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Automação de Processos Discretos – Linguagem Ladder Professora: Denise F. Pereira denise.pereira@unipaclafaiete.edu.br mailto:denise.pereira@unipaclafaiete.edu.br Programação do CLP ▪ A programação do CLP pode ser elaborada em várias linguagens de programação. ▪ A Organização Internacional IEC (International Electrotechnical Committee) é a responsável pela padronização das linguagens de programação para CLP, sendo a norma IEC 61131-3 Programing Languages a responsável pela classificação dessas linguagens. Classes Linguagens Tabulares Tabela de Decisão Textuais IL ( Instruction List) ST (Structured Text) Gráficas LD (Diagrama de Relés) FBD (Function Block Diagram) SFC (Sequential Flow Chart) Programação do CLP A forma de programação pode ser remota (off-line) ou programação local (on-line); A programação é executada e posteriormente transferida para o CLP, via porta de comunicação RS232C ou RS485, USB e Ethernet. Apesar das tentativas de padronização da norma IEC 61131-3, ainda não existe uma padronização rigorosa para programação em linguagem de diagramas de relés (Ladder Diagram), ou seja, a linguagem Ladder de um fabricante de CLP não funciona no CLP de outro fabricante; O que existe é uma semelhança na representação gráfica dos diversos fabricantes, que representa esquematicamente o diagrama elétrico e é de fácil entendimento, tendo boa aceitação no mercado. Programação do CLP ▪ Um programa em linguagem Ladder assemelha-se bastante a um diagrama de contatos elétricos. Em um diagrama de contatos elétricos, os símbolos gráficos representam os dispositivos reais e a maneira como estão conectados. ▪ Não existe barra de alimentação, nem o fluxo de corrente ao longo do programa. ▪ Outra diferença é que em um diagrama elétrico descrevem-se os dispositivos como abertos ou fechados (desenergizados ou energizados). ▪ No programa em linguagem de diagrama de relés, as instruções são condições lógicas verdadeiras ou falsas. Programação do CLP ▪ O diagrama de contatos (Ladder) consiste em um desenho formado por duas linhas verticais, que representam os polos positivo e negativo de uma bateria, ou fonte de alimentação genérica (110 Vac, 220 Vac). ▪ A lógica a relé era fixa, sendo implementada por meio de ligações físicas (fios) entre os elementos de campo (botões, sensores, válvulas, etc) e os contatos de relés. Não existia software de programa. Programação do CLP Contato auxiliar Bobina do Rele Botão Liga Botão Desliga Corrente elétrica Programação do CLP Endereço de Entrada na Memória Endereço de Entrada na Memória Endereço de saída na Memória Bit de Memória Obs: Geralmente, no CLP a letra “I” significa entrada (Input) e a letra ”O” significa saida (Output). ▪ Ligação Física no CLP: Entradas do CLP Saída do CLP Botões Bobina do relé Programação do CLP Elementos Lógicos Básicos da Linguagem LADDER ▪ Num diagrama ladder, elementos de entrada combinam-se de forma a produzir um resultado lógico booleano, que então é atribuído a uma saída. ▪A representação destes elementos é feita da seguinte forma: • Entradas: São na maioria das vezes representadas por contatos normalmente abertos (NA), representados pelo símbolo –||–, e pelos contatos normalmente fechados (NF), cujo símbolo é –|/|–. ▪ Estes elementos refletem, logicamente, o comportamento real do contato elétrico de um relé, no programa aplicativo. Elementos Lógicos Básicos da Linguagem LADDER Saídas: São usualmente representadas pela bobina simples, cujo símbolo é –( )– . ▪ As bobinas modificam o estado lógico do operando na memória imagem do Controlador Programável, conforme o estado da linha de acionamento das mesmas. Elementos Lógicos Básicos da Linguagem LADDER Elementos Lógicos Básicos da Linguagem LADDER Elementos Lógicos Básicos da Linguagem LADDER Elementos Lógicos Básicos da Linguagem LADDER Linguagem Ladder Fluxo reverso Quando relés eletromecânicos são utilizados para implementar uma lógica Ladder, o fluxo de energia pode ocorrer em qualquer sentido através dos contatos. Se o diagrama fosse implementado com relés eletromecânicos e os contatos B, C, D e F estivessem fechados, a energia fluiria e alcançaria a bobina Y porque quando um conjunto de contatos se fecha, ele fornece um fluxo de potência, ou continuidade, no circuito em que é utilizado. Linguagem Ladder Fluxo reverso Quando relés eletromecânicos são utilizados para implementar uma lógica Ladder, o fluxo de energia pode ocorrer em qualquer sentido através dos contatos. No entanto, uma regra seguida por quase todos os fabricantes de CLPs é que o fluxo reverso (da direita para a esquerda) não é permitido, ou seja, de maneira diferente do que acontece nos circuitos elétricos reais, o fluxo de "corrente elétrica" virtual em uma lógica Ladder flui somente no sentido da barra da esquerda para a direita. Linguagem Ladder Avaliação de leitura dos degraus do diagrama Ladder • A avaliação da leitura é um importante conceito a ser considerado, já que define a ordem em que o processador executa um diagrama de contatos. • Programas compostos de vários degraus são executados da esquerda para a direita e de cima para baixo (exceto quando houver instruções de desvio), uma lógica após outra, e repetidos ciclicamente. Linguagem Ladder Avaliação de leitura dos degraus do diagrama Ladder • O processador começa a avaliar o programa Ladder depois de ter lido todos os estados de todas as entradas e armazenado essas informações na tabela de entradas. • A avaliação começa na primeira linha do programa Ladder e depois vai executando uma linha de cada vez. À medida que o programa é avaliado, ele examina o endereço de referência de cada instrução programada de maneira a resolver a continuidade lógica de cada linha. Linguagem Ladder Avaliação de leitura dos degraus do diagrama Ladder • Para tornar mais claro, vamos examinar o diagrama que ilustra quatro linha simples. Linguagem Ladder Avaliação de leitura dos degraus do diagrama Ladder • O contato normalmente aberto 10, que corresponde a um botão de contato momentâneo, ativa a primeira linha. • Se o contato 10 é ligado, vai ligar a bobina 100. • Na linha seguinte o contato da bobina 100 liga a bobina 101 que liga a bobina 102 a qual liga a bobina 103. • Embora estejam conectadas em diferentes degraus, todas as bobinas são energizadas simultaneamente (no mesmo ciclo de varredura), porque o processador atualiza todas as saídas ao final do ciclo de varredura. Se as bobinas 100, 101,102 e 103 estivessem conectadas as lâmpadas sinalizadoras todas acenderiam ao mesmo tempo. Linguagem Ladder Se a lógica a ser implementada necessita de fluxo reverso, o programador deve refazer o circuito de maneira que todo o fluxo só ocorra no sentido para a direita. Refaça a lógica abaixo de forma que o CLP compile sem erros. Linguagem Ladder Repetição de contatos Linguagem Ladder Repetição de contatos Enquanto nos relés eletromecânicos somente uma quantidade fixa e limitada está disponível, nos programas em Ladder uma bobina pode ter quantos contatos normalmente abertos ou fechados desejar. Isso significa que um mesmo contato pode ser repetido várias vezes. Cada conjunto de bobinas disponíveis e seus respectivos contatos no CLP são identificados por um endereço de referência único. Por exemplo, a bobina M1 possui contatos normalmente abertos e normalmente fechados com o mesmo endereço (M1) que a bobina. Um controlador programável também permite o uso de múltiplos contatos de um dispositivo de entrada. Linguagem Ladder Repetição de contatos No programa de controle do CLP é possível repetir o contato I2 na forma de contato normalmente aberto ou normalmente fechado, tantas vezes quanto for necessário. Linguagem Ladder Repetição de uma mesma bobina Embora alguns modelos de CLP permitam que uma mesma saída (bobina) seja repetida, é desaconselhável fazê-lo porquea repetição de uma saída em degraus diferentes vai tornar muito confusa a lógica do programa e, por consequência, dificultar o entendimento de quem assumir a manutenção desse programa. Recomenda-se, portanto, que uma bobina (saída) não seja repetida. Linguagem Ladder Relés internos Também chamados de bobinas auxiliares, relés auxiliares, memória interna etc. Diferentes fabricantes usam distintos termos para se referirem aos relés internos. Relés internos nos CLPs são elementos utilizados para armazenamento temporário de dados (bits). Seu efeito é comparável com o dos contatores auxiliares. O nome relé interno foi dado em função dessa característica. Para efeitos de programação, suas bobinas podem ser energizadas e desativadas e seus contatos utilizados para ligar ou desligar outras saídas. Um relé interno não está associado a nenhuma saída física, é somente uma posição de memória. Linguagem Ladder Conversão de diagramas elétricos em diagrama Ladder Normalmente é muito fácil passar um diagrama elétrico para um diagrama Ladder. Basta transformar as colunas em linhas. Linguagem Ladder Conversão de diagramas elétricos em diagrama Ladder Faça a conversão do diagrama elétrico abaixo em diagrama Ladder. Linguagem Ladder Conversão de diagramas elétricos em diagrama Ladder Faça a conversão do diagrama elétrico abaixo em diagrama Ladder.
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