Introdução aos CLPs

Histórico 

• Originalmente os Painéis de Relés (Relay Sequencers)
• Programação hardwired
• Acondicionamento dos painéis
• Críticos para a Indústria Automobilística
• Controlador Lógico Programável
• Surgido em 1968 na Divisão de Hidramáticos da GM
• Substituição aos Painéis de Relés
• Nomenclatura: CLP, PLC, CP etc.
• Um CLP é um computador de pequeno porte, autocontido e robusto projetado para controlar processos no ambiente industrial.

• Cada CLP contém um microprocessador programado para dirigir os terminais de saída de uma maneira especificada, com base dos valores dos terminais de entrada.

Anatomia de um CLP

• Fonte de Alimentação
• Processador (CPU)
• Memória de Programa
• Memória de Dados
• Módulos de entrada e saída
• Podem ser construídos no CLP ou módulos de plug in separados
• Barramento do CLP

Entradas e Saídas Discretas

• Módulos de Entrada Discreta
• 240 Vac, 120 Vac, 24 Vdc ou 5 Vdc.

• Módulos de Saída Discreta
• Alimentam lâmpadas, relés, pequenos motores etc.

Entradas e Saídas Analógicas

• Módulo de Entrada Analógica
• Contém conversores A/D
• Módulos de Saída Analógica
• Contém conversores D/A
• Entradas e Saídas Analógicas Especializadas
• Módulo de Termopar
• Módulo de Controle de Movimento
• Módulo de Comunicação
• Módulo de Contador de Alta Velocidade

Princípio de Funcionamento

• Execução, por parte da CPU de um programa denominado Executivo
• O Sistema Operacional do CLP
• O Executivo realiza ciclicamente
• Leitura das Entradas e respectiva armazenagem na Memória Intermediária de Entrada (MIE)
• Execução do programa de controle do usuário
• Atualização das Saídas com base nos valores da Memória Intermediária de Saída (MIS)
• Ciclo de Varredura ou Scanning
• Diferença entre um CLP e um Relay Sequencer
• Quebras do ciclo de varredura por mecanismos de Interrupção ou Watchdog

Ilustração do Ciclo de Varredura

• Ligações e Programa

• Execução das Etapas

Programação de CLPs 

• De maneira geral, o programa do CLP é um conjunto de expressões booleanas. 

• As expressões são avaliadas uma a uma seqüencialmente a cada ciclo de varredura, e o resultado correspondente é armazenado na memória intermediária do CLP. 

• Ao terminar a avaliação, a parte da memória intermediária correspondente às saídas (MIS) é copiada nas saídas. 

• Linguagens de programação do CLP (Norma IEC 1131-3) 

• Linguagens Gráficas 

• Diagramas de Funções Seqüenciais (Sequential Function Chart – SFC) 

• Equivalente ao Grafcet 

• Diagramas de Contatos (Ladder Diagram – LD) 

• Diagramas de Blocos de Funções (Function Block Diagram – FBD) 

• Linguagens Textuais 

• Lista de Instruções (Instruction List – IL) 

• Texto Estruturado (Structured Text – ST)

Redes de CLPs 

• Redes de Equipamentos em ambientes industriais

• Nível de Informação 

• Redes não deterministas 

• Exemplo: Ethernet. 

• Nível de Controle 

• Redes deterministas 

• Sistema Token. 

• Exemplos: Control Net (Allen Bradley), ALNET (Altus) etc. 

• Nível de Dispositivo 

• CLP sem/com redes de dispositivos

• Conexão de equipamentos em redes de dispositivos

• Sistemas Pooling, Mudança de Estado ou Strobe. 

• Exemplos: Device Net, Profibus e Fieldbus.

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