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MÓDULOS do CLP Os principais módulos existentes para a utilização do CLP são: Módulo de entradas e saídas discretas (digitais); Módulos de estradas/saídas.

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1 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.

2 ENTRADAS E SAÍDAS DISCRETAS É a classe mais comum de interface de entrada/saída. Esta interface é limitada a sensoriar 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.

3 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 (LEDs) de status para auxílio durante a manutenção. Conectores removíveis que reduzem o tempo de manutenção e/ou substituição dos módulos.

4 Tipos de entradas digitais (CC) Entrada consumidora de corrente (Sink) Entrada fornecedora de corrente (Source)

5 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.

6 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 freqüência 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).

7 Tipos de saídas digitais físicas mais comuns Saída a transistor consumidora de corrente (Sink). Saída a transistor fornecedora de corrente (Source).

8 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.

9 ENTRADAS E SAÍDAS DISCRETAS

10 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.

11 ENTRADAS ANALÓGICAS A tensão ou corrente de entrada é convertida para um código digital proporcional ao valor analógico, através de um conversor analógico digital.

12 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.

13 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.

14 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.

15 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.

16 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.

17 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).

18 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.

19 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.

20 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.

21 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 de gráficos, editor para banco de dados, relatórios, receitas e editor de scripts (pequenos programas pelo usuário).

22 INTERFACE HOMEM- MÁQUINA – IHM As IHMs 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.

23 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.

24 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 IHMs gráficas com tecnologia touch screen (toque de tela).

25 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.

26 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.

27 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.

28 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.


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