Parte V – Linguagem de Programaçãofiles.professorferlin.webnode.com.br/200000374-a84abaa3ec/CLP... · 3 professorferlin.blogspot.com 5 Prof. Edson Pedro Ferlin Norma IEC 61131-3

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Prof. Edson Pedro Ferlin


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Parte V – Linguagem de Programação

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Prof. Edson Pedro Ferlin3

Linguagens de Programação de CLPs

As linguagens de programação permitem aosusuários se comunicar com o CLP por meio deum dispositivo de programação e definir astarefas que o CLP deve executar.



Principais linguagens de Programação

Para a programação do CLP, ou seja criação da”inteligência” do CLP, é preciso ter comoferramenta uma linguagem que sejainteligível para o programador e lógica para oequipamento.

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Norma IEC 61131-3As linguagens de programação não limitam apenas na linguagem Ladder, a norma IEC 61131-3 (InternationalElectro-technical Comission ), define cinco linguagens de programação, que são:

• Lista de Instruções (Instruction List – IL)• Texto Estruturado (Structured Text – ST)

• Diagrama de Blocos de Funções (Function Block Diagram –FBD)

• Diagrama Funcional Sequencial (Sequential Function Chart– SFC)

• Linguagem Ladder (Ladder Diagram – LD)



Lista de Instruções (IL)

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Lista de Instruções (IL) É uma linguagem textual, próxima do código de máquina, é ideal para resolverproblemas simples onde existem poucas quebras no fluxo de execução. Naverdade é apenas uma linguagem adicional, menos amigável e flexível e quedeve ser usada para produzir código otimizado para trechos de performancecrítica em um programa.

Principais características: • Linguagem de Baixo Nível; • Semelhante ao Assembler; • Ideal para pequenas aplicações ou otimização de códigos; • Linguagem básica para exportação de programas (Portabilidade).



Exemplo (IL): Função OU-Exclusivo

Implementar uma função OU exclusivo, ou seja, fornece 1 (um) à saída quando as variáveis de entrada forem diferentes entre si.

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Texto Estruturado (ST)



Texto Estruturado (ST) Também é uma linguagem textual, porém de alto nível, que permite a programação estruturada. A vantagem do texto estruturado esta na utilização de sub-rotinas para executar diferentes partes de uma função de controle.

Principais características: • Linguagem de alto nível; • Semelhante ao Pascal;• Ideal para:

• Tomada de decisões; • Declarações (Variáveis, Configurações, etc.); • Cálculos; • Implementação de algoritmos; • Definição de ações (SFC); • Utilização de literais; • Criação de blocos, etc.

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Exemplo (ST): Liga/Desliga Motor

O motor (M) ficará energizado se, e somente se, o botão liga (I1) for acionado e o botão desliga (I0) não for acionado. Quando o motor (M) estiver energizado, o indicador luminoso (L) também estará energizado. (M) e (L) ficarão desenergizadas caso o botão desliga (I0) seja acionado.



Diagrama de Blocos Funcionais (FBD)

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Diagrama de Blocos Funcionais (FBD)

É uma linguagem gráfica, e por isso é muito mais amigável que as textuais é baseada nos circuitos lógicos, muito semelhante as portas lógicas estudadas em eletrônica digital. Também pode ser usada para modelar sistema em termos do fluxo de sinais entre elementos de processamento.

Principais características: • Adequada para controle discreto, sequencial, regulatório, etc; • Representação de fácil interpretação;• Blocos expansíveis em função do nó de parâmetros de entrada;• São disparados por parâmetros externos, enquanto os algoritmos internos

permanecem escondidos;• Blocos encapsulam o algoritmo, destacando o fluxo de informações e o

processamento de sinais.



Exemplo (FBD): Segurança em Prensas

Duas chaves devem comandar uma prensa simultaneamente de modo que acionada a primeira chave, não podem transcorrer mais do que 0,5s até que a segunda chave seja acionada. Se o operador retirar a mão das chaves, a prensa deverá parar, por razões de segurança.

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Sequenciamento Gráfico de Funções

(SFC) São gráficos de função sequencial, e descreve o comportamento do programa, seja ele, sequencial paralelo ou misto, além de organizar a sua estrutura interna, ajudando a decompor um problema de controle em partes gerenciáveis, enquanto mantém uma visão global da solução do problema.



Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC)

Principais características: • É usada na estruturação do programa, não importando a linguagem utilizada; • Fácil representação e interpretação;• Facilidade de diagnóstico (localização de falhas);• Permite gerar divergências e convergências de sequências;• Descreve o comportamento do sistema por meio de passo transições e ações.

Sendo: • Passo: estado do programa onde as ações são executadas; • Transição: condição pela qual o programa muda de estado, passando de

um ou mais passos antecessores para um ou mais passos sucessores; • Ação: atividade de controle executada num determinado passo.

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Exemplo (SFC): Tanque AgitadorAo pressionar o botão de liga (BL) a válvula de entrada (VE) é acionada e o tanque começa a encher. Quando o sensor de nível alto (SNA) for atingido, a válvula de entrada (VE) é fechada ligando o motor de agito (MA) que permanece ligado por 10 segundos. Em seguida a válvula de saída (VS) é ligada, quando o sensor de nível baixo (SNB) for acionado o ciclo recomeça. Se o botão de desliga (BD) não for pressionado o ciclo recomeça.



Diagrama Ladder(LD)

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Diagrama Ladder(LD)

É uma linguagem gráfica, muito amigável, foi baseada na lógica de contatos o que a torna de fácil compreensão no meio elétrico.

Principais características: • Baseada no diagrama elétrico de contatos; • Adequada para controle discreto, combinacional e sequencial;• Utilizam blocos de função para controle regulatório e funções especiais.



Exemplo (LD): Partida de Motor

Implementar uma partida direta reversa de motores trifásicos, que consiste em mudar o sentido de rotação de um motor trifásico. Sua sequência operacional é bastante simples:

• Pressionando (S1) energiza-se o contator (K1), fechando o seu selo (13,14) e abrindo o intertravamento (21,22) mesmo pressionando (S2) o contator(K2) não será energizado, devido ao intertravamento, sendo necessário seu desligamento para religar (S2) novamente e a rotação será contrário.

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Exemplo (LD): Partida de Motor



Linguagens de Programação de CLPs (mais usadas)

• As linguagens mais usadas são:

- Diagrama de Contatos (Ladder Diagram) e- Lista de Instruções (Statement List)

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Atividade #3

• Estudo de Caso: Ambientes dedesenvolvimento/programação



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Parte VI – Linguagem Ladder

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Origem da Linguagem Ladder

A linguagem Ladder foi a primeira que surgiu naprogramação dos CLP’s, pois sua funcionalidadeprocurava imitar os antigos diagramas elétricos,utilizados pelos Técnicos e Engenheiros daépoca. O objetivo era o de evitar uma quebra deparadigmas muito grande, permitindo assim amelhor aceitação do produto no mercado.



Diagrama de Contatos

Também conhecida como:

– Diagrama de relés;– Diagrama escada;– Diagrama “ladder”.

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Vantagens da Ladder• Linguagem gráfica e simbólica; • Simples interpretação; • Familiarização com engenheiros de controle; • A equipe de manutenção consegue entendê-la; • É rapidamente executada; • É produtiva no projeto e depuração; • Vasto suporte de fornecedores e terceiros; • Permite programação on-line com compilação em tempo

real; • Permite extensões do usuário.



Elementos básicos de uma programação Ladder

O diagrama de contatos (Ladder) consiste emum desenho formado por duas linhas verticais,que representam os pólos positivo e negativo deuma bateria, ou fonte de alimentação genérica.Entre as duas linhas verticais são desenhadosramais horizontais que possuem chaves. Estaspodem ser normalmente abertas, ou fechadas erepresentam os estados das entradas do CLP.

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Para que um relê seja energizado, necessita de uma continuidade elétrica, estabelecida por uma

corrente elétrica.



Esta forma gráfica de apresentação está muito próxima a normalmente usada em diagrama elétricos.

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Características Ladder

• Linguagem Gráfica;• Conjunto de instruções completo;

• Regras gerais:

Linhas Verticais: linhas-mãe ou linhas de alimentação;As saídas estão sempre na direita;O fluxo de execução ocorre de cima para baixo e da

esquerda para a direita.



Exemplo Ladder

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Símbolos LadderÉ um diagrama de relés cujos símbolosrepresentam:

- contatos normalmente abertos -| |-- contatos normalmente fechados -| / |-- saída, representando a bobina -( )-



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Exemplo #1 – Básico

S1 S2 Y1-------[ ]------[ / ]-------------------( )--------

Se a entrada S1 for verdadeira e a entrada S2 for falsa, a saída Y1 será ativada

Y1 = (S1+S2`)

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Exemplo #2 : Comando de um Motor

R1 = (CN1+R1).CN2´



K1 = S0´.(S1+K1)

Exemplo #3 – Partida

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Elementos Básicos em Ladder



Funções Lógicas em LadderAs funções lógicas são estudadas em todos equaisquer elementos. A combinação entre oscontatos NA e NF servem de importante orientaçãopara o projetista e programador de circuitos lógicos.

◦ Função “ E ”◦ Função “ OU ”◦ Função “ NÃO E ”◦ Função “ NÃO OU ”◦ Função “ INVERSORA ”

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Função “E” (AND)

Q1 = I1.I2



Função “OU” (OR)

Q1 = I1+I2

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Função “NÃO E” (NAND)

O1 = I1´+I2`= (I1.I2)`



Função “NÃO OU” (NOR)

O1 = I1´.I2`= (I1+I2)`

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Função Inversora

O1 = I1´



Circuitos de Selo• Os selos são as combinações mais básicas entre

elementos, destinados a manter uma saída ligada,quando se utilizam botoeiras.

• Com as duas chaves pressionadas o circuito sempreestará desligado. É o mais utilizado por questões desegurança.

O1 = I0`+I1

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Exemplo



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Parte VII – Programação

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Dispositivos de Programação

• A programação de CLPs é realizada pormeio de dispositivos de programaçãoseparados que são compartilhados porvários CLPs de uma instalação;

• Pode ser: off-line ou on-line;• O uso de PCs como ferramenta de

programação tem grande aceitação.



Ambientes de Programação

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Sequencia de Programação



Atividade #4

• Estudo de Caso: Linguagens de Programação

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