Apostila - Clp - Ladder

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE GOIS (IFG) CAMPUS JATA

CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS (CLPs)Programao LADDER

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis

Prof. Dr. Andr Luiz

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1 INTRODUOA palavra automao est diretamente ligada ao controle automtico, ou seja aes que no dependem da interveno humana. Este conceito discutvel pois a mo do homem sempre ser necessria, pois sem ela no seria possvel a construo e implementao dos processos automticos. Entretanto no o objetivo deste trabalho este tipo de abordagem filosfica, ou sociolgica. Historicamente, o surgimento da automao est ligado com a mecanizao, sendo muito antigo, remontando da poca de 3500 e 3200 a.C., com a utilizao da roda. O objetivo era sempre o mesmo, o de simplificar o trabalho do homem, de forma a substituir o esforo braal por outros meios e mecanismos, liberando o tempo disponvel para outros afazeres, valorizando o tempo til para as atividades do intelecto, das artes, lazer ou simplesmente entretenimento. Enfim, nos tempos modernos, entende-se por automao qualquer sistema apoiado em microprocessadores que substitua o trabalho humano. Atualmente a automao industrial muito aplicada para melhorar a produtividade e qualidade nos processos considerados repetitivos, estando presente no dia-a-dia das empresas para apoiar conceitos de produo tais como os Sistemas Flexveis de Manufatura. Sob o ponto de vista produtivo, a automao industrial pode ser dividida em 2 classes: a rgida, a flexvel, aplicadas a grandes, mdios e pequenos lotes de fabricao, respectivamente. Ainda segundo a literatura, a automao industrial pode ser entendida como uma tecnologia integradora de trs reas: a eletrnica responsvel pelo hardware, a mecnica na forma de dispositivos mecnicos (atuadores) e a informtica responsvel pelo software que ir controlar todo o sistema. Desse modo, para efetivar projetos nesta rea exige-se uma grande gama de conhecimentos, impondo uma formao muito ampla e diversificada dos projetistas, ou ento um trabalho de equipe muito bem coordenado com perfis interdisciplinares. Os grandes projetos neste campo envolvem uma infinidade de profissionais e os custos so suportados geralmente por grandes empresas. Recentemente, para formar profissionais aptos ao trabalho com automao, surgiu a disciplina mecatrnica. Entretanto uma tarefa muito difcil a absoro de forma completa todos os conhecimentos necessrios, e este profissional com certeza se torna um generalista que eventualmente pode precisar da ajuda de especialistas de outras reas. Este ainda um desafio didtico a ser resolvido, mas ainda existe uma alternativa que a criao de equipes multidisciplinares. Os sistemas automatizados podem ser aplicados em simples mquina ou em toda indstria, como o caso das usinas de cana e acar. A diferena est no nmero de elementos monitorados e controlados, denominados de pontos.

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2 - CONTROLADORES LGICOS PROGRAMVEIS (CLP)O critrio de projeto para o primeiro controlador programvel foi especificado em 1968 por uma diviso da GENERAL MOTORS CORPORATION. O objetivo inicial era eliminar o alto custo associado com os sistemas controlados a rels. As especificaes iniciais requeriam um sistema de estado slido com a flexibilidade do computador, capaz de suportar o ambiente industrial, ser facilmente programado e reprogramado, manuteno fcil e por ltimo facilmente expansvel e utilizvel. Devido ao intuito inicial de substiturem os painis de rels no controle discreto, foram chamados de Controladores Lgicos Programveis - CLP (Programmable Logic Controllers PLC). Os primeiros controladores tinham pouca capacidade de processamento e suas aplicaes se limitavam mquinas e pequenos processos que necessitavam de operaes repetitivas. A partir de 1970, com o advento da tecnologia de microprocessadores, os controladores passaram ter uma grande capacidade de processamento e alta flexibilidade de programao e expanso. Entre outras caractersticas citamos: a capacidade de operar com nmeros, manusear dados e se comunicar com computadores. Desta forma, os CLPs atuais podem atuar tanto em controle discreto, tais como, automao da manufatura, onde as mquinas apresentam aes automticas e discretizada no tempo, como em controle contnuo, tais como, processos qumicos e siderrgicos, com caractersticas primordialmente analgicas. O sistema utilizado para programar o controlador era um dispositivo dedicado e acondicionado em um maleta porttil, chamada de maleta de programao, de forma que podia ser levada para "campo" afim de alterar dados e realizar pequenas modificaes no programa. O sistema de memria do controlador no permitia facilidades de programao por utilizar memrias do tipo EPROM. Inovaes no hardware e software entre 1975 e 1979 proporcionaram ao controlador maior flexibilidade e capacidade de processamento, isto significou aumento na capacidade de memria e de entradas/sadas, permitiu entradas/sadas remotas, controle analgico, controle de posicionamento, comunicaes, etc. A expanso de memria permitiu um programa de aplicao maior e uma maior quantidade de dados de forma que os programas de controle no ficassem restritos lgica e seqenciamento, mas tambm realizassem aquisio e manipulao de dados. Os custos com fiao foram reduzidos significativamente com a capacidade do controlador de comunicar-se com subsistemas de entrada/sada localizados em pontos remotos, distante da unidade central de processamento e perto do equipamento a ser controlado. Ao invs de trazer centenas de fios para o armrio do CLP, os sinais dos subsistemas podem ser multiplexados e transmitidos por um nico par de fios tranados. Esta tcnica permitiu a decomposio de grandes sistemas em pequenos subsistemas melhorando a confiabilidade, manuteno e partida gradual dos subsistemas principais. A tecnologia dos CLPs s foi possvel com o advento dos chamados Circuitos Integrados e da evoluo da lgica digital. Este equipamento trouxe consigo as seguintes vantagens: fcil diagnstico durante o projeto economia de espao devido ao seu tamanho reduzido no produzem fascas podem ser programados sem interromper o processo produtivo 4

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis possibilidade de criar um banco de armazenamento de programas baixo consumo de energia necessita de uma reduzida equipe de manuteno tem a flexibilidade para expanso do nmero de entradas e sadas capacidade de comunicao com diversos outros equipamentos, entre outras

Atualmente, existem vrios tipos de controladores, desde pequena capacidade at os mais sofisticados realizando operaes que antes eram consideradas especficas para computadores. A evoluo do hardware conduziu a melhoras significativas nas caractersticas do controlador, entre outras citamos: Reduo no tempo de varredura; Uma Interface Homem Mquina (IHM) mais poderosa e amigvel. No software tambm surgiram novas caractersticas, tais como: Linguagem em blocos funcionais e estruturao de programa; Linguagens de programao de alto nvel, baseadas em BASIC; Diagnsticos e deteco de falhas;

2.1 - UTILIZAO DOS CLPS Toda planta industrial necessita de algum tipo de controlador par garantir uma operao segura e economicamente vivel. Desde o nvel mais simples, em que pode ser utilizado para controlar o motor de um ventilador para regular a temperatura de uma sala, at o grau de complexidade elevado, controlando a planta de um reator nuclear para produo de energia eltrica. Embora existam tamanhos e complexidades diferentes, todos os sistemas de controle podem ser divididos em trs partes com funes bem definidas: os transdutores (sensores), os controladores e os atuadores. Sensores/ transdutores: transdutor um dispositivo que converte uma condio fsica do elemento sensor em um sinal eltrico para ser utilizado pelo CLP atravs da conexo s entradas do CLP. Os sensores no geral so tidos como os olhos de um determinado processo, ou seja, tem como funo indicar ao respectivo controlador como se encontra um determinado ponto do processo (ligado, desligado, 0 ou 1). Um exemplo tpico um boto de impulso, em que um sinal eltrico enviado do boto ao CLP, indicando sua condio atual (pressionado ou liberado). Atuadores: Sua funo consiste em converter o sinal eltrico oriundo do CLP em uma condio fsica, normalmente ligando ou desligando algum elemento, ou seja, os atuadores so os dispositivos responsveis pela realizao de trabalho no processo ao qual est se aplicando a automao. Podem ser magnticos, hidrulicos, pneumticos, eltricos, ou de acionamento misto. Os atuadores so conectados s sadas do CLP. Um exemplo tpico fazer o controle do acionamento de um motor atravs do CLP. Neste caso a sada do CLP vai ligar ou desligar a bobina do controlador que o comanda. (So tidos como os braos de um determinado processo) Controladores: De acordo com os estados das suas entradas, o controlador utiliza um programa de controle para calcular os estados das suas sadas. Os sinais eltricos das sadas so convertidos no processo atravs dos atuadores. Muitos atuadores geram um trabalho no processo, tais como vlvulas, motores, bombas, etc. Alguns controladores 5

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis podem mostrar a situao atual do processo atravs de uma tela ou em um display. So considerados como o crebro do processo. De uma forma geral o processo sob controle tem o diagrama semelhante ao mostrado na figura 1. PROCESSO

ATUADOR

SENSOR

CONTROLADORFigura 1 Diagrama simplificado de um sistema de controle automtico

A completa automatizao de um sistema envolve o estudo dos quatro elementos da figura 1, seja o sistema de pequeno, mdio ou grande porte. Estes ltimos podem atingir uma a complexidade e tamanho tais que, para o seu controle, deve-se dividir o problema de controle em camadas, onde a comunicao e hierarquia dos elementos similar a uma estrutura organizacional do tipo funcional. A figura 2 mostra de forma simplificada este tipo de organizao.

Figura 2 Arquitetura de rede simplificada para um sistema automatizado

Nota-se que os elementos mostrados na figura 1 pertencem a primeira e segunda camadas. Na terceira camada esto os sistemas supervisrios, operados pela mo humana, onde so tomadas decises importantes no processo, tal como paradas programadas de mquina e alteraes no volume de produo. Esses tambm esto integrados com os sistemas gerenciais, responsveis pela contabilidade dos produtos e recursos fabris. 2.2 - ARQUITETURA CLPS E PRINCPIO

DOS

DE FUNCIONAMENTO

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis O CLP um equipamento de estado slido que pode ser programado para executar instrues que controlam dispositivos, mquinas e operaes de processos pela implementao de funes especficas, como lgica de controle, seqencialmente, controle de tempo, operaes aritmticas, controle de malha, transmisso de dados etc. Os CLPs so projetados e construdos para operarem em ambientes severos, portanto devem resistir a altas temperaturas, rudos eltricos, poluio atmosfrica, ambientes midos etc. Sua capacidade quanto ao nmero de entradas e sadas, memria, conjunto de instrues, velocidade de processamento, conectividade, flexibilidade, IHM etc, varia conforme o fabricante. Um controlador programvel, independente do tamanho, custo ou complexidade, consiste de cinco elementos bsicos: Processador; Memria; Sistema de entradas/sadas; Fonte de alimentao; Terminal de programao.

A trs partes principais (processador, memria e fonte de alimentao) formam o que chamamos de CPU - Unidade Central de Processamento.E N T R A D A S

Unidade Central de Processamento

S A D A S

Figura 3 - Diagrama de Blocos de um Controlador Lgico Programvel

O Processador l dados de entrada de vrios dispositivos, executa o programa do usurio armazenado na memria e envia dados de sada para comandar os dispositivos de controle. Este processo de leitura das entradas, execuo do programa e controle das sada feito de uma forma contnua e chamado de ciclo de varredura. O sistema de entrada/sada forma a interface pelo qual os dispositivos de campo so conectados ao controlador. O propsito desta interface condicionar os vrios sinais recebidos ou enviados ao mundo externo. Sinais provenientes de sensores tais como pushbuttons, chaves limites, sensores analgicos e chaves seletoras, so conectados aos terminais dos mdulos de entrada. Dispositivos que devem ser controlados, como vlvulas solenides, lmpadas pilotos e outros, sos conectados aos terminais dos mdulos de sada. A fonte de alimentao fornece todas as tenses necessrias para a devida operao do CP e da interface dos mdulos de entrada e sada. 7

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis Dependendo de como estas partes esto fisicamente organizadas podemos ter dois tipos de estrutura. A primeira do tipo compacta, onde todos os componentes so colocados em uma nica estrutura fsica, isto , o processador, a memria, a fonte e o sistema de entrada/sada so colocados em um gabinete ficando o usurio com acesso somente aos conectores do sistema E/S. Este tipo de estrutura normalmente empregada para CLPs de pequeno porte. A segunda estrutura apresenta uma abordagem modular onde cada componente ou um conjunto deles colocado em um mdulo. Podemos ter processador e memria em um nico mdulo com fonte separada ou ento estas trs partes juntas em um nico gabinete. O sistema de entrada/sada decomposto em mdulos de acordo com suas caractersticas. Estes mdulos so ento colocados em racks formando uma configurao de mdio e grande porte. Outro componente de controlador programvel o dispositivo de programao. Embora seja considerado como parte do controlador, o terminal de programao, como era chamado antes, requerido apenas para entrar com o programa de aplicao na memria do controlador. Uma vez carregado o programa o terminal pode ser desconectado do controlador. Atualmente se usa o microcomputador para programar o CLP e devido capacidade de processamento do mesmo, este tambm utilizado para monitorao e depurao do programa. Controlador Lgico Programvel (CLP)Comunicao

Entrada Digital Entrada Analgica

Unidade Central de Processamento

Sada Digital Sada Analgica

Fonte de Alimentao Alimentao CA ou CC

Figura 4 Diagrama de Blocos CLP.

2.3 - CLASSIFICAO DOS CLPS SEGUNDO

A CAPACIDADE

Alm da classificao histrica, os CLPs podem ser classificados tambm segundo a sua capacidade, como descrito abaixo. Nano e micro CLPs: possuem at 16 entradas e a sadas. Normalmente so compostos por um nico mdulo com capacidade de memria mxima de 512 passos. CLPs de mdio porte: capacidade de entrada e sada em at 256 pontos, digitais e analgicas. Permitem at 2048 passos de memria. 8

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis CLPs de grande porte: construo modular com CPU principal e auxiliares. Mdulos de entrada e sada digitais e analgicas, mdulos especializados, mdulos para redes locais. Permitem a utilizao de at 4096 pontos. A memria pode ser otimizada para o tamanho requerido pelo usurio.

3 - CONTROLADOR LGICO PROGRAMVEL VS PAINEL DE RELSControladores Programveis ou painis de rels? Esta foi provavelmente uma pergunta muito comum entre os engenheiros de sistemas, controle, projetistas, etc. No se pode generalizar, mas certo que alta qualidade e produtividade no podem ser obtidas, de maneira econmica, sem equipamento de controle eletrnico. Com o rpido desenvolvimento e crescimento da competio, o custo do controlador programvel tem cado significativamente a ponto de que o estudo de CLP versus rels, no ponto de vista de custo no ser mais vlido. As aplicaes com controladores programveis podem, agora, serem avaliadas por seus prprios mritos. Requisitos tais como indicados abaixo seguramente levam opo pelo CLP ao invs de rels: Necessidade de flexibilidade de mudanas na lgica de controle; Necessidade de alta confiabilidade; Espao fsico disponvel pequeno; Expanso de entradas e sadas; Modificao rpida; Lgicas similares em vrias mquinas; Comunicao com computadores em nveis superiores.

Embora o sistema eletromecnico, em pequenas e at mdias aplicaes, possa apresentar um custo inicial menor, esta vantagem poder ser perdida considerando-se a relao custo/benefcio que o CLP proporciona. A Figura 5 ilustra uma comparao entre o quadro de rels e o quadro de CLPs. Pode ser observado que a implementao da lgica atravs de rels dificulta a manuteno e torna o sistema menos flexvel mudanas. A lgica realizada por fios e qualquer modificao na lgica exige uma conexo adequada dos fios, envolvendo operaes com os contatos NA e NF dos rels.

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Figura 5 Comparao entre os quadros de rels e CPs

4 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTOO Controlador Programvel tem uma forma particular de trabalhar que caracteriza o seu funcionamento. O controlador opera executando uma seqncia de atividades definidas e controladas pelo programa Executivo. Este modo de operao ocorre em um ciclo, chamado de Ciclo de Varredura ("Scan"), que consiste em: leitura das entradas externas; execuo da lgica programada; atualizao das sadas externas. Na fase de leitura das entradas, o Processador enderea o sistema de E/S, obtm os estados dos dispositivos que esto conectados, e armazena estas informaes na forma de bits "1" ou "0", dependendo do estado obtido (ponto energizado eqivale ao binrio "1" e ponto desenergizado ao binrio "0"). A regio da memria utilizada para armazenar estas informaes chamada de Tabela Imagem das Entradas - TIE. Na fase de execuo da lgica programada pelo usurio, a CPU consulta a TIE para obter os estados dos dispositivos. Nesta fase, os resultados das lgicas programadas cujas sadas tenham um ponto correspondente no rack de sada so armazenados em uma rea de memria que chamada de Tabela Imagem das Sadas - TIS. As lgicas que possuem sadas internas sero armazenadas na rea correspondente. Durante a execuo da lgica programada, se for necessrio a referncia a uma sada qualquer, dentro do mesmo ciclo, esta tabela consultada. Observe que durante esta fase no feita nenhuma referncia a pontos externos (entrada ou sada), a CPU opera com informaes obtidas da memria.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis Na fase de atualizao de sadas, a CPU executa uma varredura na tabela TIS e atualiza as sadas externas, endereando o Sistema de E/S para atualizar o estado dos dispositivos externos de acordo com o resultado da lgica programada. A seguir, o ciclo reiniciado e a operao continua enquanto se mantm o controlador no modo de execuo ("Run"). O tempo necessrio para a varredura varia de controlador para controlador e depende de muitos fatores (tamanho da palavra, clock, instrues programadas, etc.). O fabricante especifica este tempo baseado na quantidade de instrues, normalmente instrues booleanas, e quantidade de entradas/sadas. Qualquer outra funo programada aumenta este tempo de varredura. Este processo de varredura pode ser inadequado para entradas rpidas, isto , entradas com freqncia acima de 10 Hz. Neste caso devemos utilizar de funes especiais do CP para interromper a varredura do programa e atualizar o estado de uma entrada ou de uma sada imediatamente. Este processo realizado por software e tambm est limitado execuo do programa do usurio. Em aplicaes de alta velocidade, tais como em sensores eletrnicos por pulsos, aconselhvel o uso de mdulos especficos (contadores de alta velocidade). A interrupo do ciclo de varredura para atualizao pode ocorrer de duas maneiras: Interrupo para entrada imediata: o ciclo interrompido para uma leitura de mdulos de entrada. Aps a leitura ocorre a atualizao da Tabela Imagem das Entradas com os pontos selecionados e o programa prossegue normalmente; Interrupo para sada imediata: aps a execuo de uma lgica pode ser necessrio atualizar imediatamente as sadas externas. Neste caso, programa-se uma Instruo de Sada Imediata para atualizar o estado externo. Observe que a CPU acessa a Tabela Imagem de Sada, que j possui os resultados correntes e escreve no endereo do mdulo de sada referenciado na instruo. Alm das duas maneiras mais usuais apresentadas acima, a varredura normal do programa de usurio pode ser alterada por uma entrada especial que, tendo sofrido uma variao no seu estado, gera uma interrupo na CPU. Esta interrupo desvia a execuo do programa para uma subrotina especial que pode ou no ser programada pelo usurio. O tempo de varredura uma considerao importante na seleo do controlador. Este indica a rapidez com que o controlador pode reagir s entradas de campo e resolver corretamente a lgica de controle. Por exemplo, se um controlador tem um tempo de varredura de 50 ms e necessita monitorar um sinal de entrada que pode mudar de estado a cada 20 ms, o controlador nunca ser capaz de aquisitar este sinal, resultando em um mau funcionamento da aplicao.

5 VARIVEIS DE CONTROLEPara controlar um processo o CLP usa de informaes vindas de sensores. Atravs das instrues gravadas em sua memria interna ela comanda os atuadores, que exercem o trabalho sobre o sistema. Conceitualmente designa-se os sensores de entradas e os atuadores de sadas, sendo que ambas podem ser representadas matematicamente por variveis. Em automao, estas podem ser dividias em analgicas e digitais. 11

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis As variveis analgicas so aquelas que variam continuamente com o tempo, conforme mostra a figura 6(a). Elas so comumente encontradas em processos qumicos advindas de sensores de presso, temperatura e outras variveis fsicas. As variveis discretas, ou digitais, so aquelas que variam discretamente com o tempo (ligado ou desligado, 0 ou 1), como pode ser visto na figura 6(b).

Figura 6 Variveis analgicas e digitais

Dessa forma podemos definir o Controle Analgico como aquele que se destina ao monitoramento das variveis analgicas e ao controle discreto como sendo o monitoramento das variveis discretas. 4.1 SISTEMASDE ENTRADAS E SADAS

O Sistema de Entradas/Sadas fornece a conexo fsica entre o mundo externo (equipamentos de campo) e a unidade central de processamento. Atravs de circuitos de interface, o controlador pode sensorar ou medir quantidades fsicas, independente da mquina ou processo, tais como: proximidade, posio, movimento, nvel, temperatura, presso, corrente e tenso. Baseado no estado sensorado ou no valor medido, e nas instrues do programa de usurio, o processador comanda os dispositivos de controle conectados ao subsistema de sada. Estes dispositivos podem ser vlvulas, motores, bombas, alarmes, etc. Os predecessores dos atuais controladores programveis eram limitados a interfaces de entradas e sadas discretas que s permitiam a conexo de dispositivos tipo ON/OFF. Estas limitaes permitiam ao controlador apenas um controle parcial em muitas aplicaes. Atualmente os controladores possuem uma grande variedade de interfaces (analgicas e discretas) o que permite sua aplicao em praticamente qualquer tipo de controle. 4.2 ENTRADASE

SADAS DISCRETAS

A classe mais comum de interface de entrada/sada o tipo discreto. Esta interface conecta dispositivos de entrada de campo, que fornecem sinais de entrada independentes e distintos em natureza dos sinais eletrnicos da interface, ou dispositivos de sada para campo que necessitem de sinais independentes e distintos em natureza dos sinais eletrnicos da interface para controlar seu estado. Estas caractersticas limitam a interface em sensorar sinais do tipo ON/OFF ou fechado/aberto. Para esta interface o sinal de entrada essencialmente uma chave que esta aberta ou fechada. Da mesma forma, o controle da sada limitado a dispositivos que somente requerem comutao em dois estados, tais como ON/OFF ou ligado/desligado.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos ProgramveisTabela 1 Entradas e sadas discretas

Dispositivos de Entrada Chaves seletoras Botes de impulso Fotoeltricos Contatos de rels Chaves de nvel

Dispositivos de Sada Alarmes Rels de Controle Ventiladores Buzinas Bombas hidrulicas

Cada entrada ou sada alimentada por alguma fonte de alimentao que podem ser ou no de mesma magnitude ou tipo (p. ex. 120 VAC, 24 VDC). Por esta razo, circuitos de interface so disponveis para vrios valores de tenso AC e DC, como listado na Tabela 2. Quando em operao, se a chave de entrada fechada, a interface de entrada monitora a tenso fornecida e a converte em um sinal aceitvel para o processador indicando o estado do dispositivo. Um estado lgico 1 indica um estado ON ou fechado do dispositivo externo e um estado lgico 0 indica um estado OFF ou aberto do dispositivo.Tabela 2 - Valores padres para interfaces discretas

Entradas 12/48 VAC 12/48 VDC 110/220 VAC 4.3 ENTRADASE

Sadas 12/48 VAC 12/48 VDC 110/220 VAC

SADAS ANALGICAS

Entradas analgicas: como o prprio nome j diz, elas medem as grandezas de forma analgica. Para trabalhar com este tipo de entrada os controladores tem conversores analgico-digitais (A/D). Atualmente no mercado os conversores de 10 bits so os mais populares. As principais medidas feitas de forma analgica so a temperatura e presso. A figura 7 representa o exemplo de sensores de presso ou termopares.

Figura 7 Exemplos de entradas analgicas Termopares

Sadas analgicas: como dito anteriormente, de forma similar o controlador necessita de um conversor digital para analgico (D/A), para trabalhar com este tipo de sada. Os exemplos mais comuns so: vlvula proporcional, displays grficos, entre outros.

5 - MEMRIA DA APLICAOA memria da aplicao uma regio com caractersticas de escrita e leitura aleatria. Esta memria destinada a armazenar o programa do usurio. O programa do usurio contm a lgica de controle atravs do dispositivo de programao (geralmente um microcomputador 13

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis ou notebook) e descarregada na memria do CLP atravs do software de programao especfico do fabricante.

Figura 8 Programa do usurio

6 LINGUAGENS DE PROGRAMAO6.1 DEFINIES BSICAS Imagine que um gerente deseja passar instrues a um operador de determinado processo. Se ambos falam portugus, instrues tpicas poderiam ser: ligue o motor, desligue o motor, some dois valores, subtraia dois valore, acenda a lmpada, apague a lmpada, ligue a sirene e assim por diante. Portanto, para que haja uma efetiva comunica;co, necessrio utilizar uma linguagem que ambos entendam. Genericamente, linguagem, um meio de transmisso de informaes entre dois ou mais elementos com capacidade de se comunicarem. Esses elementos no ficam restritos aos seres humanos, nem mesmo exclusividade dos seres vivos, j que mquinas podem ser construdas com tal capacidade. Na rea da computao, define-se instruo como um comando que permite a um sistema com capaciade computacional realizar determinada operao. 14

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis Linguagem de programao o conjunto padronizado de instrues que o sistema computacional capaz de reconhecer. Programar significa fornecer uma srie de instrues a um sistema com capacidade computacional, de maneira que este seja capaz de comportar-se deterministicamente, executando de forma automtica as decises de controle em funo do estado atual, das entradas e das sadas do sistema num dado instante. Programador responsvel por prever as situaes possveis do sistema, planejar uma estratgia de controle e codificar as instrues em uma linguagem de programao padronizada para posteriormente serem passadas ao sistema computacional. 6.2 NORMA IEC 61131-3 Nos ltimos anos houve um enorme avano nas tcnicas e nas linguagens de programao. Vrios mtodos de modelagem foam desenvolvidos e poderosas linguagens criadas, visando atender aos mais diversos setores. Inegavelmente a programao dos controladores lgicos programveis atualmente mais simples e flexvel do que antes, principalmente porque foram desenvolvidas ou aperfeioadas vrias linguagens proprietrias, incluindo variaes da linguagem Ladder e Lista de instrues. A inexistncia de normas em relao s linguagens de programao do CLPs fez surgir inmeras variantes destas ao longo do tempo, todas diferente entre si. Do ponto de vista das empresas usurias , claramente um desperdcio de dinheiro e de recursos humanos, j que as habilidades desenvolvidas por seus funcionrios na utilizao de um determinado tipo de CLP no podem ser reaproveitadas quando da substituio por outro tipo ou fabricante. Felizmente a comunidade industrial internacional reconheceu que era necessrio estabelecer um padro aberto para os CLPs, visando a uniformizao de procedimentos dos diversos fabricantes. Para tanto, foi criado um grupo de trabalho IEC (International Electrotechnical Commission) para estabelecer normas a todo o ciclo de desenvolvimento dos CLPs, incluindo o projeto de hardware, instalao, testes, documentao, programao e comunicao. No incio da dcada de 1990, o IEC publicou vrias partes da norma IEC 1131 que cobre o ciclo de vida completo dos CLPs. Essa norma considerada, por alguns autores, um marco histrico para os CLPs. Alguns anos depois essa norma foi revisada e recebeu o nmero IEC 61131 cuja terceira parte IEC 61131- 3 trata das linguagens de programao Visando atender aos diversos segmentos da industria, incluindo seus usurios, e uniformizar as vrias metodologias de programao dos controladores industriais, a norma IEC 61131-3 definiu sinttica e semanticamente cinco linguagens de programao. Linguagem Ladder (LD Ladder Diagram) Diagrama de Blocos de Funes (FBD Function Block Diagram) Sequenciamento Grfico de Funes (SFC System Function Chart) Lista de Instrues (IL Instruction List) Texto Estruturado (ST Structured Text) 15


6.3 - LINGUAGEM LADDER LADDER DIAGRAM (LD) uma linguagem grfica baseada na lgica de rels e contatos eltricos para realizao de circuitos e comandos de acionamentos. Por ser a primeira linguagem utilizada pelos fabricantes, a mais difundida e encontrada em quase todos os CLPs da atual gerao. Bobinas e contatos so smbolos utilizados nessa linguagem. Os smbolos de contatos programados em uma linha representam as condies que sero avaliadas de acordo com a lgica. Como resultado determinam o controle de uma sada, que normalmente representado pelo smbolo de uma bobina. Recebeu vrios nomes desde sua criao, entre eles diagrama do tipo escada, diagrama de contatos e linguagem de contatos. Hoje em dia a linguagem Ladder a mais conhecida no meio industrial. 6.4 - LISTA DE INSTRUES INSTRUCTION LIST (IL) Inspirada na linguagem assembly e de caractersticas puramente seqencial, caracterizada por instrues que possuem um operador e, dependendo do tipo de operao, podem incluir um ou mais operandos, separados por vrgulas. indicada para pequenos CLPs ou para controle de processos simples. 6.5 - TEXTO ESTRUTURADO STRUCTURED TEXT (ST) uma linguagem textual de alto nvel e muito poderosa, inspirada na linguagem Pascal, que contm todos os elementos essenciais de uma linguagem de programao moderna, incluindo as instrues condicionais (IF THEN ELSE e CASE OF) e instrues de iteraes (FOR, WHILE e REPEAT). Como o seu nome sugere, encoraja o desenvolvimento de programao estruturada, sendo excelente para definio de blocos funcionais complexos, os quais podem ser utilizados em qualquer outra linguagem IEC. 6.6 - DIAGRAMADE

BLOCOS

DE

FUNES FUNCTION BLOCK DIAGRAM (FBD)

uma das linguagens grficas de programao, muito popular na Europa, cujos elementos so expressos por blocos interligados, semelhantes aos utilizados em eletrnica digital. Essa linguagem permite um desenvolvimento hierrquico e modular do software, uma vez que podem ser construdos blocos de funes mais complexos a partir de outros menores e mais simples. Normalmente os blocos so construdos utilizando a linguagem de texto estruturado. Por ser poderosa e verstil, tem recebido uma ateno especial por parte dos fabricantes. Seu uso indicado para processos qumicos em geral e em processamento descentralizado. Devido sua importncia, foi criada uma norma para atender especificamente a esses elementos (IEC 61499), visando incluir instrues mais poderosas e tornar mais clara sua programao.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis 6.7 - SEQUENCIAMENTO GRFICODE

FUNES (SYSTEM FUNCTION CHART - SFC)

O SFC uma linguagem grfica que permite a descrio de aes seqenciais, paralelas e alternativas existentes numa aplicao de controle. Como descendente direto do Grafcet, o SFC fornece os meios para estruturar uma unidade de organizao de um programa num conjunto de etapas separadas por transies. A cada transio esta associada uma receptividade que ter de ser satisfeita para que a transposio da transio ocorra, e assim o programa evolua para etapa seguinte. Atualmente o SFC vem recebendo vrias implementaes nos CLPs de grande porte, afirmando-se como linguagem ideal para processos seqenciais. 6.8 - APLICAO CLPS

DE LINGUAGENS DE PROGRAMAO DOS

Um item fundamental para utilizao de um controlador lgico programvel a seleo da linguagem a ser utilizada, a qual depende de diversos fatores, entre eles: Disponibilidade da Linguagem no CLP. Grau de conhecimento do programador. Soluo a ser implementada. Nvel da descrio do problema. Estrutura do sistema de controle.

A figura 9 ilustra a mesma lgica de programa representada pelas quatro linguagens (IL, ST, FBD e Ladder).Lista de Instrues Texto Estruturado

LDN A AND B ST LDiagrama de Blocos Funcionais

L:= Not(A) AND B;

Linguagem Ladder

A B

AND

L

L

Figura 9 Implementao da equao lgica

L = A B em quatro linguagens diferentes

7 - LINGUAGEM LADDERA linguagem Ladder foi a primeira que surgiu para a programao dos Controladores Lgicos Programveis. Para que obtivesse uma aceitao imediata no mercado, seus projetistas consideraram que ela deveria evitar uma mudana de paradigma muito brusca. Considerando que, na poca, os tcnicos e engenheiros eletricistas eram normalmente os encarregados da manuteno no cho da fbrica, a linguagem Ladder deveria ser algo familiar a esses profissionais. 17

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis Assim, assim ela foi desenvolvida com os mesmos conceitos dos diagramas de comandos eltricos que utilizam bobinas e contatos. Uma boa compreenso do mtodo de programao em linguagem Ladder, incluindo blocos funcionais, extremamente benfica, mesmo quando se utiliza um CLP com outros recursos, porque os diagramas Ladder so fceis de usar e implementar e constituem uma programao de linguagem de CLP poderosa. Principais Vantagens da Linguagem Ladder: Possibilidade de uma rpida adaptao do pessoal tcnico (semelhana com diagramas eltricos convencionais com lgica a rels); Possibilidade de aproveitamento do raciocnio lgico na elaborao de um comando feito com rels; Fcil visualizao dos estados das variveis sobre o diagrama Ladder, permitindo uma rpida depurao e manuteno do software; Documentao fcil e clara; Smbolos padronizados e mundialmente aceitos pelos fabricantes e usurios; Tcnica de programao mais difundida e aceita industrialmente.

Desvantagens: Utilizao em programas extensos ou com lgicas mais complexas bastante difcil. Programadores no familiarizados com a operao de rels tendem a ter dificuldades com essa linguagem; Edio mais lenta.

7.1 - LGICA DE CONTATOS A programao em diagrama de contatos permite a implementao de funes binrias simples at aquelas mais complexas. Pelo conjunto de aes esquematizadas no diagrama de contatos pode-se esboar o programa a ser desenvolvido em linguagem Ladder. Uma chave pode estar em duas situaes: aberta ou fechada. 7.1.1 - SMBOLOSBSICOS .

Os smbolos mais utilizados para representao da lgica com contatos e rels so mostrados nas Figuras 10 e 11, que ilustram os contatos eltricos Normalmente Abertos (NA) e Normalmente Fechados (NF), respectivamente. Contato Normalmente Aberto (NA). No estado de repouso no conduz. S deixa passar corrente se o contato for comutado (fechado)

Figura 10 - Algumas representaes de contatos eltricos Normalmente Abertos.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis Contato Normalmente Fechado (NF). Conduz no estado de repouso e interrompe a conduo se for comutado (aberto)

Figura 11 - Algumas representaes de contatos eltricos Normalmente Fechados.

A Tabela 3 mostra alguns smbolos de contatos NA e NF utilizados em diagramas Ladder.Tabela 3 - Smbolos Ladder para contatos, utilizados por alguns fabricantes de CLPs.

NA Tabela 4 esto os smbolos para bobinas utilizadas em diagrama Ladder, segundo a notao de diversos fabricantes.Tabela 4 - Smbolos para bobinas utilizadas em Diagrama Ladder

7.2 - DIAGRAMA

DE

CONTATOS LADDER

A funo principal de um programa em linguagem Ladder controlar o acionamento de sadas, dependendo da combinao lgica dos contatos de entrada. O diagrama de contatos Ladder uma tcnica adotada para descrever uma funo lgica utilizando contatos e rels. Sua notao bastante simples. Um diagrama de contatos composto de duas barras verticais que representam os plos positivo e negativo de uma bateria. A idia por traz da linguagem Ladder representar graficamente um fluxo de eletricidade virtual entre duas barras verticais energizadas. Essa eletricidade virtual flui sempre da barra vertical esquerda para a barra vertical da direita. 19

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis O nome Ladder (que significa escada em ingls) foi dado porque o diagrama final se parece com uma escada cujos trilhos laterais so as linhas de alimentao e cada lgica associada a uma bobina chamada de degrau (em ingls: rung). Um degrau composto de um conjunto de condies de entrada (representado por contatos NA e NF) e uma instruo de sada no final da linha (representada pelo smbolo de uma bobina) O conjunto dos contatos que compe um degrau pode ser conhecido como condio de entrada ou lgica de controle. As instrues de sadas, tais como bobinas e blocos funcionais (contadores, temporizadores e outros com funes especiais), devem ser os ltimos elementos direita. Como funciona:

Figura 12 Estrutura tpica de um degrau em linguagem Ladder.

Um degrau verdadeiro, ou seja, energiza uma sada quando os contatos permitem um fluxo virtual de eletricidade, ou seja, existe uma continuidade entre a barra da esquerda para direita. A continuidade ocorre quando h uma combinao de contatos fechados que permite fluir uma corrente virtual at a bobina, que deve ser o ultimo elemento da linha (ou degrau). A figura 14 ilustra vrios possveis caminhos de continuidade para o diagrama da figura 13.

Figura 13 Exemplo de um degrau em Ladder

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Figura 14 Possveis caminhos de continuidade para o diagrama da figura

7.3 FLUXO REVERSO Quando os rels eletromecnicos so utilizados para implementar uma lgica Ladder, o fluxo de energia pode ocorrer em qualquer sentido atravs dos contatos. Por exemplo, considere o diagrama Ladder da Figura X abaixo.

Figura 15 Fluxo Reverso no contato D.

Se o diagrama fosse implementado com rels eletromecnicos e os contatos B, C, D e F estivessem fechados, a energia fluiria e alcanaria a bobina Y porque um conjunto de contatos se fecha, ele fornece um fluxo de potncia, ou continuidade, no circuito em que utilizado.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis No entanto, uma regra seguida por quase todos os fabricantes de CLPs que o fluxo reverso (da direita para esquerda) no permitido, ou seja, de maneira diferente do que acontece nos circuitos eltricos reais, o fluxo de corrente eltrica virtual em uma lgica ladder flui somente no sentido da barra esquerda para direita. 7.4 - REPETIO DE CONTATOS Quando rels eletromecnicos so utilizados para implementar uma lgica Ladder, o fluxo de energia pode ocorrer em qualquer sentido atravs dos contatos. Enquanto nos rels eletromecnicos somente uma quantidade fixa e limitada est disponvel, nos programas em Ladder uma bobina pode ter quantos contatos normalmente abertos ou fechados desejar. Isso significa que um mesmo contato pode ser repetido vrias vezes. Cada conjunto de bobinas disponveis e seus respectivos contatos no CLP so identificados por um endereo de referncia nico. Por exemplo, a bobina M1 possui contatos normalmente abertos e normalmente fechados com o mesmo endereo (M 1) que a bobina, Figura 16.

Figura 16 - Ilustrao da possibilidade de repetio de contatos de uma bobina

Um controlador programvel tambm permite o uso de mltiplos contatos de um dispositivo de entrada. A Figura 17 ilustra um exemplo em que uma chave fim de curso (S 1) ligada na entrada I2 de um CLP. Observe que no programa de controle do CLP possvel repetir o contato I2 na forma de contato normalmente aberto ou normalmente fechado, tantas vezes quanto for necessrio.

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Figura 17 Repetio de contatos

7.5 - REPETIO DE UMA MESMA BOBINA . Embora alguns modelos de CLP permitam que uma mesma sada (bobina) seja repetida, desaconselhvel faz-lo porque a repetio de uma sada em degraus diferentes vai tornar muito confusa a lgica do programa e, por conseqncia, dificultar o entendimento de quem assumir a manuteno desse programa. Recomenda-se, portanto, que, uma bobina (sada) no seja repetida. 7.6 - RELSINTERNOS

Tambm chamados de bobinas auxiliares, rels auxiliares, memria interna etc. Diferentes fabricantes usam distintos termos para se referirem aos rels internos. Os rels internos nos CLPs so elementos utilizados para armazenamento temporrio de dados (bits). Seu efeito comparvel com os dos rels auxiliares. O nome rel interno foi dado em funo dessa caracterstica. Para efeitos de programao, suas bobinas podem ser energizadas e desativadas e seus contatos para ligar ou desligar outras sadas. Para reforar esse conceito observe a figura mostrada abaixo.

Figura 18 - Exemplo de utilizao de um rel auxiliar para liga uma sada fsica.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis Ao ser fechado o contato de entrada (I1), a bobina do rel interno (M1) energizada. No entanto, um rel interno no esta associado a nenhuma sada fsica, somente uma posio de memria. Supondo que desejado utiliz-lo para ligar uma sada fsica, podese utilizar um de seus contatos para ligar a bobina Q1 que associada ao mdulo de sada. 7.7 - CLIC02 (WEG) As entradas so representadas pela letra I, os rels internos pela letra M e as sadas pela letra Q. Por se tratar de um controlador simples, sua estrutura de endereamento tambm simples: Entradas: I1, I2, I3, .... Sadas: Q1, Q2, Q3.... Rels auxiliares: M1, M2, M3....

A figura abaixo representa um exemplo para essa situao.

Figura 19 Representao da tela de programao do programa Clic02 da WEG

7.8 - CONVERSO

DE

DIAGRAMAS ELTRICOS

EM

DIAGRAMA LADDER

Normalmente muito fcil passar um diagrama eltrico para um diagrama Ladder. Basta transformar as colunas em linhas, como mostram as Figuras 20 e 21, para o caso de uma simples partida direta.

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Figura 20 - Diagrama eltrico de uma partida direta

Figura 21 - Diagrama eltrico em Ladder de uma partida direta.

7.9 - CIRCUITOS

DE AUTO

RETENO .

7.9.1 - CONTATOS SELO H situaes em que necessrio manter uma sada energizada, mesmo quando a entrada venha a ser desligada. Seja o seguinte problema: Pretende-se controlar o funcionamento de um motor por meio de 2 botes de presso A e B. Quando A for pressionado, o motor deve ser ligado e assim permanecer at que B seja pressionado, quando ento deve desligar.

Figura 22 Utilizao do contato selo

7.9.2 - INSTRUES SET E RESET Outra maneira de fazer a auto-reteno de uma bobina e pela instruo set 25

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis A instruo set liga uma sada e a mantm liga uma sada e a mantm ligada mesmo que o contato de entrada deixa de conduzir. Para desligar a sada utilizada a instruo reset. A figura 5.37 mostra um exemplo da utilizao dessas instrues na partida direta de um motor equivalente ao da fig 5.36.

Figura 23 - Partida direta de um motor (ligado sada Q1), utilizando bobinas set () e reset ()

Agora a entrada B normalmente aberta, diferente do que era anteriormente, utilizando um contato. As bobinas com auto-reteno so ativadas e desativas pelas instrues set e reset respectivamente. 7.10 - LEITURADAS

ENTRADAS

O programa de um CLP executado de forma cclica. Antes da execuo de programa principal, so lidos os estados das entradas e alterados os contedos dos endereos correspondentes na Tabela de Imagem das Entradas (TIE) da seguinte forma: se a entrada est energizada (recebendo alimentao), armazena o valor 1; caso contrrio, armazena o valor 0. As figuras 24 ilustram essa situao.

Figura 22 Se a entrada no esta recebendo energia (chave aberta), armazenado o valor 0 no endereo correspondente da TIE. Se a entrada esta recebendo energia (chave fechada), armazenado o valor 1 no endereo correspondente da TIE.

7.11 - UTILIZAO DE CHAVES

EXTERNAS DO TIPO

NF

Uma ateno especial necessria quando se utilizam elementos de entrada com contatos do tipo NF. Deve-se lembrar que, no programa do CLP, um contato NF s permanece assim se sua entrada no estiver energizada. Como as chaves externas do tipo NF alimentam continuamente a entrada do CLP, seu contato equivalente externo estar sempre comutado da sua posio original. Assim, para que o contato interno tenha comportamento equivalente a um contato NF, e preciso program-lo como um contato NA. 7.12 - TEMPORIZADORES A instruo temporizador realiza a mesma funo do rel de tempo dos comandos eltricos. Geralmente so habilitados por contatos NA ou NF e, quando o valor do tempo 26

6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis decorrido se iguala ao valor prefixado, o temporizador energiza um bit interno que indica que j transcorreu o tempo pr-programado. Esse bit normalmente representado como um contato NA ou NF e pode ser utilizado para energizar ou desativar uma instruo de sada. Cada instruo de temporizao tem dois registros associados que devem armazenar o valor pr-selecionado e valor acumulado. Esses registros so definidos da seguinte forma: Valor pr-selecionado (PT - Preset Time): deve ser definido pelo usurio, indica o intervalo de tempo desejado. Valor acumulado (ET Elapsed Time): armazena o valor do tempo decorrido desde a habilitao do temporizador, isto , a energizao da bobina do temporizador.

Figura 25 Preset Time _ Elapsed Time

7.12.1 - TEMPORIZADOR

DE

PULSO (PULSE TIMER) OU TEMPORIZADOR

OSCILADOR

(OSCILATION TIMER)

O funcionamento o seguinte: quando a entrada IN passa de falsa para verdadeira (borda de subida), a sada Q vai para o nvel lgico 1 e assim permanece at que se esgote o tempo programado (PT). Uma vez detectada a borda de subida na entrada IN, o tempo em que a sada permanece ligada fixo, independentemente de a entrada IN continuar ou no ligada.

Figura 26 - Temporizador de Pulso

7.12.2 - TEMPORIZADOR

COM RETARDO NA ENERGIZAO .

A temporizao comea quando o sinal na entrada IN vai para o nvel lgico 1. Quando isso ocorre, o registro que contm o valor acumulado ET incrementado segundo a base de tempo. Se a entrada for desativada antes de decorrido o tempo programado (PT), a temporizao pra e o tempo acumulado (ET) reiniciado com o valor zero. 7.12.3 - TEMPORIZADORCOM RETARDO NA DESENERGIZAO .

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis A contagem de tempo comea quando a alimentao do temporizador passa de ligada pra desligada. 7.12.4 - INSTRUO CONTADOR Os contatores so blocos muito importantes porque na maioria das aplicaes os processos evoluem em funo de eventos internos, como, por exemplo, transcorrncia de um determinado tempo, ou ainda, de eventos externos, como a contagem de um certo nmero de peas.

6 - Exerccios Propostos. 1) Elabore em linguagem Ladder um programa para acionar dois motores eltricos (motor 1 e motor 2) de modo que, aps o Motor 1 ser ligado atravs de uma botoeira de impulso (Liga), aguardem-se dez segundos e o Motor 2 seja ligado. Tambm deve se prevista uma chave (Desliga) que desliga simultaneamente os dois motores. 2) Um motor (Motor 1) somente pode ser ligado aps uma botoeira de impulso (Liga) ser acionada trs vezes. Deve ser prevista tambm uma segunda chave de impulso (Desliga) para zerar o contador e iniciar o processo de contagem novamente. 3) - Elabore um programa em linguagem Ladder para que o CLP ligue uma lmpada (L1) quando o numero de pulsos dados em uma botoeira de impulso (Liga) for igual a 3 em um tempo no superior a dez segundos. Se o tempo for maior que dez segundos, deve-se zerar o contador automaticamente. Deve ser prevista uma chave de pulso (Desliga) para desligar a lmpada. 4) Para segurana do operador, o acionamento de uma prensa hidrulica deve ser feito quando forem acionadas simultaneamente duas chaves. De maneira que, quando for acionada a primeira chave, no possa transcorrer mais do que um segundo at que a segunda chave seja acionada. A prensa deve parar imediatamente se o operador retirar uma das mos das chaves. Para resoluo deste problema, elabore um programa em linguagem Ladder. 5) Quando o boto de Incio acionado, o motor (M) se move da esquerda para direita. Quando o sensor de posio SP2 detecta o motor, o motor aguarda cinco segundos, ento se move para esquerda. Quando o sensor SP1 detecta o carro, ele o pra, finalizando a seqncia. O processo pode ser interrompido a qualquer instante se o boto de Parada for pressionado.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis SP1 Incio Parada SP2

M

RepousoFigura 25 - Acionamento de carro seqencial.

Represente o processo descrito utilizando a linguagem Ladder 6) Um circuito de controle utilizado para detectar e contar o nmero de produtos transportados em uma linha de montagem. Para iniciar o processo, pressionado o boto liga para acionar uma esteira de transporte. Um sensor utilizado para contagem dos produtos. Quando forem contados cinco produtos, deve ser acionada uma prensa por um perodo de dois segundos sendo o transporte dos produtos reiniciado. Deve ser previsto um boto de parada para finalizar o processo. Implemente o processo descrito utilizando a linguagem Ladder. Liga

Desliga

Sensor Prensa

Esteira TransportadoraFigura 26 - Prensa Industrial

7) A figura Abaixo mostra um misturador usado para fazer cores personalizadas de tinta. Ele possui dois encanamentos que entram no topo do tanque para transportar a tinta misturada finalizada. Nessa aplicao voc vai coordenar a operao de preenchimento, monitorar o nvel do tanque e controlar o misturador. As etapas do processo esto descritas a seguir: 1 Ao pressionar o boto de Incio, inicia-se o processo, enchendo o tanque com o ingrediente 1 (bomba 1) at atingir o sensor de nvel baixo. 2 O tanque com o ingrediente 2 (bomba 2) inserido no tanque at atingir o sensor de nvel alto. 3 Comece a misturar os ingredientes ligando o motor do misturador, durante 10 segundos. 4 Esvazie o tanque da mistura por meio da vlvula de dreno e a bomba de dreno.

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6 Perodo de Engenharia Eltricaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Controladores Lgicos Programveis5 Aps sete segundos de detectar que a coluna de mistura est abaixo do nvel mnimo, desligue a vlvula de drenagem e a bomba. 6 Para repetir o ciclo, deve-se pressionar o boto Incio.Bomba 1 Bomba 2

Ligar

Sensor de Nvel Alto

Sensor de Nvel Baixo

Vlvula de Dreno

Bomba de Dreno

Figura 29: Processo de Mistura

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Documents

Apostila - Clp - Ladder