O documento discute a automação industrial e controladores lógicos programáveis (CLP). Brevemente descreve a origem e estrutura básica de um CLP, incluindo suas principais partes como CPU, memória e módulos de entrada e saída. Também explica o princípio de funcionamento de um CLP em três etapas: transferência de sinais de entrada, varredura do programa armazenado e atualização das saídas.
3. O QUE É AUTOMAÇÃO?
Em linhas gerais, trata-se da substituição do
trabalho braçal e repetitivo, pelo trabalho
realizado por dispositivos.
Pode ser aplicado em qualquer ambiente:
predial, comercial ou industrial.
4. O QUE É AUTOMAÇÃO ?
NOTAS DE AULA, CASTILHO (2010,)
5. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
Inicia-se na década de 20, com o modelo de
produção criado por henry ford – modelo de
produção fordista (produção em massa e a
primeira linha de montagem automatizada).
9. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
Além dos problemas anteriores, existiam ainda os
inconvenientes:
Auto consumo energético;
Difícil manutenção;
Difícil modificação de comandos;
Muitas horas paradas ;
Necessidades de manter atualizados os esquemas
de comandos elétricos.
15. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Os principais blocos que compõem um CLP
são:
CPU (Central Processing Unit);
Memórias;
Fonte de alimentação;
Bateria;
Módulos de entradas/saídas;
Módulos especiais;
Base (rack).
17. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Fonte de alimentação:
Fornece todos os nível de tensão exigidos
para as operações internas do clp.
18. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Memórias
Podem ser basicamente de dois tipos:
Memória de dados.
Memória de usuário ou de programa.
19. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Memória de dados: serve para o
Armazenamento temporário dos estados e/s,
Marcadores ”presets” de
temporizadores/contadores,
A cada ciclo a memória de dados é
atualizada. Geralmente memória RAM
(random access memory - memória de acesso
aleatório).
Também conhecida como memória de rascunho
ou volátil.
20.
21. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Memória de usuário ou de programa: é a
memória que armazena o programa
interno e o do usuário, ou seja, o
software que controla o sistema a ser
utilizado.
Podem ser eprom, nvram, flash-eprom,
dentre outras.
22. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
CPU - (unidade central de processamento)
Lê o sinal de entrada na memória de dados;
Executa operações aritméticas e lógicas
baseada na memória de programa;
Gera os comando apropriados para a
memória de dados controlar o estado das
saídas.
Auto-diagnose (memória, temperatura,
bateria etc).
23. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Interface de entrada e saídas (e/s)
Faz o link entre os dispositivos e a CPU, numa via de
“mão dupla”.
Na entrada, os módulos de entrada recebem as
tensões usuais (p.E. 24vcc ou 220 vca) e convertem
as mesmas em tensões de níveis lógicos para a CPU;
Já na saída, os módulos comutam as tensões lógicas
oriundas da CPU para tensões necessárias de
acionamentos de atuadores e sensores. .
24. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
Outras estruturas importantes
Bastidor;
Módulo de expansão;
IHM
26. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Para se ter controle, necessita-se de um fluxo eficiente de
informações.
O fluxo de informações nos clp’s baseiam-se em conceitos
de lógica combinacional (função booleana) e
sequenciais (i. E TEMPORIZADORES).
Através do engenheiro americano shannom (1938) que
aplicou a teoria de boole (1815 - 1864) para
chaveamento de dispositivos telefônicos, facilitou-se a
lógica das informações.
27. TIPOS DE SINAIS
Sinais analógicos
Sinais que variam continuamente no tempo. Ex: pressão, temperatura,
vazão,
28. TIPOS DE SINAIS
Sinais digitais
Sinais que variam continuamente no tempo assumindo apenas dois
valores.
Ex.: Relés, sensores de níveis etc.
29. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O CLP TEM FUNCIONA BASICAMENTE EM TRÊS ETAPAS:
TRANSFERÊNCIA DOS SINAIS DE
ENTRADA PARA A MEMÓRIA DE DADOS
INICIA-SE O VARREDURA DO SOFT
ARMAZENADO NA MEMÓRIA DE
PROGRAMA.
CONCLUÍDA A VARREDURA, OCORRE
A ATUALIZAÇÃO DAS SAÍDAS, DANDO
INICIO A OUTRO CICLO.
32. EXEMPLO
Botões de comando e sensores, neste simples exemplo,
conectado a uma entrada do CLP, pode ser usado para partir e
parar o motor conectado ao CLP através do contator (atuador).
33. TERMINOLOGIA
Sensor: é o dispositivo que converte uma condição física
num sinal elétrico para uso no CLP. Sensores são
conectados nos módulos de entrada do CLP.
Um botão de comando é um exemplo de sensor .
34. TERMINOLOGIA
Atuador: converte um sinal elétricos vindo do CLP
numa condição física. Atuadores são conectados
nos módulos de saída do CLP. Um contator é um
exemplo de um atuador.
35. TERMINOLOGIA
Entrada discreta, também chamada de entrada digital, é um sinal
que pode assumir somente duas condições: ON ou OFF. Botões de
comando, pulsadores, chaves fim-de-curso, sensores de proximidade,
pressostatos, termostatos, são exemplos de entrada discretas.
36. TERMINOLOGIA
Entrada Analógica é um sinal de entrada que tem um
sinal contínuo. Entradas analógicas típicas são 0 a 20 mA,
4 a 20mA ou 0 a 10V. No exemplo seguinte, um
transmissor de nível monitora o nível de um tanque.
Dependendo do transmissor de nível, o sinal para o CLP
pode aumentar ou diminuir de acordo com o nível do
tanque.
37. TERMINOLOGIA
Saída Discreta é uma saída que pode assumir a condição
ON ou OFF. Solenóides, bobinas de contatores e
sinalizadores são exemplos de saídas discretas.
38. TERMINOLOGIA
Saídas analógicas são sinais de saída que tem um sinal contínuo. A
saída pode ser tão simples como um sinal de 0 a 10V para um
medidor analógico. Exemplos de medidores ligados a saídas
analógicas podem ser velocímetros, indicadores de temperatura e de
peso. Podem ser usadas também em válvulas de controle, inversores
de frequência ( no controle de velocidade).
39. TERMINOLOGIA
A CPU monitora as entradas e toma decisões com base nas instruções
contidas no programa memorizado. A CPU controla reles, contadores,
temporizadores, compara dados, atualiza dados e executa
operações seqüenciais.
41. DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER
A função principal de um programa em linguagem
Ladder é controlar o acionamento de saídas,
dependendo da combinação lógica dos contatos de
entrada.
O diagrama de contatos Ladder é uma técnica
adotada para descrever uma função lógica
utilizando contatos e relés. Sua notação é bastante
simples. Um diagrama de contatos é composto de
duas barras verticais que representam os polos
positivos e negativo de uma bateria.
42. DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER
A ideia por trás da linguagem ladder é representar graficamente um
fluxo de “eletricidade virtual” entre duas barras verticais
energizadas. Essa “eletricidade virtual” flui sempre do polo positivo
em direção ao negativo.
44. FUNÇÕES LÓGICAS
As funções lógicas são estudadas em todos e quaisquer
elementos. A combinação entre os contatos NA e NF
servem de importante orientação para o projetista e
programador de circuitos lógicos.