Trabalho_CLP

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DAS AMÉRICAS - FAM 
GRADUAÇÃO EM ENGNHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
JACKSON NOVAIS RUAS - RA: 020507 
 
 
 
 
 
 
 
TRABALHO DE CLP 
 
 
 
 
São Paulo 
2020 
JACKSON NOVAIS RUAS - RA: 020507 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENGENHARIA ELÉTRICA 7º SEMESTR 
 
 
 
 
 Trabalho de CLP ou Controlador 
Lógico Programável apresentada ao Curso 
de Engenharia Elétrica do Centro 
Universitário das Américas: Professor 
Cessar Dantas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JACKSON NOVAIS RUAS - RA 0200507 
PROFESSOR - CESAR DANTAS 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 BREVE HISTÓRIA....................................................................................................5 
1.1 CONTROLADOR LOGICO PROGRAMEL CLP...................................................5 
2 Arquitetura do CLP 
2.1 Arquitetura do CLP.................................................................................................8 
2.2 Software........................................................................................................8 
2.3 Entradas Analógicas......................................................................................8 
2.4 Saídas Digitais...............................................................................................8 
2.5 Saídas Analógicas ........................................................................................8 
2.6 Entradas Digitais............................................................................................8 
3 Princípio de funcionamento do CLP..............................................................9 
3.1 Lógica Binária e a linguagem Ladder...........................................................10 
4 TIPOS DE MEMORIA DO CLP.......................................................................11 
4.1 A memória de leitura....................................................................................13 
4.2 A memória de acesso aleatório....................................................................13 
4.3 A memória de leitura-escrita programável e que pode ser apagada 
eletronicamente................................................................................................ 14 
4.4 As flash EEPROMs são similares às EEPROMs……………………………….14 
Referência bibliográficas…..............................................................................15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS 
CLP controlador lógico programavel 
CPU Unidade Central de Processament 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
on/off liga/desliga 
I/O entrada e saída 
A/D analógico digital 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
 
Figura 1 Arquitetura do CLP.......................................................................7 
Figura 2:Diagrama de conexão do CLP....................................................7 
Figura 3:Diagrama de blocos sobre o funcionamento do CLP...................9 
Figura 4 Fluxograma do funcionamento da CPU do CLP..........................10 
Figura 5 Portas lógicas básicas e suas respectivas representações em 
ladder.......................................................................................................11 
Figura 6 Elementos básicos da programação Ladder...............................12 
Figura 7 Estrutura da programação em Ladder........................................12 
Figura 8 Tabela de entradas e saídas do CLP..........................................14 
Figura 9 Módulo de memória EEPROM usado para armazenar, copiar ou 
transferir programas do CLP....................................................................15
5 
 
1 BREVE HISTÓRIA 
 
1.1 CONTROLADOR LOGICO PROGRAMEL CLP 
 
O CLP ou Controlador Lógico Programável pode ser definido, segundo a 
norma ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), como um equipamento 
eletrônico-digital compatível com aplicações industriais. Os CPLs também são 
conhecidos como PLCs, do inglês: Programmable Logic Controller. 
Na década de 60, o aumento da competitividade fez com que a indústria 
automotiva melhorasse o desempenho de suas linhas de produção, aumentando 
tanto a qualidade como a produtividade. Fazia-se necessário encontrar uma 
alternativa para os sistemas de controle a relés. Uma saída, possível, imaginada 
pela General Motors (GM), seria um sistema baseado no computador. Assim, em 
1968 , a divisão Hydramatic da GM determinou os critérios para projeto do PLC , 
sendo que o primeiro dispositivo a atender às especificações foi desenvolvido pela 
Gould Modicion em 1969 
Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma 
especificação que refletia as necessidades de muitos usuários de circuitos e relés, 
não só da indústria automobilística como de toda a indústria manufatureira. Nascia 
assim um equipamento bastante versátil e de fácil utilização, que vem se 
aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e 
suas aplicações, o que justifica hoje um mercado mundial estimado em 4 bilhões de 
dólares anuais . As principais características desejadas nos novos equipamentos 
eram: 
Menor espaço 
Menor consumo de energia elétrica 
Reutilizáveis 
Programáveis 
Maior confiabilidade 
Maior flexibilidade 
Maior rapidez na elaboração dos projetos 
Interfaces de comunicação com outros CLPs e computadores 
 
6 
 
 
Inicialmente, os PLCs eram chamados PCs – Programmable Contrllers, mas 
com o advento dos computadores pessoais (PCs – Personal Computers), 
convencionou-se PLCs para evitar conflitos de nomenclatura. Originalmente os PLCs 
foram usados em aplicações de controle discreto (on/off – liga/desliga), como os 
sistemas a relés, porém eram facilmente instalados, economizando espaço e 
energia, alem de possuírem indicadores de diagnósticos que facilitavam a 
manutenção. Uma eventual necessidade de alteração na lógica de controle da 
máquina era realizada em pouco tempo, apenas com mudanças no programa, sem 
necessidade de alteração nas ligações elétricas. 
A década de 70 marca uma fase de grande aprimoramento dos CLPs. Com 
as inovações tecnológicas dos microprocessadores, que deram maior flexibilidade e 
um grau maior de inteligência, os Controladores Lógicos Programáveis incorporam: 
1972. Funções de temporização e contagem; 
1973. Operações aritméticas, manipulação de dados e comunicação com 
computadores; 
1974. Comunicação com Interfaces Homem - Maquina; 
1975. Maior capacidade de memória, controles analógicos e controles PID; 
1979/80. Módulos de I/O remotos, módulos inteligentes e controle de 
posicionamento. 
 
Nos anos 80, os aperfeiçoamentos descritos abaixo foram atingidos, fazendo 
do CLP um dos equipamentos mais atraentes na Automação Industrial. A 
possibilidade de comunicação em rede (1981) é hoje uma característica 
indispensável na indústria. Além dessa evolução tecnológica, foi atingido um alto 
grau de integração, tanto no número de pontos como no tamanho físico, que 
possibilitou o fornecimento de minis e micros CLPs ( a partir de 1982) 
Atualmente, Os CLPs apresentam as seguintes características: 
Módulos de I/O de alta densidade (grande numero de pontos I/O por módulo); 
Módulos remotos controlados por uma mesma CPU; 
Módulos inteligentes (coprocessadores que permitem realização de tarefas 
complexas: Controle de PID, posicionamento de eixos, transmissão via radio ou 
modem, leitura de código de barras); 
7 
 
Softwares de programação em ambiente Windows (facilidade de 
programação) 
 
 
2 Arquitetura do CLP 
 
Genericamente o CLP se divide em CPU, entradas, saídas e um software 
para programação da lógica a ser executada pela CPU. Para ilustrar temos a 
figura abaixo: 
Figura 1 – Arquitetura do CLP. 
 
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/2737003/ 
Figura 2: diagrama de conexão do CLP 
 
8 
 
Fonte: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552836/cfi/36!/4/4@0.00:40.0 
A CPU de um PLC compreende os elementos que formam a “inteligência” 
do sistema: O Processador e o Sistema de Memória por meio do Programa de 
Execução (desenvolvido pelo fabricante) interpretam e executam o Programa de 
Aplicação (desenvolvido pelo usuário), e gerencia todo o sistema. Os circuitos 
auxiliares de controle atuam sobre os barramentos de dados (data bus), de 
endereços (address bus) e de controle (control bus), conforme solicitado pelo 
processador, de forma similar a um sistema convencional baseado em 
microprocessador 
2.1 Entradas Digitais: São entradas que recebem sinais que assumem 
apenas 2 níveis, 0 e 1, 0v ou 5v, 0v ou 24v, 0v ou 220v. Estes sinais podem vir 
de chaves fim de curso, botões de painéis elétricos, sensores do tipo ON/OFF, 
etc. 
 
2.2 Entradas Analógicas: São entradas que recebem sinais que podem 
assumir vários valores dentro de uma faixa determinada de tensão ou controle. 
Estes sinais podem vir de sensores de temperatura, velocidade, nível, e que 
sejam proporcionais, ou seja, enviam um sinal que varia de 0v a 10v, por 
exemplo, para informar a temperatura exata do processo naquele instante. 
 
2.3 Saídas Digitais: São saídas que enviam sinais que podem assumir 
apenas 2 níveis de tensão, 0v ou 24v, por exemplo, e podem ser utilizados para 
acionar um motor, uma bomba, etc. 
 
2.4 Saídas Analógicas: São saídas que enviam sinais que podem assumir 
vários níveis de tensão dentro de uma determinada faixa, por exemplo, 0v a 10v. 
 
2.5 Software: Existem vários fabricantes de CLPs , e cada um tem o seu 
próprio software com suas particularidades , como por exemplo a forma de dar 
nomes a cada entrada que podem ser: 
 
9 
 
I32.0 , I32.1 .... I32.7 , I33.0 ...I33.7 ( padrão Siemens ) 
E0.0 , E0.1... E0.7, E1.0 , ... E1.7 ( padrão Altus ) 
I0 , I1 , I2 ( padrão WEG ) 
%I0.0 , %I0.1 , %I0.2 ( padrão Telemecanique ) 
%MX0 , %MW20 , %IX1 , %QX0 ( Norma IEC 61131-3 ) 
 
3 Princípio de funcionamento do CLP 
 
O diagrama de blocos externo mais simples sobre o funcionamento do 
CLP é o mostrado na figura abaixo: 
 
Figura 3: Diagrama de blocos sobre o funcionamento do CLP 
 
Fonte: http://eletroensino.blogspot.com/2017/07/introducao-ao-estudo-do-
controlador.html 
 
Os sinais de entrada e saída dos CLPs podem ser digitais ou analógicos. 
Existem diversos tipos de módulos de entrada e saída que se adéquam as 
necessidades do sistema a ser controlado. Os módulos de entrada e saídas são 
compostos de grupos de bits, associados em conjunto de 8 bits (1 byte) ou 
conjunto de 16 bits, de acordo com o tipo da CPU. As entradas analógicas são 
módulos conversores A/D, que convertem um sinal de entrada em um valor 
digital, normalmente de 12 bits (4096 combinações). As saídas analógicas são 
módulos conversores D/A, ou seja, um valor binário é transformado em um sinal 
10 
 
analógico. Os sinais dos sensores são aplicados às entradas do controlador e a 
cada ciclo (varredura) todos esses sinais são lidos e transferidos para a unidade 
de memória interna denominada memória imagem de entrada. Estes sinais são 
associados entre si e aos sinais internos. Ao término do ciclo de varredura, os 
resultados são transferidos à memória de saída e então aplicados aos terminais 
de saída. 
Figura 4 Fluxograma do funcionamento da CPU do CLP 
 
 
Fonte: http://saladaautomacao.com.br/como-funciona-o-clp/ 
 
 
A Embora exista algumas divergências entre autores e fabricantes quanto 
aos critérios de classificação, os CLPs podem ser divididos em grupos 
específicos de acordo com a estrutura que apresentem (especificamente 
relacionada à quantidade de Pontos de I/O que a CPU pode controlar e a 
quantidade de memória de programação disponível) 
 
Micros CLPs (até 64 Pontos de I/O e até 2Kwords de memória) 
Pequenos CLPs (de 64 a 512 Pontos de I/O e até 4Kwords de memória) 
CLPs Médios (de 256 a 2048 Pontos de I/O e dezenas de Kwords de 
memória) 
CLPs Grandes (acima de 2048 Pontos de I/O e centenas de Kwords de 
memória) 
11 
 
 
3.1 Lógica Binária e a linguagem Ladder 
A lógica matemática ou simbólica visa superar as dificuldades e ambigüidades 
de qualquer língua, devido a sua natureza vaga e equívoca das palavras usadas e 
do estilo metafórico e, portanto, confuso que poderia atrapalhar o rigor lógico do 
raciocínio. Para evitar essas dificuldades, criou-se uma linguagem lógica 
artificial. A lógica binária possui apenas dois valores que são representados por : 
0 e 1. A partir desses dois símbolos se constrói então uma base numérica 
binária. A partir desses conceitos foram criadas as portas lógicas, que são 
circuitos utilizados para combinar níveis lógicos digitais de formas específicas. 
Figura 5 Portas lógicas básicas e suas respectivas representações em 
ladder 
 
Fonte: http://controleeautomacaoindustrial3.blogspot.com/2013/08/ 
 
Os CLPs vieram a substituir elementos e componentes eletroeletrônicos 
de acionamento e a linguagem utilizada na sua programação é similar à 
linguagem de diagramas lógicos de acionamento desenvolvidos por 
eletrotécnicos e profissionais da área de controle, esta linguagem é denominada 
linguagem de contatos ou simplesmente LADDER. A linguagem Ladder permite 
que se desenvolvam lógicas combinacionais, seqüenciais e circuitos que 
envolvam ambas, utilizando como operadores para estas lógicas: entradas, 
saídas, estados auxiliares e registros numéricos. A figura 6 mostra os 03 
principais símbolos de programação Ladder 
 
 
12 
 
 
Figura 6 – Elementos básicos da programação Ladder. 
 
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/15993540/ 
Segundo Marcelo Euípedes; diagrama de contatos (Ladder) consiste em um 
desenho formado por duas linhas verticais, que representam os pólos positivo e 
negativo de uma bateria, ou fonte de alimentação genérica. Entre as duas linhas 
verticais são desenhadas ramais horizontais que possuem chaves. Estas podem ser 
normalmente abertas, ou fechadas e representam os estados das entradas do CLP. 
O nome Ladder deve-se à representação da linguagem se parecer com 
uma escada (do inglês, ladder), na qual duas barras verticais paralelas são 
interligadas pela Lógica de Controle, formando os degraus (do inglês, rungs) da 
escada. Portanto, a cada Lógica de Controle existente no Programa de Aplicação 
dá-se o nome de rung, a qual é composta por Colunas e Linhas. Os degraus são 
divididos em duas zonas. A zona da esquerda pode ser chamada de zona de 
testes e é a região que contém a lógica da função booleana. A zona da direita é 
chamada de zona de ação e representa a saída da função booleana. 
 
Figura 7 – Estrutura da programação em Ladder. 
 
13 
 
Fonte: 
https://daniellnunes1.files.wordpress.com/2012/11/u2_linguagemladder1.pdf pg 12 
 4 TIPOS DE MEMORIA DO CLP 
 
A memória pode ser situada em duas categorias: volátil, que perderá suas 
informações armazenadas se a energia total faltar ou for desligada, pode ser 
alterada facilmente e é adequada à maioria das aplicações quando há uma 
bateria para fornecer energia para a cópia de segurança (backup); e não volátil, 
que tem a capacidade de reter a informação quando a energia é desligada 
acidentalmente ou intencionalmente, permitindo que o CLP mantenha sua 
programação. Como o seu nome sugere, os controladores lógicos programáveis 
possuem memória programável, o que permite ao usuário editar e modificar 
programas de controle. 
4.1 A memória de leitura (ROM) apenas armazena programas, e os 
dados não podem ser alterados após a fabricação da memória no circuito 
integrado (chip). Ela normalmente é utilizada para armazenar programas e dados 
que definem as capacidades do CLP, e é não volátil, o que significa que seu 
conteúdo não será perdido se faltar energia; também é utilizada pelo CLP para o 
sistema de operação, que é gravado dentro da ROM pelo fabricante de CLP e 
controla o sistema de programa (software)que o usuário utiliza para programar o 
CLP. 
4.2 A memória de acesso aleatório (RAM), algumas vezes referida como 
memória de leitura-escrita (R/W), é projetada de modo que a informação possa 
ser escrita ou lida da memória. Ela é utilizada como uma área de armazenagem 
temporária de dados que precisam ser alterados rapidamente e é volátil, o que 
significa que o dado armazenado nela será perdido se faltar energia. Essa per- 
da pode ser evitada se houver uma bateria para cópia de segurança (backup) 
A maioria dos CLPs usa RAM-CMOS, uma tecnologia utilizada para 
memórias cujo circuito integrado (chip) drena pouca corrente e pode manter a 
memória com uma bateria de lítio por um longo tempo (em muitos casos, de 2 a 
5 anos). Alguns processadores possuem um capacitor que fornece pelo menos 
30 minutos de energia para a cópia de segurança (backup) quando a bateria for 
desconectada e a energia, desligada. 
14 
 
A memória de leitura-escrita programável e que pode ser apagada 
(EPROM) oferece um determinado nível de segurança contra mudanças não 
autorizadas ou indesejáveis em um programa. As EPROMs são projetadas de 
modo que o dado armazenado nela possa ser lido, mas não alterado facilmente 
sem um equipamento especial; por exemplo, as UV EPROMs são memória de 
leitura apenas programáveis e apagáveis por uma luz ultravioleta. A memória 
EPROM é utilizada para copiar (backup), armazenar ou transferir programas de 
CLP. 
 
FIGURA 8 - TABELA DE ENTRADAS E SAIDAS DO CLP 
 
Font: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552836/cfi/179!/4/4@0.00:
57.2 
 
4.3 A memória de leitura-escrita programável e que pode ser apagada 
eletronicamente (EEPROM) é uma memória não volátil que oferece a mesma 
flexibilidade de programação da RAM. Ela pode ser sobrescrita eletricamente 
com luz ultravioleta e, pelo fato de ser uma memória não volátil, não requer uma 
bateria para cópias. A EEPROM proporciona um armazenamento permanente do 
programa e pode ser substituída facilmente por dispositivos de programação-
padrão. Normalmente, um módulo de memória EEPROM é utilizado para 
armazenar, copiar ou transferir os programas do CLP 
4.4 As flash EEPROMs são similares às EEPROMs, visto que só podem 
ser utilizadas para armazenar cópias, e a sua principal diferença é que elas são 
extremamente rápidas para salvar e reaver arquivos; além disso, não é 
necessário retirá-las fisicamente do processador para serem reprogramadas; 
isso pode ser feito com o uso dos circuitos do próprio módulo do processador. A 
15 
 
memória flash é algumas vezes instalada também no módulo do processador 
onde copia (backup) automaticamente partes da RAM. Se ocorrer uma falha na 
energia enquanto um CLP com memória flash estiver funcionando, ele não 
perderá dados do funcionamento.FIGURA 9 - Módulo de memória EEPROM 
usado para armazenar, copiar ou transferir programas do CLP. 
 
Fonte: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552836/cfi/52!/4/4@0.00:2
8.6 
 
Referências bibliográficas 
 
Petruzella, Frank D. Controladores lógicos programáveis. 
 VALÉRIO, Marcus. CLP – Controlador Lógico Programável. ETEP faculdades 
 SEVERO, Bernardo da S. F. Curso de Controladores Lógicos Programáveis. 
Laboratório de Engenharia Elétrica – LEE -Universidade do Estado do Rio de 
Janeiro - RJ. 
 https://www.weg.net/catalog/weg/BR/pt/Automa%C3%A7%C3%A3o-e-Controle-
Industrial/Drives/Softwares/WEG-Ladder-Programmer. 
 
 
 
 
16