Aula 4_Introdução a linguagem Ladder

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IESAM
Controladores Lógicos Programáveis Industriais (CCE0753) 
AULA 1
Prof. Wellington lima
Objetivo
• Ao final desta aula o aluno deve compreender
como montar um programa na linguagem
Ladder, como transformar um circuito lógico em
um programa em ladder. Como projetar um
sistema com um CLP a partir de um problema
lógico.
Prof:Wellington Lima 
Sumário
• Unidade 4: A Linguagem de programação Ladder e o Simulador A1
– 4.1 – Lógica de contatos
– 4.2 – Símbolos básicos
– 4.3- Diagrama de contatos em Ladder
– 4.4- Circuitos autorretentivos
– 4.5 – Leitura das entradas
– 4.6- Exercícios propostos
– Laboratório de programação CLP (Projeto e simulação)
Introdução à Linguagem Ladder
• A linguagem Ladder foi a primeira que surgiu para
programação dos Controladores Lógicos Programáveis. Para
que obtivesse uma aceitação imediata no mercado, seus
projetistas consideraram que deveria evitar uma mudança de
paradigma muito brusca. Considerando que, na época, os
técnicos e engenheiros eletricistas eram normalmente os
encarregados da manutenção no chão de fábrica, a
linguagem Ladder deveria ser algo familiar para os
profissionais. Assim ela foi desenvolvida com os mesmos
conceitos dos diagramas de comandos elétricos que utilizam
bobinas e contatos [1].
Vantagens da linguagem Ladder
• Possibilidade de uma rápida adaptação do pessoal técnico (Semelhança 
com diagramas elétricos convencionais com lógicas a relés).
• Possibilidade de aproveitar o raciocínio lógico na elaboração de um 
comando feito com relés.
• Fácil recomposição do diagrama original a partir do programa de 
aplicações.
• Fácil visualização dos estados das variáveis sobre o diagrama Ladder.
• Documentação fácil e clara.
• Símbolos padronizados e mundialmente aceitos pelos fabricantes e 
usuários.
• Técnica de programação mais difundida e aceita industrialmente.
Lógica de contatos
Lógica de contatos
• Chave normalmente aberta
• Chave normalmente fechada
Chave acionada, 
contato fechadoChave não acionada, 
contato aberto
Chave não acionada, 
contato fechado
Chave acionada, 
contato aberto
• Chave normalmente aberta
• Chave normalmente fechada
Chave não acionada, 
contato aberto
Diagramas de contatos em Ladder
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Chave acionada, 
contato fechado
Chave não acionada, 
contato fechado
Chave acionada, 
contato aberto
• Chave normalmente aberta
• Chave normalmente fechada
Chave não acionada, 
contato aberto
Diagramas de contatos em Ladder
Prof:Wellington Lima 
Chave acionada, 
contato fechado
Chave não acionada, 
contato fechado
Chave acionada, 
contato aberto
Linguagem Ladder [1]
Simbologia:
Programando em Ladder
1- Monte o diagrama de comandos elétricos e o
programa em Ladder que acenda uma lâmpada (L),
quando for satisfeita a seguinte condição:
L=A.B+B.C+C.A.
Solução
• O diagrama de comandos 
elétricos
• O programa em Ladder
Resolução
Para o PLC da WEG -CLIC 
02
Para o PLC da Allen 
Bradley – Micrologix
Diagramas de Contatos em Ladder
 Estrutura típica de um degrau em Ladder
Para o CLP da 
WEG -CLIC 02
Para o CLP da Allen 
Bradley –
Micrologix
Diagramas de Contatos em Ladder
 Fluxo Reverso
Para o CLP o fluxo da 
direita para a esquerda 
não funciona.
Programa alterado para 
permitir a realização da 
lógica.
Repetição de Contatos
Botão I1 não 
pressionado.
Botão I1 
Pressionado.
Relés Internos
Denominados de Memória interna pelo fabricante Siemens e binary bit storage pela Allen Bradley, 
é utilizado para armazenamento temporário de dados.
Circuitos de Autorretenção
Contato selo
LigaDesliga
Contato da bobina
Q1(Selo)
Motor
Diagrama Ladder 
Equivalente
Conversão dos diagramas Elétricos em diagramas Ladder.
Diagrama Elétrico
LigaDesliga
MotorMotor
Diagrama Ladder 
Equivalente
Exemplo 1
• Existem alguns circuitos que não são tão diretos e exigem que sejam 
realizados alguns artifícios para realizar a conversão:
Exemplo 2
Diagrama Elétrico Diagrama Ladder Equivalente
• Existem alguns circuitos que não são tão diretos e exigem que 
sejam realizados alguns artifícios para realizar a conversão:
Exemplo 3
Diagrama Elétrico
Sol 1:Diagrama Ladder Equivalente
Sol 2:Diagrama Ladder Equivalente
• O circuito a seguir representa um exemplo de circuitos sequenciais, ou seja, o acionamento da
lâmpada depende da sequencia de acionamento das entrada: 1- acione a chave I1 e depois a
chave I2, permanecendo acionadas. 2- Acione a chave I2 e depois a chave I1, verifique o que
acontece com a lâmpada.
Exemplo 4
Diagrama Elétrico
Sol 1:Diagrama Ladder, caso 1.
Sol 2:Diagrama Ladder, caso 2.
Exercícios
• Faça a conversão dos diagramas Elétricos em diagramas 
Ladder.
Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3
Tabela das Regras básicas de Boole 
Exemplo: simplificar a expressão X = B).BA( 
B).BA( 
B.BB.A 
0B.A 
B.A
BA 
] BB). A([ 
= A + B
= A + B
A
B
A
B
Circuito Lógico 
original
Circuito Lógico 
Simplificado
1- Monte o programa 
em Ladder para os 
dois circuitos
Regras de Boole
Exercícios
Simplifique a expressão lógica e monte o diagrama em Ladder.
Entradas Saídas
A B C R
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
EXERCICIO 3
• Em um sistema de lubrificação de uma máquina, é necessário manter um filme de
óleo sobre pressão entre as partes girantes. Para controlar esta pressão, existe um
balão com óleo e ar comprimido ligado ao sistema de lubrificação da maquina. Foi
solicitado a um profissional de manutenção que desenvolvesse uma solução que
automatizasse o mecanismo. Foram observadas as seguintes situações:
– Caso apenas a pressão de ar atue (pressão de ar baixa- PB) ligue o compressor.
– Caso o nível baixo de óleo atuar ligue a bomba de óleo para restabelecer o nível.
– Caso o nível baixo do óleo e a pressão (PB) de ar atuarem ligue a bomba de óleo.
– Caso o nível alto do óleo e a pressão de ar (PB) atuarem ligue o compressor de ar.
• Monte a tabela verdade, monte o programa em Ladder que automatize o processo e
a especificação do hardware que seja adequado ao problema, conforme visto na
primeira aula.
Tabela verdade
Entradas Saídas
ANivelAltoo BNivelBaixo C_Pressão R1_Bomba R2_Compressor
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 1 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 1 0 1
1 1 0 X X
1 1 1 X X
RESOLUÇÃO
Tabela Verdade
Entradas Saídas
ANivelAltoo BNivelBaixo C_Pressão R1_Bomba R2_Compressor
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 1 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 1 0 1
1 1 0 X X
1 1 1 X X
Roteiro de Experiências de 
Laboratório• EL03_Circuitos Lógicos com CLP
• Experiencia_Acionamento_direto_de_motores_
com_o_CLP
01/01/2011
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EXERCÍCIO
• Um tanque de nove metros de altura tem um sensor que envia o valor da
altura da coluna de líquido através de um sistema BCD (Binary Code to
Decimal). Construa um diagrama em ladder que resolva o seguinte problema.
– a) Uma lâmpada vermelha deve acender quando a altura da coluna de
líquido for menor que 3 metros.
– b) Uma lâmpada amarela deve acender quando o nível estiver de três até
seis metros.
– c) Uma lâmpada deve acender quando o nível estiver acima de seis metros.
– D) Quando o nível estiver abaixo de 3 m, a bomba deve ser ligada e quando
o nível for igual a 9 metros a bomba deve ser desligada.
Faça a especificação do hardware que seja adequado ao problema,
conforme visto na primeira aula.
EXERCÍCIO
1. Dado um circuito lógico que possui como entrada um número de 4 bits,
a saída desse circuito deve ser acionada toda vez que a combinação dos
4 bits de entrada representarem um número par em decimal. Para a
solução deste problema, monte a tabela verdade e o programa em que
atenda ao projeto.
Obs:O zero é considerado um número par.
2. Considere um sistema de alarme residencial, constituído de sensor
colocado na janela (SJ) e sensor de presença (SP) para indicar a entrada de
um invasor. Além desses sensores, o sistema possui uma chave liga/desliga
(CLD) para acionar o alarme. Caso o sensorda janela ou o sensor de presença
sejam ativados, o alarme será acionado. O alarme somente será acionado se
a chave CLD estiver na posição liga. A partir dessa definição monte a tabela
verdade o programa em Ladder que atenda o projeto.
EXERCÍCIO
• Em um sistema de classificação de embalagens, foi aplicado um sistema automatizado
que selecionasse os pacotes. O sistema é constituído de uma esteira que transporta os
pacotes, um detector de pacotes que possui 3 sensores do tipo barreira, distribuídos
estrategicamente, e 3 pistões que são acionados sempre que for detectado um
determinado tipo de pacote. Monte um programa que simule o processo de
classificação de pacotes, seguindo os requisitos descritos abaixo:
– Quando o pacote menor é detectado, o sensor 1 (localizado na posição mais
inferior) é acionado e envia um sinal de 24V para o canal de entrada 1 do CLP, que
deve acionar um pistão para colocar a caixa no recipiente adequado.
– Caso semelhante ocorre na detecção do pacote médio, os sensores 1 e 2 emitem
um sinal de 24V para os canais de entrada 1 e 2 do CLP, que deve acionar o pistão
2.
– Caso seja detectado o pacote 3, os sensores 1, 2 e 3 emitem um sinal de 24V para
os canais de entrada 1,2 e 3, neste caso, deve ser acionado o pistão 3.
EXERCÍCIO
• Em uma oficina de automóveis existe um coletor de óleo queimado que precisa ser
automatizado seu esvaziamento. Atualmente é necessário que um mecânico seque o
coletor utilizando um recipiente. Esta operação dura em torno de 15 a 20 minutos e
geralmente cria um espaço suscetível a quedas devido ao óleo que cai da vasilha e suja
o chão, outro ponto a considerar é o transbordamento do reservatório. Para atender a
esta solicitação foram definidas algumas necessidades:
– 1. Será necessário instalar um sensor de nível do tipo capacitivo, que indique
quando o nível do óleo no coletor estiver abaixo do nível especificado.
– 2. Será necessário instalar um sensor do tipo capacitivo que indique quando o nível
do reservatório estiver acima do nível especificado.
– 3. A bomba deve ser desligada sempre que: O sensor instalado no coletor estiver
indicando que o óleo está abaixo no nível, adicionalmente a bomba deve ser
desligada quando o sensor do reservatório indicar que o nível está acima do valor
máximo estabelecido.
– Quando o reservatório estiver cheio deve ser ligada uma lâmpada para chamar a
atenção dos responsáveis em esvaziar o reservatório.
Esquema do Coletor de óleo.
01/01/2011
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EXERCÍCIO
• Em um queimador existem 3 gases A,B,C e um ignitor (I) para processar a
queima deles. Para a queima dos gases, é necessário o acionamento do
ignitor e a presença dos gases A e C. Se houver a presença do gás B a
queima não acontece. Monte a tabela verdade, e o programa em Ladder
e execute o seu sistema no PLC.
• Para ser considerado Light, um alimento precisa conter no máximo 50%
das calorias do produto normal. Os ingredientes opcionais que podem ser
acrescentados para dar sabor e coloração a um determinado alimento
possuem as seguintes quantidades percentuais de calorias ema ralação
ao produto normal: A contém 50%, B contém 30%, C contém 20% e D
contém 10%. A partir destas definições monte a tabela verdade, monte o
programa em Ladder e execute seu sistema no PLC. Projete um circuito
para acender a lâmpada cada vez que a combinação dos produtos
misturados ultrapassar 50% das calorias de um produto normal.
Exercício
• Projete um circuito com três entradas A,B e
C. A saída desse circuito deve ser alto
somente se a maioria das entradas estiverem
em modo alto. Monte a tabela verdade e o
programa em Ladder.
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Controle de Nível com Tanque reserva
• Deseja-se controlar o nível do reservatório conforme ilustração
• O Reservatório precisa estar sempre cheio, SNA=1
• Se SNA=0, a bomba BP deve ser acionada, mas somente se houver agua no tanque
principal, ou seja STP=1, caso STP =0 a bomba reserva deve ser acionada.
• Se a bomba reserva for acionada um indicador IR=1 deve ser acionado.
• Monte a tabela verdade, simplifique e implemente o programa em Ladder e a
especificação do hardware que automatize o processo.
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Estudo de Casos_Subestação
• Manobra da seccionadora Si.
• Monte um programa em Ladder
para manobrar a seccionadora SI.
Onde devem ser respeitadas as
seguintes condições:
– Pode operar se DD e SII estiverem
desligados.
– Pode operar se SII e PA estiverem
ligados e ST estiver desligada.
– Pode operar se houver falha do
disjuntor D e o relé (Sinal para
abrir) estiver acionado.
Exercício
– Resumo das regras.
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 Algumas observações:
 se D, SII estiverem abertos não passará corrente por SI
 se SII e PA estiverem ligados, com ST aberta, não haverá perigo pois a tensão em SI é
nula (caminho SII, PA),
 quando houver falha do disjuntor D, a operação do relê apropriado causará abertura
automática de SI.
Estudo de Casos_Subestação
• Manobra da seccionadora ST.
• Esta seccionadora é operada 
quando se deseja transferir o 
disjuntor do circuito L1 por 
exemplo, para o disjuntor do vão 
de paralelo/transferência.
EXERCÍCIO
Manobra da seccionadora ST.
Esta seccionadora é operada quando se deseja transferir o disjuntor do circuito
L1 por exemplo, para o disjuntor do vão de paralelo/transferência.
Onde:
EXERCÍCIO
Manobra da seccionadora ST.
Esta seccionadora é operada quando se deseja transferir o disjuntor do circuito L1 por
exemplo, para o disjuntor do vão de paralelo/transferência.
- é preciso que nenhum outro circuito esteja ligado à Barra de Transferência II. (ver o último
bloco E),
- é preciso que D, Sd estejam ligados, ou seja, o circuito L1 esteja em operação (primeiro
Bloco E),
- é preciso que SI esteja aberta e SII fechada, ou vice-versa (dois blocos E intermediários). Se
SII estiver ligada (e SI desligada) então o circuito L1 está ligado a Barra II, e o
fechamento de ST não é problema pois a tensão será sempre nula em seus terminais
(caminho Sd, D, SII). Se SI estiver ligada (e SII desligada) ST pode ser fechada se o vão de
paralelo PA estiver fechado, pois então a tensão nos terminais de ST será sempre nula
(caminho Sd, D, SI(PA), D(PA), SII(PA)). Note que ST operasse com PA aberto, ela estaria
manobrando a Barra II (carga capacitiva podendo se danificar.
EXERCÍCIO
• Manobra da seccionadora SD.
• A seccionadora Sd pode ser
operada desde que:
– O disjuntor D esteja aberto. Neste caso
a corrente é nula por ela, antes e
depois da manobra;
– A seccionadora Sa esteja desligada, ou
seja, a manobra é permitida apenas
quando a linha esteja liberada
• Entretanto, se o disjuntor D estiver
em falha (disjuntor preso) a chave
Sd precisa ser operada e isto deve
ser previsto no esquema de
intertravamento da seccionadora
Sd.
EXERCÍCIO
• Convenção para intertravamento.
Exercício_Resolução
Tabela Verdade
Entrada Saída
Dj_Pre D_D Sa_D Perm.
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
Nota: Sd-D : chave Sd desligada; D-D : disjuntor desligado, Perm: Permissão para operar Sd.
Circuito Lógico
Programa em Ladder
Expressão lógica e simplificação
Bibliografia
[1]- Franchi, C. M.;Camargo,L.A.C “Controladores Lógicos Programáveis, Sistemas 
Discretos.
[2] Moraes, Cicero Couto; Castrucci, Plínio de Lauro “Engenharia de Automação 
Industrial”; editora:LTC, 2 ed. Rio de Janeiro 2007.
[3] Guimarães, Hugo Casati Ferreira; “Norma IEC 61131-3 para programação de 
controladores programáveis: estudo e aplicação” Vitória ES/2005.
[4] http://www.3s-software.com/index.shtml?en_download , acessado em:12/08/2011.
[5] http://www.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Geral/Central-de-
Downloads/Resultado-da-Busca/(group)/3 , acessado em:12/08/2011.
[6] http://www.global-download.schneider-
electric.com/85257689000007EE/all/6F984CE6FE89A77F85257786003B2792?Open
Document&L=EN&p=60174&idxUrl=repositoryBrasil\\index.nsf&XID=225304&XHO
ST=http://logi5.xiti.com/&HOSTIP=http://www.global-download.schneider-electr, 
acessado em:12/08/2011
[7] A1 Automation Toos “Manual de Utilização (Ref 3-084.170)”, 2010.
http://www.3s-software.com/index.shtml?en_download
http://www.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Geral/Central-de-Downloads/Resultado-da-Busca/(group)/3
http://www.global-download.schneider-electric.com/85257689000007EE/all/6F984CE6FE89A77F85257786003B2792?OpenDocument&L=EN&p=60174&idxUrl=repositoryBrasil//index.nsf&XID=225304&XHOST=http://logi5.xiti.com/&HOSTIP=http://www.global-download.schneider-electr