Professor: Cleyton Ap. dos Santos. O que é o CLP? O controlador lógico programável (CLP) é um dispositivo eletrônico, que controla maquinas e processos.

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1 Professor: Cleyton Ap. dos Santos

2 O que é o CLP? O controlador lógico programável (CLP) é um dispositivo eletrônico, que controla maquinas e processos. Utiliza memória programável para armazenar instruções e executar funções especificas que incluem controle de energização e desenergização, temporização, contagem, sequenciamento, operações matemáticas e manipulação de dados. Desenvolvido em 1968 pela GM. Naquela época a GM frequentemente passava dias ou semanas alterando sistemas de controle baseados em reles sempre que mudava um modelo de carro ou introduzia modificações na linha de montagem.

3 O que é o CLP? Para reduzir o alto custo de instalação decorrente destas alterações, a especificação de controle da GM necessitava de um sistema de estado solido, com flexibilidade de um computador, mas que pudesse ser programado e mantido pelos engenheiros e técnicos da fábrica. Também era preciso que suportasse o ar poluído, a vibração, o ruído elétrico e os extremos de umidade e temperatura encontrados normalmente num ambiente industrial. Os primeiros CLP´s foram instalados em 1969. Os CLP´s permitiram reduzir o custo de materiais, mão de obra, instalação e localização de falhas ao reduzir a necessidade de fiação e os erros associados.

4 O que é o CLP? Os CLP´s ocupavam menos espaço do que os contadores, temporizadores, e outros componentes de controle anteriormente utilizados. A possibilidade de serem programados permitiu uma maior flexibilidade para trocar os esquemas de controle. A principal razão da aceitação dos CLP´s pela indústria foi que a linguagem inicial de programação era baseada nos diagramas ladder e símbolos elétricos usados normalmente pelos eletricistas. A maior parte do pessoal da fábrica já estava treinada em logica ladder.

5 DIAGRAMA EM BLOCO DO CLP O CLP é constituído basicamente de três partes: entrada, CPU e saída.

6 ENTRADA Trata-se da parte do sistema responsável pela aquisição dos sinais provenientes dos sensores, limites, botoeiras, etc. Os módulos ou cartões de entrada compatibilizam as tensões de comando disponíveis no campo (24 Vcc, 127 VCA) com níveis digitais utilizados pela CPU. Estes módulos promovem ainda uma isolação – geralmente ótica – entre a alimentação de comando e os sinais provenientes do campo.

7 ENTRADA Em geral, os módulos de entrada são elementos simples, com uma eletrônica não muito inteligente, que na maioria dos casos trata-se os sinais digitais, isto é do tipo ligado e desligado.

8 SAÍDAS São elementos responsáveis pela atuação do sistema no processo controlado. Em geral são módulos simples, que entendem os sinais lógicos da CPU transformando-os em sinais compatíveis com o campo (24 Vcc, 127 VCA). Nesta conversão de níveis, constuma-se também encontrar a isolação – geralmente ótica – para preservar a CPU. Assim como os módulos de entrada, os módulos de saída costumam apresentar uma eletrônica não muito inteligente.

9 SAÍDAS

10 CPU É o centro do sistema. Dentro da CPU está armazenado o programa aplicativo e as configurações básicas, isto é, toda inteligência necessária ao sistema. A CPU é responsável pela leitura das entradas, comparação com programa aplicativo, e escrita nas saídas. Atualmente as CPU´s são compostas por microprocessadores, mecanismos para comunicação com os dispositivos de entrada e saída, além de todo suporte para conexão com os terminais de programação. Os programas são armazenados na memória RAM da CPU que é mantida por bateria ou capacitor no caso de queda de energia.

11 CPU Em muitos casos a CPU pode acondicionar chips de memória EEPROM para back-up de memoria RAM. É comum também encontrar indicadores de diagnósticos (led´s) no painel frontal da CPU, informando o estado geral do equipamento.

12 CPU

13 Algumas CPU´s são verdadeiros centros de processamento de informações com conexões diretas para redes de comunicação, chegando até a “conversar” com várias delas ao mesmo tempo. Desta maneira, além do controle de processo, as CPU´s podem informar todas as condições operacionais a um eventual sistema de supervisão.

14 CICLO DE VARREDURA A CPU executa todas as suas tarefas durante um ciclo de operação, conhecido como varredura. A varredura é feita em três etapas: 1 - Varredura das entradas Durante a varredura da entradas, o CLP examina os diapositivos externos de entrada quanto a presença ou ausência de tensão, isto é um estado de energizado ou desenergizado. O estado das entradas é armazenado temporariamente em uma região de memória denominada tabela imagem de entrada.

15 CICLO DE VARREDURA 2 - Varredura do programa Durante a varredura do programa, o CLP examina as instruções no programa ladder, usa o estado das entradas armazenado na tabela imagem de entrada e determina se uma saída será ou não energizada. O estado resultante das saídas é armazenado em uma região da memória denominada tabela imagem de saída.

16 CICLO DE VARREDURA 3 - Varredura das saídas Baseado nos dados da tabela de imagem de saída, o CLP energiza ou desenergiza seus circuitos de saída que exercem controle sobre dispositivos externos. A fig. abaixo ilustra o ciclo de varredura de um CLP:

17 Programas utilizados Para configuração/programação do PLC utilizaremos o RsLogix 500. Para comunicação dos dispositivos utilizaremos o RsLinx. Para simulação dos programas o program utilizado é o Emulate 500. O sistema de supervisão utilizado será o RsView 32.

18 Endereçamento de saídas discretas MicroLogix 1000 Para endereçamento das saídas discretas no MicroLogix 1000, dê dois cliques sobre a instrução. Insira o endereço físico da saída que deseja acionar. No exemplo acima ( O:0/0)

19 Endereçamento de entradas discretas MicroLogix 1000 Para endereçamento das entradas discretas no MicroLogix 1000, dê dois cliques sobre a instrução. Insira o endereço físico da entrada que deseja testar. No exemplo acima ( I:0/0)

20 End. de entradas e saídas discretas SLC 500 O endereçamento de entradas e saídas no SLC 500 depende da posição em que encontra-se o cartão. Exemplo: Se um cartão de 8 entradas digitais encontra-se no slot 1, o endereço deverá ser: ( I:0/0)

21 Instruções de BIT São endereçadas através de elementos que apresentem estados discretos. (0 ou 1) Durante a operação, o processador pode setar ou resetar o bit, baseado na continuidade lógica das linhas do programa ladder.

22 XIC – Examine se Fechado Utilize a função XIC para determinar se um bit está ligado. Quando a instrução é executada, se o bit está ligado (1), então a instrução é verdadeira. Caso contrário a intrução é falsa.

23 XIO – Examine se Aberto Utilize a função XIO para determinar se um bit está desligado. Quando a instrução é executada, se o bit está desligado (0), então a instrução é verdadeira. Caso contrário a instrução é falsa.

24 OTE – Energize a saída Utilize a instrução OTE para ligar um bit (1). Isso ocorrerá quando as instruções de entrada da linha forem verdadeiras. Um exemplo de aplicação é o acionamento de uma lampada por exemplo.

25 EXERCÍCIOS Desenvolver um programa ladder para: 1. Ao pressionar uma botoeira (B1) do tipo push- button N.A. a lâmpada (L1) deverá ser ligada e permanecer em funcionamento até que se pressione uma botoeira (B2) também do tipo push-button N.A. para que a lâmpada seja desligada.

26 OTL – Energize com retenção Esta instrução leva o estado do bit apontado para o nível lógico “ 1 ”, mantendo-o neste estado mesmo que a condição de linha seja falsa. Em geral trabalha em conjunto com a instrução OTU.

27 OTU – Desenergize com retenção Esta instrução leva o estado do bit apontado para o nível lógico “ 0 ”, mantendo-o neste estado mesmo que a condição de linha seja falsa. Em geral trabalha em conjunto com a instrução OTL.

28 EXERCÍCIOS Desenvolver um programa ladder para: 1. Ao pressionar uma botoeira (B1) do tipo push- button N.A. a lâmpada (L1) deverá ser ligada e permanecer em funcionamento até que se pressione uma botoeira (B2) também do tipo push-button N.A. para que a lâmpada seja desligada. Deverá ser utilizada as instruções OTL e OTU.

29 OSR – Borda de subida positiva Esta instrução mantem a linha verdadeira por uma varredura quando as condicionantes a esquerda forem verdadeiras

30 Endereçamento do arquivo interno de bit (B3) Este arquivo é utilizado para armazenar lógica interna – bits auxiliares. Este arquivo também é conhecido como arquivo de flags internos. Exemplo de endereçamento: B3:0/0, B3:0/1, B3:0/2,....

31 EXERCÍCIOS Desenvolver um programa ladder para: 1. Ao pressionar um botão (B1), as saídas 0, 1 e 2 deverão ser energizadas e permanecer neste estado. Ao pressionar o botão (B2), as saídas 0, 1 e 2 deverão ser dezenergizadas e permanecer. 2. Pressionando um botão (PB1) do tipo push button N.A., o motor (M1) deverá ser ligado e permanecer em funcionamento até que se pressione novamente o botão (PB1) para que o motor seja desligado.

32 Resolução N. 1

33 Resolução N. 2

34 INSTRUÇÕES DE TEMPORIZAÇÃO As instruções de temporização utilizadas em um programa ladder podem ser do tipo: 1. TON 2. TOF 3. RTO

35 TON – Temporizador na energização Este temporizador conta intervalos de base de tempo quando a instrução de entrada é verdadeira.

36 TON – Temporizador na energização A base de tempo é selecionada em 0,01 s e 1,0 s. Quando estes intervalos atingem o valor de preset (valor desejado na temporização) esta instrução de saída é verdadeira através de seu bit de executado (DN). Durante o processo de temporização o bit “TT” fica energizado, e podemos saber o valor do acumulado através do endereço de sua palavra (ACC).

37 TON – Temporizador na energização O acumulado é resetado automaticamente quando a condição de linha da instrução torna-se falso. Exemplo: Desenvolver um programa ladder para que 10 segundos após se pressionar uma botoeira (B1) do tipo push-button N. A. deverá ser ligada uma lâmpada. Ao pressionar um botoeira (B2) também do tipo push-button N.A. a lâmpada deverá apagar.

38 EXERCÍCIOS Desenvolver um programa ladder para: 1. Uma lampada (L1) deverá ser ligada 10 segs após uma botoeira (B1) do tipo push-button N.A. ser acionada. A lampada deverá apagar após uma botoeira (B2) ser pressionada. 2. Ao pressionar uma botoeira (B1) do tipo push-button N.A. a lâmpada (L1) deverá ser ligada e permanecer em funcionamento por 10 segundo e depois apagar. 3. Faça um semáforo que funcione de forma automática, não necessitando de um botão liga/desliga. Após feito, faça outro de forma que ambos simulem um cruzamento de transito.

39 RTO – Temporizador retentivo Este temporizador conta intervalos de base de tempo quando a instrução de entrada é verdadeira, porém se a linha se tornar falsa, o tempo e memorizado.

40 RTO – Temporizador retentivo Tem seu funcionamento similar ao TON, com a seguinte ressalva: retém seu valor acumulado quando a instrução se torna falsa. Necessita de uma instrução para resetar o seu acumulado, quando este atingir ou não o preset. A instrução para o reset do tempo no temporizador retentivo é a (RES) com o endereço do temporizador.

41 TOF – Temporizador na desenergização Tem seu funcionamento semelhante ao TON, com a seguinte ressalva: sua temporização é iniciada quando a instrução de entrada é falsa.

42 EXERCÍCIOS Desenvolver um programa ladder para: 1. Elaborar uma situação prática e desenvolver uma lógica que satisfaça a situação elaborada utilizando a instrução do tipo RTO. 2. Elaborar uma situação prática e desenvolver uma lógica que satisfaça a situação elaborada utilizando a instrução do tipo TOF.

43 INSTRUÇÕES DE CONTAGEM As instruções de contagem no PLC podem ser do tipo “crescente” e “decrescente”. 1. CTU – Contador Crescente 2. CTD – Contador Decrescente

44 CTU – Contador crescente Este contador tem sua contagem incrementada a cada transição da instrução de entrada de falso para verdadeiro.

45 CTU – Contador crescente Cada contagem é retida no acumulador quando as condições da linha se tornam falsas, e assim permanecem até que uma instrução RES, com o mesmo endereço do contador seja habilitada. Quando o valor do acumulador é igual ao valor do preset (valor desejado da contagem), a instrução se faz verdadeira através de seu bit de executado DN.

46 CTD – Contador decrescente Este contador tem sua contagem decrementada a cada transição da instrução de entrada de falso para verdadeiro.

47 CTU – Contador crescente Cada contagem é retida no acumulador quando as condições da linha se tornam falsas, e assim permanecem até que uma instrução RES, com o mesmo endereço do contador seja habilitada. Quando o valor do acumulador é igual ao valor do preset (valor desejado da contagem), a instrução se faz verdadeira através de seu bit de executado DN.