementada do Projeto controle de motor AC com sinalização 
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Software para Desenvolvimento 
 
 Para facilitar a programação dos CLPs , foram sendo desenvolvidas durante o tempo, 
diversas Linguagens de Programação. Essas linguagens de programação constituem- se em um 
conjunto de símbolos, comandos, blocos , figuras, etc., com regras de sintaxe e semântica. 
 Para programação em software do CLP Siemens da família S1200, 300, 400 e etc, que 
são de utilização industrial, utilizamos o Micro Win e o portal TIA, para Logo também da Siemens 
utilizamos outro software específico. Para o Click da Weg utilizamos o Software especifico da 
WEG, para os Aley Bradley utilizamos o LOGIX, para cada fabricante tem um software especifico 
para cada CLP, os quais podem simular o funcionamento destes programas, antes mesmos de 
importa-los ao clp, sendo que todos podem ser programados com as linguagens discutidas 
anteriormente, Lader, bloco de funções e etc.. 
 Existe também software que não são específicos do fabricante o qual podemos também 
simular este funcionamento, os mais utilizados são o CADSimu e PC Simu 
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Pulsos – P / N 
 
São contatos que detectam bordas 
de subida (P) 
lógica anterior 
nível lógico 1 
ou descida (N) da 
a eles, ficando no 
por uma varredura 
(scan), logo em seguida retornam ao 
nível lógico 0. 
 
Instrução NOT 
 
Esta instrução inverte o resultado 
lógico da lógica de programação 
anterior a ela, ou seja, se o resultado 
lógico da lógica de programação 
anterior 
a ela for 0, ela transforma em 1, e 
vice versa. 
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Instrução de Set e Reset (Latch/Unlatch) 
BLOCO OU INSTRUÇÃO - SET ( SETAR ) – A função SET é uma instrução que força o estado de 
uma saída ou memória a ficar ativada, e RESET é instrução que força o estado de uma 
saída ou memória a ficar desativada. Nestes tipos de bobinas não há a necessidade 
que a lógica antecedente a elas seja sempre igual a 1, basta uma varredura para que 
a bobina energize (Set) ou desenergize (Reset). 
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INSTRUÇÕES ESPECIAIS 
 
BLOCO OU INSTRUÇÃO TIMER - T (TEMPORIZADOR): Esta instrução serve para ativar uma 
saída ou memória após um certo período de tempo. 
 
BLOCO OU INSTRUÇÃO COUNTER - C (CONTADOR): Esta instrução serve para ativar uma 
saída ou memória, após uma certo número de eventos. 
 
BLOCO OU INSTRUÇÃO MEMORY - M (MEMÓRIA): Para algumas aplicações, utilizamos a 
memória M para armazenar o estado intermediário de uma operação ou outra informação de 
controle. Você pode ter acesso à memória M em bits, bytes, word ou double words. 
Bit address = M26.7. 
Double word address = MD20 (usando os bytes de 20 a 23). 
 
BLOCO OU INSTRUÇÃO COMPARAÇÃO - CMP : É utilizada para comparar valores de 
contadores, registradores e temporizadores 
 
BLOCO OU INSTRUÇÃO MOVER - MOV : É utilizada para movimentar dados entre registradores, 
contadores e temporizadores. 
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 CADe_SIMU é um programa de CAD eletrotécnico que permite inserir os diferentes 
símbolos organizados em bibliotecas e traçar um esquema eléctrico e uma forma fácil e 
rápida para posteriormente realizar a simulação. O programa em modo simulação visualiza o 
estado de cada componente eléctrico quando está ativado assim como ressalta os condutores 
eléctricos sujeitos à passagem de corrente eléctrica. Tudo isto através de uma interface CAD o 
usuário desenha o esquema de forma fácil e rápida 
CADe SIMU (senha 4962) 
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 Uma vez realizado o esquema pode-se através da simulação verificar o seu 
correto funcionamento. Atualmente dispõe das seguintes bibliotecas de simulação: 
- Alimentações tanto de CA. como de CC. 
- Fusíveis e seccionadores. 
- Interruptores automáticos, interruptores diferenciais, relé térmico, e disjuntores. 
- Contatores e interruptores de potência. 
- Motores eléctricos 
- Variadores de velocidade para motores de CA e CC. 
- Contatos auxiliares e contatos de temporizadores. 
- Contatos com acionamento, botões de pressão, alarmes, interruptores fins de curso 
e contatos de relés térmicos. 
- Bobinas, temporizadores, sinalizações ópticas e acústicas. 
- Detectores de proximidade e barreiras fotoeléctricas. 
- Ligação de cabos unipolares e tripolares, barramentos e réguas de bornes. 
- Simuladores de CLP; 
 
 Para realizar uma simulação teremos que seguir alguns passos resumido 
em exemplo abaixo: 
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 Os diferentes componentes terão que ser ligados através de cablagem diferente, não se podendo 
ligar os diferentes componentes de forma direta sem a cablagem. 
 Realizar o esquema inserindo os componentes eléctricos. 
 Cores da cablagem. 
 
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 Cores da cablagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Num circuito eléctrico temos que partir sempre de uma alimentação que pode ser 
de corrente contínua ou de corrente alterna. A biblioteca de alimentações permite selecionar 
uma grande variedade de símbolos de alimentação. 
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 Durante a simulação é realizada uma verificação da existência tanto de curto-
circuito e de ligações à massa. Se se produz um destes erros a simulação para e somos 
advertidos com a mensagem correspondente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Num esquema os diferentes símbolos de um mesmo componente têm que ter o 
mesmo nome e não se pode repetir com símbolos de outros componentes. 
 
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 O programa PC Simu permite simular uma automação de forma gráfica comutando as entradas 
e saídas, evitando desta forma ter que ativar os interruptores de entradas, podendo visualiza-los através 
dos led´s sinalizadores de saídas do clp. 
 Desta forma os elementos se podem simular diversos esquemas elétricos abaixo indicamos 
alguns : 
- Interruptores, pulsadores, sensores, teclados, sensores, teclados, pré-seletores, potenciômetros, etc. 
- Led, Displays, barra de progresso, textos, etc. 
- Motores, variadores de velocidade, esteiras de transporte, portas de garagem, etc. 
- Atuadores pneumáticos lineares, sem haste, de giro, ventosas, etc. 
- Depósitos de sólidos e líquidos. 
- Ativação de imagens em formato BMP. 
Além de um analisador digital e de um analisador analógicos. 
PC SIMU (Senha 9966) 
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Na prática.... 
 
1- Monte as seguintes lógicas em um simulador: OR, AND, OR e XOR. Cada lógica 
deve ter uma saída para acionar uma lâmpada (não Aplicar Ladder). 
 
2- Monte as seguintes lógicas em um simulador: NOR, NAND, XOR e NXOR. Cada 
lógica deve ter uma saída para acionar uma lâmpada (não Aplicar Ladder). 
 
3- Monte a ligação de partida direta de um motor montar a parte de potência e a 
lógica (comando) no CADe SIMU e PC SIMU (não Aplica Ladder). 
 
4- Monte a ligação de partida inversora de um motor montar a parte de potência e a 
lógica (comando) no CADe SIMU e PC SIMU (não Aplica Ladder). 
 
5- Monte a ligação de partida estrela triangulo de um motor sem temporizador montar 
a parte de potência e a lógica (comando) no CADe SIMU e PC SIMU (não Aplica 
Ladder). 
 
6- Monte a ligação de conjunto de esteira a parte de potência e a lógica (comando)no 
CADe SIMU e PC SIMU (não Aplica Ladder). 
 
7- Monte a ligação de conjunto de abertura e fechamento de portão, a parte de 
potência e a lógica (comando) no CADe SIMU e PC SIMU (não Aplica Ladder). 
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Na prática.... 
 
8- Monte as seguintes lógicas em um simulador para CLP: OR, AND, OR e XOR. Cada 
lógica deve ter uma saída para acionar uma lâmpada (Aplicar Ladder, simular no CADe 
Simu/PC Simu, click da Weg e Logix da Alley Bradley). 
 
9- Monte as seguintes lógicas em um simulador para CLP: NOR, NAND, XOR e NXOR. 
Cada lógica deve ter uma saída para acionar uma lâmpada (Aplicar Ladder, simular no 
CADe Simu/PC Simu, no click da Weg e Logix da Alley Bradley). 
 
10- Monte a ligação de partida direta de um motor. (Aplicar Ladder, simular no CADe 
Simu/PC Simu, no click da Weg e Logix da Alley Bradley). 
 
11- Monte a ligação de partida inversora de um motor com a lógica. (Aplicar Ladder, 
simular no CADe Simu/PC Simu, no click da Weg e Logix da Alley Bradley). 
 
12- Monte a ligação de partida estrela triangulo de um motor sem temporizador. 
(Aplicar Ladder, simular no CADe Simu/PC Simu, no click da Weg e no Logix da Alley 
Bradley). 
 
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Na prática.... 
 
13- Monte a ligação de conjunto de esteira com a lógica no CADe SIMU e PC SIMU (Aplicar 
Ladder, simular no CADe Simu/PC Simu, click da Weg e Logix da Alley Bradley). 
 
14- Monte a ligação de conjunto de abertura e fechamento de portão com a lógica no CADe SIMU e PC 
SIMU (Aplicar Ladder, simular no CADe Simu/PC Simu, click da Weg e Logix da Alley Bradley). 
 
15- Dada a lógica de comando digital abaixo, escreva um programa equivalente para CLP em 
linguagem Ladder. (Simular no CADe Simu/PC Simu, no Click da WEG 
 e Logix). 
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16) Projete um controle capaz de executar, a seguinte solicitação de 
um cliente : 
 Um sistema de automação que satisfaça a seguinte 
sequência: as embalagens irão chegar através de uma esteira até 
o local onde está posicionado o cilindro. Quando uma embalagem 
é detectada, a esteira para, e o cilindro avança inserindo a tampa 
na embalagem, em seguida o cilindro retorna dando início a um 
novo ciclo automaticamente. 
. Com base nestas informações, faça os exercícios abaixo: 
a) Faça uma lista de especificação dos equipamentos 
necessários para o sistema de automação e descreva a função de 
cada um. 
b) Elabore um diagrama representativo (esquema elétrico) de 
ligação dos dispositivos de EIS, aos módulos e equipamentos do 
sistema de automação. 
c) Elabore um programa em ladder aplicando todos os 
equipamentos e dispositivos do sistema de automação. 
 (efetuar no Logo com o Cade Simu, também no click da WEG, no 
Logix da Allen Bradley). 
. 
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17) Projete um controle capaz de executar, a seguinte solicitação de um cliente : 
 Um sistema de automação que satisfaça a seguinte sequência: os pacotes chegarão 
através da esteira da direita e através do cilindro "A" (inferior) serão levantados até a posição 
superior, quando o cilindro “B" (superior) deverá empurrar o pacote para a esteira da esquerda. 
Após este movimento, o cilindro “B" retomará, e somente quando este alcançar posição original, o 
cilindro "A" iniciará o movimento de retorno. 
 Com base nestas informações, faça os exercícios abaixo: 
a) Faça uma lista de especificação dos equipamentos necessários para o sistema de automação 
e descreva a função de cada um; 
b) Elabore um diagrama representativo (esquema elétrico) de ligação dos dispositivos de EIS, 
aos módulos e equipamentos do sistema de automação; 
c) Elabore um programa em ladder, interligando todos os equipamentos e dispositivos do sistema 
de automação. 
 (efetuar no Logo com o Cade Simu, também no click da WEG, no Logix da Allen Bradley). 
. 
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18- Utilizando SET/RESET: O processo de encaixotamento será iniciado pela botoeira liga. 
 Quando a mesma for pressionada, a esteira de transporte de caixas (Q0.0) deverá ser 
acionada; O sensor S1 (I0.3) deverá interromper o funcionamento da esteira de transporte de 
caixas. Para que as mesmas possam ser preenchidas com os produtos, ao mesmo tempo 
a esteira de transporte de produtos (Q0.1) deverá ser acionada; O sensor S2 (I0.4) será 
responsável pela contagem dos produtos. Cada caixa deve ser preenchida com 5 unidades 
do produto; Quando a caixa estiver completamente preenchida, o funcionamento da esteira 
de transporte de produtos (Q0.1) deverá ser interrompido e o funcionamento da esteira 
de transporte de caixas deverá ser retomado, para que outra caixas possam ser preenchidas; 
O processo de encaixotamento de produtos deverá ser contínuo. 
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19- Monte em um simulador a seguinte lógica: 
 O Sistema deve funcionar da seguinte forma: 
 Quando a chave estiver acionada no modo Automático e o botão liga for acionado, a 
bomba deverá encher o tanque até atingir o nível alto. Após, deverá esvaziar até atingir o 
nível baixo, e assim, iniciar o ciclo novamente. Caso o botão desliga for acionado, desliga 
todo o sistema. Quando o botão desliga for desligado, o botão liga deve ser acionado 
novamente para que o processo inicie aonde parou. Quando o botão manual for acionado, o 
processo deve ser controlado por um operador. (simular no CADe Simu/PC Simu, e depois no click 
da WEG) 
 
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20- Utilizando um simulador, faça a programação do sistema abaixo: simule no Cade Simu/PC Simu Utilizando 
Logo da Siemens e depois no Click da WEG 
Elabore a rotina de programação em Ladder de acordo as orientações a seguir: 
 
·O processo de dobramento de chapas será iniciado pela botoeira liga. Quando a mesma for pressionada, 
o cilindro “A” deverá avançar para fixar a chapa na mesa de dobramento; 
·Quando a chapa estiver fixada na mesa de dobramento (cilindro A avançado) o cilindro “B” deverá avançar para 
realizar a primeira dobra na chapa; 
·Após o cilindro “B” ter avançado e realizado a primeira dobra na chapa, o mesmo deverá permanecer 
avançado e acionar o avanço do cilindro “C” para que este possa realizar a segunda dobra na chapa; 
Quando a segunda dobra da chapa tiver sido realizada (cilindro C avançado), os três cilindros devem voltar 
ao estado inicial para que o processo de dobramento de chapas possa ser retomado. Monte essa lógica Ladder 
no simulador. 
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21- Após realizada todas as programações no Simulador, monte no CLP os 3 projetos 
mencionados abaixo, utilizar o logix inicialmente e depois aplica-los no click da weg, detalhes no 
anexo do fim da apostila. 
Portão Automático 
Misturador 
SILO 
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Temporizadores 
São blocos ou dispositivos utilizados para a contagem de tempo em processos 
Industriais. Serão vistos 3 principais temporizadores TON, TOF e TP. Abaixo estão 
Os temporizados conforme configuração do Portal TIA 
 
Temporizador TP 
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Temporizador TP - Parâmetros 
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Temporizador TON 
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Temporizador TON - Parâmetros 
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Temporizador TOF 
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22- Elabore a rotina de programação no CLP, que atenda as condições do circuito 
auxiliar de comando por partida estrela\triângulo, para um motor de indução trifásico. 
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Na prática.... 
 
23- As portas automáticas são geralmente instaladas na entrada de supermercados, bancos e 
hospitais. A porta deve abrir automaticamente quando uma pessoa está se aproximando, e a porta 
permanecera aberta durante um determinado tempo e então fecha, se não houver alguma pessoa 
presente. Quando quaisquer sensores B1 ou B2 detectarem a presença de algum visitante, a porta 
será aberta. Após um determinado tempo sem detectar ninguém, o relé MC4 irá comandar o 
fechamento da porta. Simular na CADe Simu e PC Simu, simular no Click, no Logix, e no logo da 
Siemens. Conectar tudo o que precisa ser feito é conectar ao CLP aos sensores de presença, fins 
de curso eo contator. 
Componentes utilizados: 
- MC1 contator de abertura da porta 
- MC2 contator de fechamento da porta 
- S1 (contato NF) fim de curso de fechamento 
- S2 (contato NF) fim de curso de abertura 
- B1 (contato NA) sensor infravermelho externo 
- B2 (contato NA) sensor infravermelho interno 
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24) O enchimento do silo será iniciado pela botoeira liga; · A qualquer momento, 
o processo de enchimento do silo poderá ser interrompido pressionando-se a 
botoeira desliga, e retomado do mesmo ponto, ao se pressionar a botoeira liga; · 
A esteira acionada por M2 deve injetar o produto A até a metade do silo; · A esteira 
acionada por M3 deve completar o enchimento do silo com o produto B; · O controle 
de nível do silo será realizado pelos sensores S3 (nível máximo), S2 (nível médio) e 
S1(nível mínimo);· Quando o silo estiver no nível máximo, o motor M1 deverá ser 
acionado para misturar os produtos durante 20 segundos; · Após os produtos 
serem misturados, a saída (Q0.3), que libera o produto misturado, deverá ser 
habilitada para enviar a mistura à etapa de empacotamento. Este transporte será 
realizado pela esteira acionada por M4; 
·A esteira acionada por M4 só deverá ser desligada quando não houver mais produto 
na mesma; · O processo de enchimento do silo deverá ser contínuo. 
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25) O enchimento do tanque será realizado pelos sensores S1(nível mínimo) e 
S2(nível máximo), independentemente das botoeiras liga e desliga; · A botoeira 
liga deverá acionar o motor M2 que é responsável pelo transporte dos vasilhames; · 
A qualquer momento, o processo de envasamento do produto poderá ser 
interrompido, pressionando-se a botoeira desliga e retomado do mesmo ponto, ao se 
pressionar a botoeira liga; · Quando o sensor S3 for habilitado, o mesmo deverá 
interromper o funcionamento da esteira e habilitar a válvula de enchimento, para 
que o vasilhame possa ser cheio com o produto; · O sensor S4 é habilitado quando o 
vasilhame estiver com a quantidade correta do produto; o mesmo deverá 
desabilitar a válvula de enchimento e reabilitar a esteira; · As entradas I0.2 e I0.3 
representam os relés de sobrecarga dos motores M1 e M2, respectivamente; · O 
processo deverá ser contínuo. 
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26) O processo de carimbo de chapas será iniciado pela botoeira liga. Quando a 
mesma for pressionada, a esteira de transporte de chapas (Q0.0) deverá ser acionada; 
Quando a chapa atingir o sensor S3 (I0.4), a esteira deverá parar e o pistão do carimbo 
deverá avançar (Q0.1) para pressionar a chapa durante 5 segundos. Decorrido o 
tempo, o pistão do carimbo deverá recuar (Q0.2). O processo de carimbo deverá ser 
repetido 3 vezes em cada chapa; Após a chapa ter sido carimbada por 3 vezes o 
pistão do carimbo deverá ficar recuado e a esteira deverá voltar a funcionar, retomando 
o processo para que as outras chapas possam ser carimbadas; A qualquer momento o 
processo de carimbo das chapas poderá ser interrompido pressionando-se a botoeira 
desliga e retomado do mesmo ponto, ao se pressionar a botoeira liga; O processo de 
carimbo das chapas deverá ser contínuo. O sistema deverá contar quantas chapas 
carimbadas foram feitas. 
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27) A figura abaixo mostra um misturador usado para fazer cores personalizadas de tinta. Possuem dois 
encanamentos entrando no topo do tanque , fornecendo dois ingredientes diferentes , e um único 
encanamento no fundo do tanque para transportar a tinta misturada finalizada. Nessa aplicação você vai 
controlar a operação de preenchimento , monitorar o nível do tanque , e controlar o misturador e o período 
de aquecimento . Seguir os passos 1 até o 8 listados abaixo. 
 
1o passo – Encha o tanque com o ingrediente 1. 
2o passo – Encha o tanque com o ingrediente 2. 
(a utilização do 1o ou do 2o ingrediente são independentes) 
3o passo – Monitore o nível do tanque para o acionamento da chave “High-Level”, utilizando um 
sensor de nível . 
4o passo – Manter o status da bomba se a chave “Start” está aberta , isto é , a chave "start'' deve ser 
independente ( também perceba que o contato a ser utilizado deve ser normal fechado ) . 
5o passo – Comece a misturar os ingredientes e o período de aquecimento ( 10 Seg. por exemplo ). 
6o passo – Ligue o motor do misturador e a válvula de vapor ( através destes haverá a mistura e 
aquecimento , respectivamente ) . 
7o passo – Drene o tanque da mistura através da válvula "Drain Valve"( válvula de drenagem ) e do 
motor "Drain Pump"( bomba de drenagem ). 
8o passo – Crie um modo de contar quantas vezes este processo ( descrito do 1o ao 7o passo ) é 
realizado por completo . 
 
O sistema deve ser contínuo. 
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 Anexo 
Como o SIMATIC S7-1200 reage em relação aos sinais de entrada/saída 
individuais 
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A
n
ex
o
 -
 M
is
tu
ra
d
o
r 
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Anexo - Portão Automático 
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Anexo - Silo 
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Anexo – SEMAFORO PARTE1 
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Anexo – SEMAFORO PARTE2 
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