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Ir p/ primeira página Sistemas de Automação 1.Controlador Lógico Programável (CLP): Histórico e aplicações – Arquitetura; Princípio de funcionamento. 2.Linguagens.

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1 Ir p/ primeira página Sistemas de Automação 1.Controlador Lógico Programável (CLP): Histórico e aplicações – Arquitetura; Princípio de funcionamento. 2.Linguagens de programação de CLPs: linguagem de relés, SFC, linguagens de alto nível. Unidades Analógicas. 3.Controle de Processos: Ações de controle em malha aberta e malha fechada. Métodos de Sintonia de um controlador.

2 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS DEFINIÇÃO Um controlador lógico programável é um dispositivo físico eletrônico, baseado num microprocessador, dotado de memória programável capaz de armazenar programas implementados por um usuário com o objetivo de, baseado no estado de suas entradas, determinar o estado das saídas de forma a controlar um determinado processo.

3 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS HISTÓRICO Em 1968 David Emmett e William Stone da Divisão Hydramatic da General Motors solicitaram aos fabricantes de instrumentos de controle que desenvolvessem um novo tipo de controlador lógico que incorporasse as seguintes características: Ser facilmente programado e reprogramado para permitir que sua sequência de operação pudesse ser alterada, mesmo depois de sua instalação; Ser de fácil manutenção, constituído de módulos interconectáveis; Operar em ambientes industriais com maior confiabilidade; Ser fisicamente menor que os sistemas de relés; Ter condições de ser interligado a um sistema central de coleta de dados; Ter um preço competitivo com os sistemas de relés usados.

4 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS HISTÓRICO O primeiro controlador que atendia a estas especificações foi construído em 1969 pela Gould Modicon (Modular Digital Controller), o MODICON 084

5 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS HISTÓRICO 1968 – Especificação do controlador programável 1969 – Primeiro CLP – MODICON 084 (1kB, 128 I/O) 1971 – Aplicação do CLP a outras industrias (mineração, siderurgia) 1975 – Incorporação do controle PID (Proporcional-Integral-Derivativo) 1976 – Uso de entradas e saídas remotas 1977 – CLP a partir de microprocessadores 1980 – Módulos de entrada/saída inteligentes, programação a partir de microcomputadores pessoais 1983 – Criação de CLP pequenos e de baixo custo 1985 – Comunicação em rede e uso de sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition)

6 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS CARACTERÍSTICAS Os CLP surgiram em substituição de sistemas convencionais baseados em relés e, em relação a estes sistemas apresenta as seguistes características: Ocupa menor espaço; Requer menor potência elétrica; Permite sua fácil reutilização; É programável, permitindo a alteração dos parâmetros de controle; Apresenta maior confiabilidade; Sua manutenção é mais fácil e rápida; Oferece maior flexibilidade; Apresenta interface de comunicação com outros CLP e computadores; Permite maior rapidez na elaboração do projeto do sistema de automação; Custo mais elevado para sistemas de pequeno porte.

7 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS FABRICANTES AMERICANOS1. Allen Bradley 2. Gould Modicon 3. Texas Instruments 4. General Electric 5. Westinghouse 6. Cutter Hammer 7. Square D EUROPEUS1. Siemens 2. Klockner & Mouller 3. Festo 4. Telemechanique

8 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS FABRICANTES BRASILEIROS1. Altus 2. Athos 3. Dakol 4. WEG JAPONESES1. Toshiba 2. Omron 3. Fanuc 4. Mitsubishi

9 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS CONSTITUIÇÃO

10 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS CONSTITUIÇÃO

11 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS CONCEITOS BÁSICOS Ponto de Entrada: Considera-se cada sinal recebido pelo CLP, a partir de dispositivos ou componentes externos como um ponto de entrada. Ex: Micro- Chaves, Botões, termopares, relés etc. Entradas Digitais: Somente possuem dois estados

12 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Entradas Analógicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa. (0 à 10V, -10 à 10V, 0 à 20mA e 4 a 20mA) CONCEITOS BÁSICOS

13 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Ponto de Saída: Considera-se cada sinal Produzido pelo CLP, para acionar dispositivos ou componentes do sistema de controle constitui um ponto de saída. Ex: Lâmpadas, Solenoides, Motores. CONCEITOS BÁSICOS Saídas Digitais: Somente possuem dois estados

14 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Saídas Analógicas: Possuem um valor que varia dentro de uma determinada faixa. (0 à 10V, -10 à 10V, 0 à 20mA e 4 a 20mA) CONCEITOS BÁSICOS

15 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Programa: É a Lógica existente entre os pontos de entrada e saída e que executa as funções desejadas de acordo com o estado das mesmas. CONCEITOS BÁSICOS

16 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Memória: é o dispositivo responsável pela armazenagem de dados e programas utilizados durante o funcionamento do CLP. Pode ser volátil (perde seu conteúdo quando desligada a alimentação) ou não volátil (contém o programa do usuário e variáveis retentivas). BIT (BInary digiT): é a unidade para o sistema de numeração binário. Um bit é a unidade básica de informação e pode assumir 0 ou 1. CONCEITOS BÁSICOS Byte: Byte é uma unidade constituída de 8 bits consecutivos. O estado das entradas de um módulo digital de 8 pontos pode ser armazenado em um Byte. Word: Uma word é constituída de dois Bytes. O Valor das entradas e saídas analógicas podem ser indicados por words. CPU (Central Processing Unit): é o elemento principal do controlador, responsável tanto pela execução dos programas do usuário quanto pelas funções associadas ao endereçamento de memória, operações aritméticas,lógicas e relógio.

17 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC A International Electronical Comission (IEC) é uma organização internacional formada por representantes de todo o mundo. A Norma IEC é o primeiro esforço real para a padronização das linguagens de programação para a automação industrial. Principais aspectos: Linguagens de programação, Modularidade, Portabilidade e Reutilização de software. IEC possui 8 partes sendo a terceira parte referente as Linguagens de Programação.

18 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC Parte 1: Informações Gerais Parte 2: Requisitos de Equipamentos e Testes Parte 3: Linguagens de Programação Parte 4: Guia de Usuário Parte 5: Comunicações Parte 6: Reserva Parte 7: Controle de Programação Fuzzy Parte 8: Guia para Aplicação e Implementação das Linguagens de Programação.

19 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC 61131

20 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC Identificadores Identificador Identificadores servem para nominar elementos de software (variáveis, tipos de dados, POUs...). Não podem conter acentos ou espaço entre duas palavras. Exemplo de identificadores válidos: LSH1_LSH1LSH_1

21 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC Comentários Comentários não são obrigados, porém altamente recomendados. São delimitados por (* no inicio e *) no fim.

22 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC As variáveis podem ser: Variável de Representação Direta. Variável Dinâmica. Variável de Representação Direta Variável de Alocação Dinâmica

23 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC Pela norma IEC, toda a variável deve ter um valor inicial. No caso da variável não ser inicializada pelo usuário, é utilizado um valor padrão. Valor inicial TipoValor inicial Default0 String DatasD# A variável pode ser inicializada na declaração.

24 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC TipoRangeFormato BOOL0 ou 11 bit INT a bits WORD0 a bits DINT a bits DWORD0 a bits REAL e-38 a e bits Inteiros e Ponto Flutuante:

25 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS NORMA IEC %AB C.D : Número do Ponto ( Quando utilizado bit ) Endereço da Variável Tamanho da Variável ( X – Bit, W – Word ) Tipo da Variável ( I – Entrada, Q – Saída, M – Memória ) Exemplos: %IX0.0: Corresponde a entrada digital 0 do grupo 0. %IX1.3: Corresponde a entrada digital 3 do grupo 1. %IX2.1: Corresponde a entrada digital 1 do grupo 2. %QX0.0: Corresponde a saída digital 0 do grupo 0. %QX1.6: Corresponde a saída digital 6 do grupo 1. %MX0.0: Corresponde ao bit 0 da Word 0. %MW10: Corresponde a Word 10. Endereçamento

26 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO Textuais: IL : Lista de Instruções ST : Texto Estruturado Gráficas: LD : Diagrama Ladder FBD: Diagrama de Blocos Funcionais SFC : Sequenciamento Gráfico de Funções

27 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO SFC – Sequenciamento Gráfico de Funções Descreve passos sequenciais de um sistema. Otimiza o desempenho, pois apenas o trecho de programa ativo é executado. Baseado no Grafcet. Passos IEC

28 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO FBD – Diagrama de Blocos Funcionais O FBD é uma linguagem gráfica que enfatiza o fluxo de sinais entre os elementos de diagramas de circuitos. Recomendada para uso com funções. Nesta linguagem os blocos são interconectados entre si e separado por networks semelhante a linguagem ladder.

29 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO LD – Diagrama Ladder A linguagem LD é do tipo gráfico, baseado nos esquemas elétricos que representam contatos e bobinas interconectados, destacando o fluxo de energização entre os componentes. Sua notação é baseada em uma linha vertical à esquerda simbolizando um barramento energizado e outra linha paralela à direita representando o GND. Recomendada para intertravamentos.

30 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO ST – Texto Estruturado O ST é uma linguagem textual de alto nível baseada no Pascal. Recomendada para uso de operações e programas complexos. Linguagem mais flexível em relação as demais. Permite o uso de comandos do tipo IF, CASE, WHILE (Comandos comuns em programação).

31 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO IL – Lista de Instruções O IL é uma linguagem textual similar ao Assembly. Linguagem considerada de baixo nível Recomendada para pequenos trechos de programas que precisam ser otimizados. Execução dos comandos baseada no uso do Acumulador.

32 Ir p/ primeira página CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO CFC – Gráfico Continuo de Funções O CFC é uma linguagem gráfica semelhante ao FBD, porém mais flexível na programação. Não usa o conceito de lógica, sendo os elementos posicionados de maneira livre Não faz parte das linguagens da norma, mas está presente no Software MasterTool IEC.


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