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CLP Controlador Lógico Programável. Tópicos Introdução Princípio de Funcionamento Lógica Combinacional e Sequencial Diagrama de Contatos (Simbologia LADDER)

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Apresentação em tema: "CLP Controlador Lógico Programável. Tópicos Introdução Princípio de Funcionamento Lógica Combinacional e Sequencial Diagrama de Contatos (Simbologia LADDER)"— Transcrição da apresentação:

1 CLP Controlador Lógico Programável

2 Tópicos Introdução Princípio de Funcionamento Lógica Combinacional e Sequencial Diagrama de Contatos (Simbologia LADDER) Programação de CLP

3 Introdução Automação: conjunto das técnicas baseados em : Máquinas com capacidade de executar tarefas previamente executadas pelo homem e de controlar sequências de operações sem a intervenção humana; Aparelhos programáveis com capacidade de operar quase independentemente do controle humano. A história da industrialização: Produção seriada Produção em linha Produção flexível PROCESSOS DE CONTROLE As máquinas de tear são os primeiros exemplos de automação

4 Richard Morley foi o engenheiro chefe da Hydromic Division que idealizou os primeiros CLP com relés eletromecânicos CLP: Controlador Lógico Programável Sistema dedicado com unidade central de processamento, memória, terminais de entrada e saída Atualmente são aparelhos eletrônicos microprocessados capazes de controlar e comandar etapas ou todo o processo de produção Surgiram com a necessidade de flexibillizar a produção. Primeira aplicação: Linha de montagem da General Motors Introdução

5 Princípio de Funcionamento EntradasAnalógicasEntradasAnalógicas SaídasAnalógicasSaídasAnalógicas EntradasDigitaisEntradasDigitais SaídasDigitaisSaídasDigitais CPU: Responsável pela interpretação dos comandos for- necidos pelo termi- nal de programação Memória: Armazena o sistema operacio- nal, o programa e o estado das variáves de controle Interface E/S: con- verte os valores de tensão dos disposi- tivos conectados em sinais digitais e vice versa. Processador

6 Arquitetura da Memória Princípio de Funcionamento Memória do sistema Memória executiva Memória de estado Memória de dados Memória do usuário É formada por memórias de somente leitura (ROM) e em seu conteúdo está armazenado o sistema operacional. Armazena resultados e/ou operações intermediárias, geradas pelo sistema. Não pode ser acessada nem alterada pelo usuário. Armazena informações de estado das E/S ou imagem das E/S. Armazena valores do processamento das instruções utilizadas pelo programa do usuário. Armazena o programa do usuário.

7 Etapas do tratamento do sinal de entrada: Bornes de conexão Conversor e Condicionador Indicador de Estado Isolação Elétrica Interface/Multiplexação Etapas do tratamento do sinal de saida: Interface/Multiplexação Memorizador de Sinal Isolação Elétrica Estágio de Saída Bornes de Ligação Princípio de Funcionamento Características das Conexões de Entradas e Saídas Interfaces de Entrada Digital Contato seco 24 VCC 110 VCA 220 VCA Interfaces de Saída Digital Transistor Triac Contato seco TTL Interfaces de Entrada e Saída Analógica Controle de tensões: 1 a 5 Vcc, 0 a 10 VCC, -10 a 10 VCC Controle de correntes: 4 a 20 mA, 0 a 10 mA, 0 a 50 mA

8 O tempo gasto para a execução do ciclo com- pleto é chamado Tempo de Varredura, e depen- de do tamanho do pro- grama do usuário, e a quantidade de pontos de entrada e saída. O termo varredura ou scan, são usados para um dar nome a um ciclo completo de operação (loop). Princípio de Funcionamento Fluxograma de funcionamento de um CLP Partida Limpeza da memória Teste da RAM Teste de execução Leitura dos sinais de entrada Atualização da tabela imagem das entrada Execução do programa Atualização da tabela imagem das saídas Transferência da tabela para a saída Tempo de Varredura Ok Partida Ok Parada sim não sim

9 Através destas 3 instru- ções básicas é possível desenvolver uma condi- ção para executar uma determinada tarefa, por meio da combinação dessas operações. Os dois únicos estados possíveis na lógica com- binacional (ou Booleana) é ligado (um) ou des- ligado (zero). As instru- ções AND e OR com- param dois estados e tem como resultado um valor verdadeiro (um) ou falso (zero). A instrução NOT apenas inverte o estado. Lógica Combinacional e Seqüencial Instruções básicas da lógica combinacional InstruçãoSímboloOperação AND ABAB AB OR ABAB A+BA+B NOT A Ā

10 Lógica Combinacional e Seqüencial Elementos Básicos da Lógica Seqüencial - Temporizadores: Quando uma determinada condição de tempo é estabelecida, a instrução resulta um sinal lógico (ligado ou desligado). - Contadores: Quando um determinado número de pulsos é alcançada, a instrução responde com um sinal lógico. - Manipuladores: Quando a entrada desta instrução é verdadeira (nível lógico 1), o resultado é a manipulação de um valor para a memória, podendo ainda fazer operações bit a bit nesses registros Estas funções trabalham com registros de vários bits -8 bits = 1 byte -16 bits = 1 word (palavra)

11 Lógica Combinacional e Seqüencial Elementos Básicos da Lógica Seqüencial Evolução temporal de um temporizador Evolução temporal de um contador CP Contador CNT N R pulso 1 pulso 2... pulso VC Os Temporizadores e contadores ocupam ca- da um 3 bytes na me- mória do CLP. São eles: Temporizador: Byte 1 – Valor de tempo Byte 2 – Timer Byte 3 – Bits de controle (bits de entrada e saída) Contador: Byte 1 – Nº de pulsos Byte 2 – Contagem Byte 3 – Bits de controle (bits de E/S e bit reset) Condição A Temporizador TIM N

12 Diagramas de contatos (Simbologia LADDER) Elementos Básicos da simbologia LADDER Ladder em inglês sig- nifica escada, devido a semelhança dos diagra- mas em Ladder com de- graus. Ladder é uma linguagem simbólica que está pa- dronizada pela norma IEC 61133, usada na programação de CLP´s. Outras linguagens tam- bém podem ser usadas como: Diagrama de blocos funcionais Diagrama funcional se- qüencial (GRAFCET) Lista de instruções Texto estruturado TipoSímboloDiagrama elétrico Contato aberto Contato fechado Saída ( )

13 Diagramas de contatos (Simbologia LADDER) Lógica combinacional com simbologia LADDER OperaçãoDiagrama AND OR NOT ( ) I 0.0 I 0.1 Q 0.0 ( ) I 0.0 Q 0.0 I 0.1 ( ) As numerações dos contatos I 0.0, I 0.1 e Q 0.0 são referentes aos bornes de entrada e saída de um CLP

14 Programação de CLPs Exemplos de Aplicação: Caso 1 – Misturador de Líquidos Descrição Pretende-se controlar o funcionamento de um dispositivo que efetua a mistura de dois líquidos, utilizando três botões: 1 – Botão de liberação do líquido A I – Botão de liberação do líquido B I – Botão de parada de emergência I 0.2 O motor é acionado quando um dos líquidos é liberado para o misturador. O contator da chave de acionamento do motor está ligado na saída Q 0.0 do CLP.

15 Programação de CLPs Exemplos de Aplicação: Caso 1 – Misturador de Líquidos Solução Basta efetuar o OR entre as entradas líquido A e líquido B, seguido do AND com a entrada de emergência negada. I 0.0 I 0.2 Q 0.0 I 0.1 ( ) Operação OR Operação AND Saída A ordem das operações em LADDER: Começam de cima para baixo e da esquer- da para direita; Resolvem-se primeiro as operações em série (AND) e depois as operações em paralelo (OR).

16 Programação de CLPs Exemplos de Aplicação: Caso 2 – Acionamento de motor trifásico através de chave estrela-triângulo Descrição Para evitar indesejáveis efeitos transitórios, faz-se necessário a energização de um motor trifásico com uma tensão inferior a nominal através da ligação de suas bobinas em configuração estrela. Após o motor atingir um regime de funcionamento seguro (10 s) a ligação deve ser alterada para a configuração delta (ou triângulo), para o motor operar com tensão nominal. VNVN V F = V N /3 VFVF 1 S T R N V F = V N VNVN S T R Configuração estrela Configuração triângulo

17 Programação de CLPs Exemplos de Aplicação: Caso 2 – Acionamento de motor trifásico através de chave estrela-triângulo Solução: Passo 1 – Construção do diagrama de ligação RST C2C3 C NA Partida NF Arranque C1 C2 C3 TR C2 TR Disjuntor

18 Programação de CLPs Solução: Passo 2 – Evolução temporal do comandos de acionamento Exemplos de Aplicação: Caso 2 – Acionamento de motor trifásico através de chave estrela-triângulo C2 C1 Arranque C3 TR Parada 10s Y Y Δ Δ

19 Programação de CLPs Solução: Passo 3 – Construção do diagrama de contatos Exemplos de Aplicação: Caso 2 – Acionamento de motor trifásico através de chave estrela- triângulo TR s P TR 000 A C1 C2 TR 000 C1 C3

20 Bibliografia Bignell, J. W. e Donovan, R. L. – Eletrônica Digital – Editora Makron Books Bolton, W. – Engenharia de Controle – Editora Makron Books Castrucci, P. B. L. e Batista, L. – Controle Linear – Editora Edgar Blucher Ltda. Medeiros Júnior, Jair – Mafra, Marcos Augusto – Manual de utilização de Controladores Lógicos Programáveis – SIMATIC S7-200 Ogata, Katsumi – Engenharia de Controle Moderno – Editora Prentice Hall do Brasil Osborne, A – Microprocessadores – Editora Mc Graw-Hill


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