O documento discute controladores lógicos programáveis (CLP), incluindo seu princípio de funcionamento, lógica combinacional e sequencial, diagrama de contatos, programação e aplicações. CLPs são sistemas dedicados à automação industrial que controlam processos através de programas armazenados em memória. Eles usam linguagens como diagrama de contatos para controlar entradas e saídas digitais e analógicas.
2. Tópicos
• Introdução
• Princípio de Funcionamento
• Lógica Combinacional e Sequencial
• Diagrama de Contatos (Simbologia LADDER)
• Programação de CLP
• Principais fabricantes 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.
:
As máquinas de
tear são os primeiros
exemplos de
automação
4. 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 - 1968
Introdução
6. Princípio de Funcionamento
INICIO
VERIFICA O ESTADO DASENTRADAS
TRANSFERE OSDADOSPARA MEMÓRIA
COMPARA COM O PROGRAMA DO USUÁRIO
ATUALIZA ASSAÍDAS Repeteasequenciaapartir da
verificação do estado
dasentradas
7. Arquitetura da Memória
Princípio deFuncionamento
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.
8. 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 deFuncionamento
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
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.
LógicaCombinacional eSeqüencial
Instruções básicas da lógica combinacional
Instrução Símbolo Operação
AND
A
B
A•B
OR
A
B
A+B
NOT A Ā
10. LógicaCombinacional eSeqüencial
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. Diagramasdecontatos(SimbologiaLADDER)
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
Tipo Símbolo Diagrama elétrico
Contato
aberto
Contato
fechado
Saída ( )
12. Diagramasdecontatos(SimbologiaLADDER)
Lógica combinacional com simbologia LADDER
Operação Diagrama
AND
OR
NOT
( )
I 0.0 I 0.1 Q 0.0
( )
I 0.0 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
13. Programação deCLP’s
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 (5s) a ligação deve
ser alterada para a configuração delta (ou triângulo), para
o motor operar com tensão nominal.
VN
VF = VN /√3
VF
1
S
T
R
N
4
6
3
5
2
VF = VN
VN
S
T
R
1
3
2
4
5
6
Configuração
estrela
Configuração
triângulo
14. Programação deCLP’s
Exemplos de Aplicação:
Caso 2 – Acionamento de motor trifásico através de chave estrela-triângulo
Solução:
Passo 1 – Construção do
diagrama de ligação
R S T
C1 C2
C3
1 2 3
4 5 6
NA
Partida
NF
Arranque
C3
C1
C1C2C2
C3 TR C2
TR
Disjuntor
15. Programação deCLP’s
Solução:
Passo 2 – Evolução temporal
do comandos de acionamento
Exemplos de Aplicação:
Caso 2 – Acionamento de motor trifásico através de chave estrela-triângulo
C1
C3
Arranque
C2
TR
Parada
5s
Y
Y Δ
Δ
17. 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
