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CLP Controlador Lógico Programável
Tópicos
• Introdução
• Princípio de Funcionamento
• Lógica Combinacional e Sequencial
• Diagrama de Contatos (Simbologia LADDER)
• Programação de CLP
• Principais fabricantes de CLP
IntroduçãoAutomação: 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
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
Princípio de Funcionamento
EntradasEntradasAnalógicasAnalógicas
EntradasEntradasAnalógicasAnalógicas SaídasSaídas
AnalógicasAnalógicas
SaídasSaídasAnalógicasAnalógicas
EntradasEntradasDigitaisDigitais
EntradasEntradasDigitaisDigitais
Saídas Saídas DigitaisDigitais
Saídas Saídas DigitaisDigitais
ENTRADAS E SAIDAS
DIGITAL:fornece dois estados,ligado(1) e desligado (0).
ANALOGICA: fornece varios niveis de sinal,reprensentando a variação de uma grandeza.
ProcessadorProcessador
Princípio de
FuncionamentoINICIO
VERIFICA O ESTADO DAS ENTRADAS
TRANSFERE OS DADOS PARA MEMÓRIA
COMPARA COM O PROGRAMA DO USUÁRIO
ATUALIZA AS SAÍDAS Repete a sequencia apartir da verificação do estado
das entradas
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.
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 FuncionamentoCaracterísticas das Conexões de Entradas e Saídas
Interfaces deEntrada Digital
• Contato seco• 24 VCC• 110 VCA• 220 VCA
Interfaces deSaída Digital
• Transistor• Triac• Contato seco• TTL
Interfaces deEntrada 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
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
Instrução Símbolo Operação
ANDA
BA•B
ORA
BA+B
NOT A Ā
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)
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
Tipo Símbolo Diagrama elétrico
Contato aberto
Contato fechado
Saída ( )
Diagramas de contatos (Simbologia LADDER)
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
Programação de CLP’sExemplos 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
N4
6
3
5
2
VF = VN
VN
S
T
R1
3
2
4
5
6
Configuração estrela
Configuração triângulo
Programação de CLP’sExemplos 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
Programação de CLP’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
Programação de CLP’s
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