001 - CLP_apresentacao_historico_hardware_software

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Controladores Lógicos 
Programáveis 
Automação 
Industrial 
Definição 
 A palavra automation foi inventada pelo marketing 
da indústria de equipamentos na década de 1960. O 
que se buscava era enfatizar a participação do 
computador no controle automático industrial. 
 
 Hoje entende-se por automação qualquer sistema, 
apoiado em computadores, que substitua o 
trabalho humano e que vise soluções rápidas e 
econômicas para atingir os complexos objetivos da 
indústria e dos serviços. 
A Automação Industrial pode ser definida 
como a utilização de dispositivos mecânicos ou 
electromecânicos para controlar máquinas ou 
processos. Entre esses dispositivos, os PLCs são 
grandemente utilizados, permitindo substituir 
algumas tarefas de mão-de-obra humana e 
realizando outras que o ser humano não 
consegue realizar. 
Definição 
 Os objetivos da automação são: 
• Aumentar a produtividade; 
• Aumentar a qualidade; 
• Substituir, parcial ou totalmente, a intervenção 
humana no processo; 
• Libertar o homem de tarefas monótonas e 
perigosas. 
A automação nas atividades 
humanas 
 Nas residências 
 nas lavadoras de roupas e de loucas automáticas; 
 nos microondas; 
 nos controles remotos de portões de garagem, 
etc. 
 Na rua 
 nos caixas de bancos automáticos; 
 nos controladores de velocidades de automoveis; 
 nos trens do metro; 
 nos cartões de crédito, etc. 
 No trabalho 
 nos registradores de ponto automático; 
 nos robos industriais; 
 no controle de qualidade atraves de sistemas de medição 
e aferção; 
 no controle de temperatura ambiente; 
 nos sistemas de combate contra incêndios, etc. 
 No lazer 
 em máquinas automáticas de refrigerantes; 
 em esteiras automáticas de academia; 
 nos aparelhos de reprodução de vídeo, etc. 
A automação nas atividades 
humanas 
O que é Automação? 
 Conjunto de técnicas destinadas a tornar 
automáticos vários processos na indústria, 
substituindo o trabalho muscular e mental do 
homem por equipamentos diversos. 
 Tem por objetivo facilitar os processos produtivos, 
permitindo produzir bens com: 
menor custo; 
maior quantidade; 
menor tempo; 
maior qualidade. 
 A ideia de criar sistemas flexíveis capazes de 
controlar processos sempre norteou o espírito 
humano. 
 
Evolução dos sistemas de controle desde o final do século XIX. 
Perspectiva Histórica 
Perspectiva Histórica 
 Os primeiros sistemas de controle foram 
desenvolvidos durante a Revolução Industrial, no 
final do século XIX. 
 As funções de controle eram implementadas por 
engenhosos dispositivos mecânicos, os quais 
automatizavam algumas tarefas críticas e repetitivas 
das linhas de montagem da época. 
 Os dispositivos tinham de ser desenvolvidos para 
cada tarefa e devido à natureza mecânica, eles 
tinham uma pequena vida útil. 
 Na década de 1920, os dispositivos mecânicos foram 
substituídos pelos relés e contatores. 
 O relé pode ser definido como todo o dispositivo que funciona, de 
modo automático, como um interruptor, acionando ou desligando um 
circuito ou carga. O relé, de forma automática ou manual, retoma à 
sua posição inicial uma vez terminado o impulso do acionador (esta 
operação é denominada de desarme do relé). 
 A lógica a relés viabilizou o desenvolvimento de 
funções de controle mais complexas e sofisticadas. 
 
 Desde então, os relés foram empregados em um 
grande número de sistemas de controle em todo o 
mundo. Eles se mostraram uma alternativa de 
custo viável, especialmente para a automação de 
pequenas máquinas com um número limitado de 
transdutores e atuadores. 
 
 Na indústria moderna, a lógica a relés é raramente 
adotada para o desenvolvimento de novos sistemas 
de controle, mas ainda existe em operação um 
grande número de sistemas antigos em que é 
utilizada. 
 O desenvolvimento da tecnologia dos Circuitos 
Integrados (CIs) possibilitou uma nova geração de 
sistemas de controle. 
 Em comparação com os relés, os Ci’s baseados nas 
tecnologias TTL ou CMOS são muito menores, 
mais rápidos e possuem uma vida útil muito maior. 
Em muitos sistemas de controle, que utilizam relés 
e CIs, a lógica de controle, ou algoritmo, é definida 
permanentemente pela interligação elétrica. 
Sistemas com lógica definida pela interligação 
elétrica são fáceis de implementar, mas o trabalho 
de alterar o seu comportamento ou sua lógica é 
muito difícil e demorado. 
O critério de projeto para o primeiro controlador 
programável foi especificado em 1968 por uma 
divisão da General Motors. 
 
O objetivo inicial: 
1 - Eliminar o alto custo associado com os sistemas 
controlados a relés, ou seja, ser, em termos 
econômicos, competitivo com os tradicionais 
sistemas de relés; 
2 – Sobreviver no ambiente industrial; 
3 - Ser facilmente programado e reprogramado, com 
manutenção fácil; 
4 - Facilmente expansível e utilizável. 
No final da década de 1960, uma companhia 
americana chamada Bedford Associated lançou um 
dispositivo de computação denominado MODICON 
(Modular Digital Controller) que depois se tornou o 
nome de uma divisão da companhia destinada ao 
projeto, produção e venda desses computadores de 
uso específico. 
 Em 1968, a General Motors Corporation, estabeleceu 
os critérios de desenho para o primeiro Controlador 
Lógico Programável (PLC). O PLC deveria: 
• Ser construído de forma modular para que todos 
os seus componentes fossem facilmente 
substituíveis; 
• Ter a capacidade de comunicar com um sistema 
central; 
• Ter uma programação simples para ser 
facilmente interpretada pelos funcionários da 
A implementação de um produto com estas 
características apareceu no ano de 1969. 
Os primeiros controladores tinham pouca capacidade de 
processamento e suas aplicações se limitavam a máquinas 
e pequenos processos que necessitavam de operações 
repetitivas. 
 A sua principal função era o de ligar e desligar 
máquinas em processos com operações repetitivas. 
 A CPU e a memória trabalhavam em velocidades 
reduzidas. 
 No início da década de 1970, os primeiros computadores 
comerciais começaram a ser utilizados como controladores 
em sistemas de controle de grande porte. Com o advento da 
tecnologia de microprocessadores, os controladores passaram 
ter uma grande capacidade de processamento e alta 
flexibilidade de programação e expansão. Entre outras 
características, cita-se: a capacidade de operar com números, 
realizar operações aritméticas, manusear dados e se 
comunicar com computadores. 
 
 Devido ao fato de o computador ser programável, ele 
proporciona uma grande vantagem em comparação com a 
lógica por interligação elétrica, utilizada em sistemas com 
relés e CIs. No entanto, os primeiros computadores eram 
grandes, caros, difíceis de programar e muito sensíveis à 
utilização em ambientes "hostis" encontrados em muitas 
plantas industriais. 
 Em 1971, a tecnologia dos PLCs generalizou-se e quase 
toda a indústria começou a implementá-los nas suas linhas de 
produção. 
 Inovações no hardware e software a partir de 1975 
proporcionaram maior flexibilidade e capacidade de 
processamento ao controlador . 
Isto significou: 
1 - Aumento na capacidade de memória e de módulos de 
entradas/saídas, 
2 - Utilização de módulos remotos, controle analógico, 
3 - Controle de posicionamento, 
4 - Comunicações com outros equipamentos eletrônicos, etc. 
 
 Inovações no hardware e software a partir de 1975 
proporcionaram ao controlador maior 
flexibilidade e capacidade de processamento. Isto 
significou: 
 1 - Aumento na capacidade de memória e de 
módulos de entradas/saídas, 
 2 - Utilização de módulos remotos, controle 
analógico, 
 3 - Controle de posicionamento, 
 4 - Comunicações com outros equipamentos 
eletrônicos, etc. 
 
 
 A expansão de memória permitiu aumentar o 
tamanho do programado usuário e realizar operações 
de aquisição e manipulação de dados. Com o 
desenvolvimento do controle analógico, o controlador 
programável preencheu a lacuna entre controle 
discreto e controle contínuo. 
 
 Os custos com cabeamento foram reduzidos 
significativamente com a capacidade do controlador de 
comunicar-se com módulos de entrada/saída 
localizados em pontos remotos, próximos ao 
equipamento a ser controlado. Esta técnica permitiu a 
decomposição de grandes sistemas em pequenos 
subsistemas, melhorando a confiabilidade, a 
manutenção e a partida gradual dos subsistemas 
 Com o desenvolvimento da rede de comunicação 
de alta velocidade, tornou-se possível o controle 
sincronizado entre vários controladores e a 
comunicação com microcomputadores e outros 
sistemas situados em um nível funcional superior. 
Desse modo, foi possível combinar o desempenho 
do controlador programável com a capacidade de 
controle distribuído de alta velocidade com 
interface através de computadores, resultando em 
uma grande potencialidade de controle e 
supervisão. 
 
 Atualmente, os PLCs são sistemas de controlo 
muito mais evoluídos, tanto ao nível de software 
(com novas funções de programação), quanto ao 
nível do hardware (com o desenvolvimento de 
novas tecnologias da electrônica). 
 
 Existem vários tipos de controladores, desde 
controladores de pequena capacidade até os mais 
sofisticados, realizando operações que antes eram 
consideradas específicas para computadores. 
 
Controlador 
Lógico 
 Programável 
 Os PLCs : 
• São membros da “família” dos computadores ; 
• Utilizam circuitos integrados, em vez de dispositivos 
electromecânicos; 
• Têm capacidade de guardar informação ; 
• Têm capacidade de temporizar, contar, manipular, fazer 
contas e comunicar para controlar processos e/ou 
máquinas industriais; 
• Têm uma arquitectura modular e flexível. 
 
Controlador Lógico Programável 
CLP - Controlador Lógico 
Programável 
 “Uma máquina pode fazer o trabalho de 
cinquenta pessoas comuns. Mas, máquina 
alguma pode fazer o trabalho de um homem 
incomum.” 
 
 Elbert Hubbard 
 Editor Americano 
 1865-1915 
 
A NEMA (National Electrical Manufacturing Association - USA) 
definiu, em 1978, o controlador programável da 
seguinte forma: 
 
CLP - Controlador Lógico 
Programável 
CLP - Controlador Lógico 
Programável 
“Um controlador programável é um aparelho eletrônico 
digital que contém uma memória programável para 
armazenamento de instruções que são utilizadas para 
implementar funções específicas, tais como: lógica, 
sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, com 
o objetivo de controlar máquinas e processos.” 
 
CLP 
O Programmable Logic Controller (PLC) ou 
Controlador Lógico Programável (CLP) foi 
desenvolvido a partir de uma demanda existente na 
indústria automobilística norte-americana (1968), 
por Richard Morley, engenheiro da Hydronic 
Division da General Motors; 
 
Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, 
foram elaboradas especificações que refletiam as 
necessidades de muitos usuários de circuitos a relés, 
não só da 
indústria automobilística, como de toda a indústria 
manufatureira. Para aplicação 
industrial era necessário um controlador com as 
seguintes características: 
Características 
 Facilidade de programação e reprogramação, 
preferivelmente na planta, para ser possível alterar 
as sequências de operações na linha de montagem; 
 Possibilidade de manutenção e reparo, com blocos 
de entrada e saída modulares; 
 Confiabilidade, para que possa ser utilizado em 
um ambiente industrial; 
 Redução de tamanho em comparação ao sistema 
tradicional que utilizava relés; 
 Ser competitivo em custo com relação a painéis de 
relés e eletrônicos equivalentes; 
 Possibilitar entradas em 115 V e saídas com 115 V e 
com capacidade mínima de 2 A para operar com 
válvulas solenóides e contatores; 
 Possibilitar expansões sem grandes alterações no 
sistema; 
 Memória programável com no mínimo 4 KBytes e 
possibilidade de expansão; 
 Estações de operação com interface mais amigável; 
 Possibilidade de integração dos dados de processo 
do CLP em bancos de dados gerenciais, para tornar 
disponíveis informações sobre o chão de fábrica 
para os departamentos envolvidos com o 
planejamento da produção. 
CLP - Características 
As características dos CLPs devem ser analisadas 
antes da escolha do equipamento adequado ao nível 
da automação a ser implementada. A correta análise 
das mesmas permite uma boa escolha entre diversas 
opções de CLP de um número grande de fabricantes 
 O hardware ocupa pouco espaço físico e consome 
baixa potência elétrica. 
 Permite a expansão de diversos tipos de módulos. 
CLP – Características de Hardware 
CLP – Características de Hardware 
 Capacidade de operação confiável em ambiente 
industrial sem o apoio de equipamentos 
específicos; 
 Emitem baixos níveis de ruídos elétricos; 
CLP – Características de Hardware 
 Apresentam pouca incidência de defeitos, portanto, 
são bastante confiáveis; 
 A manutenção requer mão de obra qualificada. 
CLP – Características de Hardware 
 Apresentam interface de comunicação com outros 
equipamentos. A comunicação com computadores 
permite a coleta de informações e a alteração de 
parâmetros da produção; 
 Permite a expansão da 
 capacidade de memória; 
 
CLP – Características de Software 
 Utilização de até cinco linguagens de programação 
padronizadas e amplamente conhecidas. 
 Utilização de matemática de ponto flutuante, 
tornando possível o desenvolvimento de cálculos 
complexos. 
 
Ponto flutuante (do inglês, floating point) ou vírgula flutuante é um formato de 
representação digital de números reais, que é usada nos computadores. 
CLP – Características de Software 
 Podem ser reprogramados, portanto, são 
reutilizáveis; 
 Permitem o envio e o recebimento de informações 
no modo on-line, ou seja, é possível alterar o 
programa de controle ou fazer o diagnóstico de 
falhas com o equipamento em funcionamento. 
HARDWARE 
HARDWARE do CLP 
 Os controladores lógicos programáveis, na maioria 
das vezes são equipamentos disponibilizados em 
módulos, ou seja, cada configuração pode ser 
montada pelo usuário de acordo com a sua 
necessidade. 
HARDWARE do CLP 
 Também existem controladores lógicos 
programáveis disponibilizados de forma compacta, 
onde sua cada configuração não pode ser alterada 
pelo usuário de acordo com a sua necessidade. 
 
HARDWARE do CLP 
 Os principais blocos que compõem um CLP 
são: 
CPU (Central Processing Unit); 
Memórias; 
 Fonte de alimentação; 
Bateria; 
Módulos de entradas/saídas; 
Módulos especiais; 
Base (rack). 
 
Diagrama de blocos do CLP. 
CPU 
 A unidade central de processamento é responsável pelo 
gerenciamento total do sistema, controlando os 
barramentos de endereços, de dados e de controle. 
 Sua principal função é receber dados enviados pelos 
módulos de entrada, efetuar seu processamento de acordo 
com o programa do usuário e enviar os resultados para os 
módulos de saída. 
 Além disso, controla a comunicação com dispositivos 
externos, verifica a integridade do sistema, atualiza 
informações do status da CPU e controla um relógio em 
tempo real. 
 A principal característica de um CLP para se determinar 
sua performance é o “Scan time”. 
CPU 
 “Scan time” ou 
“tempo de varredura”: 
significa o tempo de 
execução de um 
programa. 
Nota: 
A maioria dos fabricantes informa o tempo 
de processamento por instrução, o qual pode 
chegar a valores em torno de décimos de 
microssegundos. 
Porém, o valor do scan time pode variar a 
cada novo ciclo, ao passo que, alguns CLP’s 
permitem ajustar um tempo fixo para o scan, 
desde de que seja o suficiente para executar 
todas asfunções. 
CPU 
 A maioria dos fabricantes informa o tempo de processamento por instrução, o 
qual pode chegar a valores em torno de décimos de microssegundos. 
 Porém, o valor do scan time pode variar a cada novo ciclo, ao passo que, alguns 
CLP’s permitem ajustar um tempo fixo para o scan, desde de que seja o suficiente 
para executar todas as funções. 
CPU 
 De maneira geral, as CPU’s apresentam dois 
modos de operação: 
Programação (Stop). 
Execução (Run). 
CPU 
 Programação (Stop): neste modo a CPU não 
executa o programa do usuário e não atualiza os 
estados das saídas. A função principal desse modo é 
permitir 
 a transferência e/ou a 
 alteração do programa do 
 usuário e a configuração 
 de parâmetros da CPU. 
 
CPU 
 Execução (Run): neste modo a CPU executa o 
programa do usuário para realizar o controle 
desejado. 
 Alguns CLP’s permitem 
 a alteração do programa 
 mesmo estando 
 neste modo. 
TIPOS DE MEMÓRIA 
 Tipos de memórias utilizadas 
no CLP são: 
RAM; 
ROM; 
EEPROM; 
Flash EEPROM. 
TIPOS DE MEMÓRIA 
 RAM – Random Acess Memory – é um tipo de memória 
volátil, ou seja, perde os dados com a falta de alimentação. 
 É um tipo de memória que permite a leitura e a 
escrita, utilizada como memória primária em sistemas 
eletrônicos digitais. 
 Sua principal característica reside no fato de que os dados 
podem ser gravados e alterados rapidamente e facilmente. 
 No CLP, acompanhada de uma bateria ou um capacitor, é 
utilizada para armazenar dados temporariamente. 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mem%C3%B3ria_(computador)
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mem%C3%B3ria_prim%C3%A1ria
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mem%C3%B3ria_prim%C3%A1ria
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mem%C3%B3ria_prim%C3%A1ria
TIPOS DE MEMÓRIA 
 ROM – Read Only Memory – são memórias 
especialmente projetadas para manter armazenadas 
informações, que, sob hipótese alguma, poderão ser 
alteradas. 
 Desta forma, é uma memória somente para 
leitura e seus dados não se perdem caso ocorra falta 
de energia. 
 Nesse elemento são armazenados os dados do 
programa de controle do funcionamento do CLP, 
gravados pelo fabricante. 
 
A BIOS usa memória Flash, um tipo de ROM. 
 
TIPOS DE MEMÓRIA 
 EEPROM – Erasable Electrical Programable Read 
Only Memory – são dispositivos de memória que, 
apesar de não voláteis, oferecem a mesma 
flexibilidade de reprogramação existente nas RAM. 
Apresentam duas limitações: 
 
O processo de regravação de seus dados 
que só pode ser efetuado após a limpeza 
da célula; 
A vida útil de uma EEPROM é 
limitada pelo número de 
reprogramações (da ordem de dez mil 
operações limpeza/escrita). 
TIPOS DE MEMÓRIA 
 Flash EEPROM: é uma memória do tipo 
EEPROM que permite que múltiplos endereços 
sejam apagados ou escritos numa só operação. A 
gravação é mais rápida que a EEPROM. Apesar de 
possuir uma vida útil menor que a EEPROM 
(mínimo de 10.000 operações de limpeza/escrita), 
tem substituído gradualmente esta última. 
 
Diferentemente da memória RAM e também das SRAM, a 
memória Flash permite armazenar dados por longos 
períodos, sem precisar de alimentação elétrica. Graças a isso, 
a memória Flash se tornou rapidamente a tecnologia 
dominante em cartões de memória, pendrives, HDs de 
estado sólido (SSDs), memória de armazenamento em 
câmeras, celulares e palmtops e assim por diante. 
SISTEMA DE MEMÓRIAS 
 O sistema de memória é a parte da CPU onde 
são armazenadas todas as instruções, assim 
como, os dados para executá-las e está 
dividida em: 
Memória do programa monitor; 
Memória do usuário; 
Memória de dados; 
Memória imagem das 
 entradas/saídas. 
 
SISTEMA DE MEMÓRIAS 
 Memória do programa monitor (firmware): é o 
responsável pelo gerenciamento de todas as 
atividades do CLP e não pode ser alterado pelo 
usuário. 
 
Nessas atividades, está a transferência de programas entre o 
microcomputador e o CLP, o gerenciamento do estado da 
bateria do sistema, o controle dos diversos módulos, a 
conversão do programa criado pelo usuário para a linguagem 
de máquina, etc. 
 
Nota: Na maior parte dos casos o programa monitor é gravado em memória ROM. Porém, os 
CLP’s atuais permitem que o firmware seja atualizado e, nesse caso, a memória deve ser do tipo 
EEPROM, por ser regravável e não volátil. 
SISTEMA DE MEMÓRIAS 
 Memória do usuário: é nessa memória onde fica 
gravado o programa desenvolvido pelo usuário, a 
qual pode ser alterada pelo mesmo. 
 A capacidade e o tipo desta memória variam de 
acordo com a marca/modelo do CLP e podem ser 
EEPROM/Flash, EEPROM ou RAM (mantida 
por bateria ou capacitor). 
 
É comum o uso de cartuchos de memória que permitem a 
troca do programa com a troca do cartucho de memória. 
SISTEMA DE MEMÓRIAS 
 Memória de dados: É a região de memória 
destinada a armazenar temporariamente os dados 
gerados pelo programa do usuário, tais como, 
valores de temporizadores, valores de contadores, 
códigos de erro, senhas de acesso, etc. 
 
SISTEMA DE MEMÓRIAS 
 Memória imagem das entradas/saídas: Sempre 
que a CPU executa o ciclo de leitura, ela 
armazena os estados da cada uma das 
entradas ou das saídas nessa região de 
memória. 
 Nela a CPU irá obter informações das 
entradas ou das saídas para tomar as decisões 
durante o processamento do programa do 
usuário, não necessitando acessar os módulos 
enquanto executa o programa. Devido a grande 
quantidade de regravações, essa memória é do 
tipo RAM. 
Definições importantes: 
 
Bit: menor unidade de informação, pode ter apenas dois estados: 
ativo (1) ou inativo (0). Pode ser utilizado para armazenar variáveis 
lógicas (binárias). 
Também pode ser utilizado, combinado com outros bits, para formar 
outros tipos de dados mais complexos. 
 
Nibble ou quarteto: agrupamento de quatro bits, utilizado 
principalmente para armazenamento de códigos BCD. 
 
Byte ou octeto: agrupamento de oito bits. Pode armazenar um 
caractere do tipo ASCII ou um número entre 0 e 255, dois números 
BCD ou oito indicadores de um bit. 
Estrutura de memória e capacidade 
Word ou palavra: uma palavra corresponde a uma certa 
quantidade de bits que pode variar de um processador para 
outro. No entanto, é comum considerar uma palavra como a 
composição de 16 bits. 
 
 Double word ou palavra dupla: é a composição de duas 
palavras, ou seja, para os processadores de 16 bits 
corresponde a um agrupamento de 32 bits. 
Unidades básicas de memória de um CLP: bits, bytes e words. 
 A capacidade de armazenamento de uma unidade de 
memória é determinada pelo número de palavras (words) 
que ela pode armazenar. 
 
 O IEC (International Electrotechnical Commission) 
aprovou, em janeiro de 1999. uma norma internacional - 
IEC 60027-2 - para a designação de nomes e símbolos para 
prefixos de múltiplos de binários utilizados nos campos de 
processamento e transmissão de dados. Outra norma 
também foi publicada pela IEEE 1EE 541) em 2005. 
Os prefixos são apresentados nas tabelas seguintes: 
 Múltiplos SI. Múltiplos IEC 60027-2. 
Os fabricantes ainda especificam o tamanho da memória de aplicação considerando que k 
(quilo) representa 1.024 palavras. Assim, a memória de 1 k representa 1.024 palavras, 2 k 
representa 2.048 palavras, 4 k representa 4.096 e assim por diante. 
FONTE DE 
ALIMENTAÇÃO 
 A fonte de alimentação fornece energia aos 
elementos eletrônicos internos do controlador, 
converte a tensão de entrada em uma forma 
utilizável e protege os componentes do CLP contra 
os picos de tensão. 
 A fonte do CLP é programada de forma a suportar 
as perdas rápidas de alimentação externa sem afetar 
a operação do sistema. 
BATERIA 
 Baterias são usadas nos CLP’s para manter o 
relógio em tempo real, reter parâmetros ou 
programas (memórias do tipo RAM), guardar 
configurações de equipamentos,etc... 
 As baterias do CLP normalmente são recarregáveis 
e do tipo longa vida (chegando a 10 anos de vida 
útil). Podendo manter os dados sem energia elétrica 
até por 30 dias. 
 Dependendo do CLP pode-se utilizar um capacitor 
no lugar da bateria. 
Módulos 
MÓDULOS do CLP 
 Os principais módulos existentes para a 
utilização do CLP são: 
 
Módulo de entradas e saídas discretas (digitais); 
 
Módulos de estradas/saídas analógicas; 
 
Módulos especiais. 
ENTRADAS E SAÍDAS 
DISCRETAS 
 É a classe mais comum de interface de 
entrada/saída. Esta interface é limitada a trabalhar 
com sinais do tipo ON/OFF ou fechado/aberto. 
 
 Da mesma forma, o controle da saída é limitado a 
dispositivos que somente requerem comutação em 
dois estados, ligado ou desligado. 
ENTRADAS E SAÍDAS 
DISCRETAS 
 Normalmente, os módulos de entrada/ saída 
são dotados de: 
 
 Isolação óptica para proteção da CPU, fonte de 
alimentação e demais módulos. 
 
 Indicadores (LED’s) de status para auxílio 
durante a manutenção. 
 
Conectores removíveis que reduzem o tempo de 
manutenção e/ou substituição dos módulos. 
Tipos de entradas digitais (CC) 
 Entrada consumidora 
de corrente (Sink) 
 (Lógica positiva) 
 
 
 Entrada fornecedora 
de corrente (Source) 
 (Lógica negativa) 
Tipos de entradas digitais (CA) 
 Funcionam de forma idêntica as entradas digitais CC, porém os 
sensores fornecem um sinal alternado. 
 Possui isolação entre o sinal de entrada e a parte lógica do CLP 
através de um acoplador óptico. 
 Após o acoplador óptico existe um filtro formado por C1, R3 e R4, 
este filtro fará com que ruídos existentes na alimentação não causem 
um acionamento indevido. 
Entradas Digitais 
Chave de impulso conectada a uma entrada digital. Exemplos de entradas 
digitais. 
Os módulos de saídas discretas enviam os sinais aos 
dispositivos de saída, tais como, motores, atuadores 
e sinalizadores. Esses sinais podem ser resultantes da 
lógica de controle, pela execução do programa do 
usuário, ou podem ser ativados manualmente pelo 
usuário, independente da lógica de controle. Os 
módulos geralmente são oferecidos com quantidade 
de pontos disponíveis de 4, 8, 12, 16, 32 ou 64, com 
acionamento da saída a transistor (12VCC, 24VCC) 
ou a relé (CA e CC). 
Módulos de saídas discretas 
Tipos de saídas digitais físicas 
mais comuns 
 Transistor / Triac: 
Características: 
 Chaveamento eletrônico para cargas DC (Transistor), para 
cargas AC (Triac). 
Vantagem: 
 Alta vida útil, alta frequência de chaveamento (apenas para 
o transistor), ocupam pouco espaço no módulo, isolação 
entre módulo e carga. 
Desvantagens: 
 Baixa proteção contra sobrecorrente e curto-circuito 
(necessita ser associado a fusíveis). Geralmente para cargas 
de baixa potência (100 a 500 mA). 
 
 
 
Tipos de saídas digitais físicas 
mais comuns 
 Saída a transistor 
consumidora de 
corrente (Sink). 
 
 
 Saída a transistor 
fornecedora de 
corrente (Source). 
Tipos de saídas digitais físicas 
mais comuns 
Relé: 
Características: 
 Chaveamento eletro-mecânico para cargas AC ou DC. 
Vantagem: 
 Alta isolação entre módulo e carga, permite chavear cargas 
de média potência. 
Desvantagens: 
Vida útil limitada pelo desgaste mecânico, baixa freqüência 
de chaveamento. 
 
ENTRADAS E SAÍDAS 
DISCRETAS 
ENTRADAS E SAÍDAS ANALÓGICAS 
ENTRADAS E SAÍDAS 
ANALÓGICAS 
 A interface analógica permite que grandezas 
analógicas possam ser lidas pelo controlador ou 
que o controlador possa modificar uma grandeza 
analógica, através de conversores A/D e D/A. 
 Os níveis mais utilizados são para tensão de 0 a 
10Vcc e corrente de 0 a 20mA. 
ENTRADAS ANALÓGICAS 
 A tensão ou corrente de entrada é convertida para um 
código digital proporcional ao valor analógico, através de 
um conversor analógico digital. 
 
 
ENTRADAS ANALÓGICAS 
 As seguintes características são importantes na 
escolha do módulo: 
 
 Quantidade de canais disponíveis: são oferecidos 
módulos de 2, 4, 8 ou 16 canais. 
 
 Tipo e faixa de operação: os valores mais comuns são 
corrente (0-20mA, 4-20mA), tensão (0-10V, ±10V) ou 
temperatura. 
 
 Resolução do conversor A/D: os valores mais comuns 
são 8, 10, 12 ou 16 bits. 
 
 Ciclo de atualização da amostragem: há um tempo 
necessário para que os sinais analógicos sejam 
digitalizados e disponibilizados para a CPU. 
SAÍDAS ANALÓGICAS 
 A interface para saídas analógicas recebe do processador 
dados numéricos que são convertidos em valores 
proporcionais de corrente ou tensão e aplicados nos 
dispositivos de campo. 
 
SAÍDAS ANALÓGICAS 
 As seguintes características são importantes na escolha do 
módulo: 
 Quantidade de canais disponíveis: são oferecidos módulos de 2, 4, 
8 ou 16 canais. Esses canais podem ser isolados (isolação 
galvânica) ou não isolados (comuns); 
 
 Tipo e faixa de operação dos canais: corrente (0-20mA, 4-20mA) 
ou tensão (0-10V, ±10V). 
 
 Impedância de saída: apresenta as resistências mínima e máxima a 
que o canal de saída pode ser conectado, para sinais de corrente e 
tensão específicos; 
 
 Resolução do conversor D/A: a resolução é o menor incremento 
que o dado enviado ao conversor D/A pode causar no valor 
analógico de saída; 
 Ciclo de atualização da saída analógica: semelhante às entradas, o 
ciclo de atualização da saída analógica depende de um tempo e do 
número de canais. 
 
MÓDULOS ESPECIAIS 
 Módulos especiais, também chamados de módulos 
inteligentes, incorporam um microprocessador de 
forma que a tarefa a ser realizada pelo módulo fica 
independente da varredura do processador. 
 
 São necessários módulos especiais, em aplicações 
como, interface para termopares, geração de 
mensagens, execução de algoritmos PID, 
comunicação em rede, etc. 
MÓDULO PARA 
TERMOPAR 
 O módulo de entrada para termopar aceita sinais 
provenientes diretamente do transdutor. 
 
 A operação desta interface é similar a entrada 
analógica com exceção de que os sinais de baixo 
nível dos termopares são aceitáveis. 
 
 Estes sinais são filtrados, amplificados e 
digitalizados por um conversor e então enviados ao 
processador sob o comando do programa de 
controle do usuário. 
MÓDULO DE ENTRADA 
PARA PT-100 
 Este módulo possui uma função específica na 
aquisição de dados de um sensor de temperatura, 
tipo PT 100 (resistor variável de Platina). 
MÓDULOS PARA 
CONTAGEM RÁPIDA 
 São providos de um contador de alta velocidade, externo 
ao processador. 
 Aplicações típicas destes módulos são operações que 
requerem entrada direta do encoder em tarefas de 
 posicionamento de máquinas, etc. 
 A freqüência máxima de pulsos varia 
 numa faixa de 100 Hz a 50 kHz. 
MÓDULOS DE ENTRADAS/ 
SAÍDAS REMOTOS 
 A instalação de módulos de entradas/saídas é 
realizada distante do controlador programável. 
 Um subsistema de entradas/saídas remoto é 
composto por fontes de alimentação, módulos I/O 
e adaptadores de comunicação. 
 Há vantagens em termos de fiação de campo e 
custos de manutenção em grandes sistemas. 
MÓDULOS DE ENTRADAS/ 
SAÍDAS REMOTOS 
 Na utilização de módulos remotos deve-se 
analisar os seguintes fatores: 
Velocidade de comunicação do módulo remoto 
com a CPU; 
A possibilidade de interferência externa na rede; 
 Falhas no equipamento remoto. Na ocorrência 
de falhas, o sistema não pode ser prejudicado e a 
manutenção deve ser rápida. 
SISTEMAS 
SUPERVISÓRIOS SCADA 
 Os sistemas SCADA são sistemas de supervisão, controle e 
aquisição de dados. 
 São usados extensivamente na indústria, aplicações 
SCADA costumam ir de algumas centenas de pontos de 
entrada e saída até vários milhares de pontos de entrada e 
saída. 
 Os sistemas SCADA possuem um ambiente integrado de 
desenvolvimento que possui editor degráficos, editor para 
banco de dados, relatórios, receitas e editor de scripts 
(pequenos programas pelo usuário). 
INTERFACE HOMEM-
MÁQUINA – IHM 
 As IHM’s surgiram diante da necessidade 
de modificar certos parâmetros dentro de 
um programa, sem a necessidade de 
conectar-se a um computador para a 
realização desta tarefa. 
 As interfaces são ligadas ao CLP através 
de sua porta de comunicação. Existem 
dois tipos: as interfaces alfa-numéricas e 
as de interfaces gráficas. 
INTERFACE HOMEM-
MÁQUINA – IHM 
 A interface alfa-numérica é constituída de teclas 
de sistema, teclas de funções, teclas alfa-
númericas, LED´s indicadores e um display 
LCD, geralmente de 2 linhas e 20 colunas. 
 O princípio de funcionamento consiste em pré-
programar mensagens, onde cada uma possui 
um número. Quando se deseja acessar 
qualquer mensagem, basta fazer com que o 
CLP coloque o número desta no registrador 
designado para indicar qual mensagem será 
mostrada no momento. 
INTERFACE HOMEM-
MÁQUINA – IHM 
 Nas IHM's gráficas, o usuário pode, por meio de 
um programa específico, desenhar comandos 
em forma de botões, bem como, lâmpadas para 
aviso ou alarmes, escolhendo cores, formatos, 
tamanhos e definindo, também, endereços do 
CLP para cada elemento. 
 O usuário pode modificar esta interface a 
qualquer momento, acrescentando ou retirando 
funções, de acordo com suas necessidades. 
 Existem IHM’s gráficas com tecnologia touch 
screen (toque de tela). 
REDES DE COMUNICAÇÃO 
 A utilização de redes de comunicação de baixo 
nível é cada vez mais freqüente e indispensável 
no campo da automação e controle dos mais 
variados processos de manufatura. 
 Em termos gerais existem três níveis de redes 
de comunicação. 
REDES DE COMUNICAÇÃO 
 No topo da pirâmide (primeiro nível) está 
situada a empresa através de uma visão 
macro, tendo todas as ações da rede de 
comunicação dirigidas para o controle 
gerencial da produção. 
 Neste nível estão envolvidos a 
administração, gerência, contabilidade, 
compras, vendas, nível de produtividade, 
banco de dados, entre outros. 
 Alto tráfego de informações. 
REDES DE COMUNICAÇÃO 
 No segundo nível estão localizadas as 
células e/ou sistemas flexíveis de 
manufatura onde os controladores 
gerenciam processos, linhas de 
montagens ou mesmo máquinas 
automáticas. 
 A comunicação neste nível é feita entre 
os mestres ou gerentes das células. 
 Tráfego de informações médio. 
REDES DE COMUNICAÇÃO 
 No nível mais baixo da pirâmide está 
localizado o “barramento de campo”, que 
é responsável pela comunicação entre os 
dispositivos mais simples, utilizados no 
chão da fábrica (sensores e atuadores) e 
seus respectivos controladores. 
 Este nível se caracteriza, por possuir uma 
quantidade de informações baixa 
trafegando na rede, e trabalhando 
também com velocidades/taxas de 
transmissão também baixas.