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Esse sistema tinha alguns problemas e dificuldades, como a impossibilidade da estruturação do processo de controle. A dinâmica do processo ficava camuflada no diagrama devido a grande quantidade de relés em um só painel.
O processamento de dados complexos eram difíceis de ser integrados, sem contar o espaço que era necessário para a montagem dos painéis.
O primeiro CLP Foi então que em 1965, a General Motors (GM) desenvolveu o primeiro projeto de CLP . Isto proporcionou mais agilidade e maior flexibilidade em seu processo de fabricação. Além disso, foi possível a redução do tamanho dos painéis, já que apenas um equipamento permitia a redução de inúmeros relés.
Além disso, este CLP facilitou as mudanças de comando que poderiam vir a existir. Com o passar do tempo, foram realizadas algumas modificações e melhorias chegando aos CLPs que temos hoje no mercado.
Nesse artigo, falaremos sobre uma peça fundamental da automação, o CLP – O que é preciso saber para começar a trabalhar com esse equipamento ou aprofundar-se sobre o assunto.
Tabela de conteúdo:
O que é um CLP? CLP (ou PLC usado na língua inglesa) é a abreviação de controlador lógico programável , um equipamento muito utilizado na indústria.
É ele que fará todo o comando das máquinas, como por exemplo, emitir o sinal para alguma máquina parar ou funcionar. Além disso, também recebe as informações dos sensores e equipamentos e decide como responder aos sinais recebidos.
Se fizermos uma analogia com o corpo humano, ele poderia ser comparado ao cérebro , devido a sua importância na automação (principalmente no meio industrial). Porém, é preciso deixar claro que o controlador lógico programável não pode fazer muita coisa sozinho.
O controlador precisa de informações externas que serão recebidas pelas suas entradas. Além das entradas, ele precisa das máquinas nas quais serão controladas (os chamados atuadores).
Da mesma forma que, no corpo humano, o cérebro é extremamente importante, mas precisa do corpo para atuar.
Como funciona um Controlador Lógico Programável? De forma bem sucinta, o CLP irá ler seus módulos de entradas (equipamentos que enviam sinais elétricos para ele, como sensores, chaves de nível , botoeiras, etc.).
Ele processa todas as informações, seguindo o comando da programação e, então, envia ou bloqueia os sinais elétricos, atuando nos devidos módulos de saída (onde se encontra os atuadores, como por exemplo, lâmpadas, contatores, solenóides, entre outros).
Falando sobre varredura no CLP
Os CLPs trabalham com varreduras que funcionam da seguinte forma. Será feita uma checagem da CPU. Depois de todas as entradas para começar a execução da programação, para assim enviar os comandos para as saídas.
O tempo para percorrer todo esses passos é chamado de ciclo de varredura. O tempo gasto no ciclo pode variar, pois vai depender do tipo de CPU utilizado, a complexidade do programa. Além da quantidades de entradas e saídas existentes no sistema, e memória disponível.
Este tempo, pode variar na casa dos milissegundos por kilobytes.
Como é composto um CLP? O CLP é composto pela CPU e a memória
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A CPU é o elemento que trabalhará toda a lógica do CLP. Assim como um computador, a CPU do CLP precisa de um sistema operacional, ou seja, uma programação básica gravada na memória não volátil (que não pode ser apagada pelo usuário).
A memória, pode ser do tipo de dados ou do usuário. A memória de dados é utilizada para armazenar dados em um curto período de tempo (assim como nossa memória de curto prazo).
É nessa memória que a CPU armazenará os dados recebidos de suas entradas, após o uso dessa informação ela será apagada.
Já a memória do usuário armazena toda a programação do CLP, podendo ser apagada ou alterada pelo usuário.
Módulos de entradas e saídas (I/O) Os módulos de entrada são os componentes que emitirão as informações solicitadas pelas CPUS.
Essas entradas podem ser do tipo analógica (sinais elétricos que podem variar entre dois extremos) e digitais (sinais que possuem apenas dois estados: ligado ou desligado).
Os módulos de saída consistem em terminais que irão receber as instruções da CPU (também já citado acima). Os módulos de saída também pode ser classificado entre digitais e analogios.
Os tipos e as quantidades de entradas e saídas (chamadas também por portas) varia entre modelos e marcas.
Fonte de energia
A fonte de energia fornecerá toda a alimentação de energia necessária para o funcionamento das CPUs.
Usualmente a alimentação é feita com corrente alternada (110V ou 220V), podendo também ser usada alimentação de corrente contínua (a mais comum de 24V).
Além disso, temos os periféricos que são elementos extras utilizados pelos fabricantes para incrementar o sistema, entre eles, o módulo de comunicação.
Como programar um CLP? Todo fabricante fornece o software que permite a escrita do programa, as linguagens mais utilizadas nos CLPs são:
LADDER ( Histograma de contatos) Diagrama de blocos funcionais Lista de instruções
Todas essas linguagens vem de uma única lógica, a chamada álgebra booleana. Se você pretende se aprofundar no tema, é de extrema importância conhecer essa lógica.
Álgebra booleana
A álgebra booleana consiste basicamente com as operações and (representado na equação com o símbolo .), or (representado pelo sinal +), not (representado com um risco em cima da variável onde ele se encontra) e suas composições ( nand, nor, etc).
Não iremos entrar em detalhes pois deixaria o artigo muito extenso (o suficiente para um outro artigo). Mas o que quero deixar explicado aqui é que se você tiver o conhecimento dessa álgebra é possível interpretar as principais linguagens utilizadas em CLP.
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Outras linguagens menos utilizadas na programação de CLP são: C e suas derivadas, BASIC e a estruturada Grafcet ou SFC como é chamada na américa do norte.
Essas outras linguagens se diferenciam pois e seguem a lógica de programação com algoritmos. Porém, não iremos comentá-las, devido ser bem menos comum e quase não serem usadas nos CLPs.
Onde encontrar cursos de CLP? A instituição Brasileira bastante conhecida e que ministra cursos de CLP é o SENAI. Existem também algumas instituições focadas na área industrial que oferecem cursos onlines na internet 😉
Se você deseja fazer o curso e obter um certificado, recomendo procurar instituições de ensino industriais.
Mas se você gostaria de aprender sobre CLP sem precisar de um certificado ou só quer mesmo se aperfeiçoar, existem muitos tutoriais no youtube que mostram como trabalhar nos simuladores (falaremos mais sobre isso depois).
Existe também apostilas fornecidas pelos próprios fabricantes que fornecem um bom conteúdo para esse equipamento. Alguns fabricantes também oferecem cursos sobre o assunto.
Quais os principais fabricantes de CLP? Existem inúmeros fabricantes de CLP e os dois mais conhecidos no mercado, principalmente no mercado brasileiro, são a Siemens e Rockwell.
Existe um fabricante que tem crescido bastante nesses últimos anos e no qual tenho ouvido muito a falar, a Wago. A proposta dele é a mudança em seu mecanismo de venda do software, permitindo que eles ganhem espaço nesse mercado.
A schneider e ABB também são fabricantes de CLP. Lembrando que quando falamos de fabricantes de CLP os dois primeiros fabricantes citados serão os que primeiro vierem a mente de quem trabalha com esse equipamento.
Isto por que é bem comum encontrar nas indústrias pelo menos um CLP de uma dessas indústrias.
É importante lembrar que aqui estamos falando dos fabricantes mais populares (não estamos falando de qualidades ou preferências particulares, ok?).
Resolvendo exercícios de CLP Duas casas são alimentadas por um reservatório de água, que retira a água de um poço através de uma bomba e o reservatório disponibiliza um sensor de nível.
Para que os moradores não precisassem se preocupar com a necessidade de ligar e desligar a bomba, foi proposto o uso de um CLP. Propuseram que a bomba fosse acionada quando as duas válvulas estivessem ligadas ou quando o sensor estivesse abaixo do valor pretendido.Desenhe o diagrama na linguagem Ladder.
Fazendo a álgebra booleana, temos uma operação and entre as duas válvulas e uma operação nor (not representa quando o sensor não estiver acionado, se juntando com a operação or do os sensores ou as válvulas temos o termo nor) entre as válvulas e o sensor ((V1.V2) + S1 = B1).
Passando para a linguagem Ladder temos:
Este segundo exercício foi extraído da prova do concurso da COPASA MG para área de engenharia de controle e automação, questão é a de número 34. Clique aqui para ver o caderno da prova.
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Exercícios de CLP 02:
O LADDER apresentado controla um motor, de forma que o mesmo possa girar nos dois sentidos (horário e anti-horário) através do acionamento de cada uma das saídas ilustradas.
Existe um intertravamento para garantir que o acionamento de uma das saídas impeça o acionamento da outra e vice-versa.
Os seguintes comandos foram implementados:
B1 – Botoeira para girar em sentido horário
B2 – Botoeira para girar em sentido anti-horário
B3 – Botoeira Desliga Motor
Q1 – Liga Motor em sentido Horário
Q2 – Liga Motor em sentido anti-horário
A CORRETA sequência dos comandos no LADDER é: (A) X1=B1; X2=B2; X3=B1; X4=Q1; X5=Q1; X6=B2; X7=B1; X8=B2; X9=Q2; X10=Q2
(B) X1=B1; X2=B2; X3=Q2; X4=B3; X5=Q1; X6=B2; X7=B1; X8=Q1; X9=B3; X10=Q2
(C) X1=B1; X2=B3; X3=Q2; X4=Q1; X5=Q1; X6=B2; X7=B3; X8=Q1; X9=Q2; X10=Q2
(D) X1=B1; X2=B3; X3=Q2; X4=Q2; X5=Q1; X6=B2; X7=B3; X8=Q1; X9=Q1; X10=Q2
R: no exercício ele fala que se o motor estiver em um um sentido não pode girar no outro. Ou seja para que o motor Q1 esteja ligado o motor Q2 deverá esta desligado assim Q2 tem que apresentar de forma inversa (not).
Para que o motor ligue a botoeira B3 (desligar o motor) também deverá está inversa (pois o motor não pode está ligado e desligado ao mesmo tempo) ou seja ela também tem que aparecer na operação not.
Para se ter o motor no sentido horário precisamos ou do Q1 (ligar motor no sentido horário) ou o B1(botoeira sentido horário).
Na álgebra booleana nessa primeira parte temos: (B1+Q1). B3.Q2 = Q1. para que o motor funcione no sentido contrário devemos apenas trocar Q1 por Q2 e ao invés da botoeira B1 usamos a botoeira B2. logo a resposta é a letra C.
Simuladores de CLP Existem alguns simuladores disponíveis para download na internet. Um exemplo é o codesys (Wago), e você pode encontrar muitos tutoriais no Youtube, que lhe ajuda tanto na instalação do programa, quanto no uso do mesmo.
Outro programa é o EasyCLP. Ele é gratuito e voltado para pessoas que estão aprendendo ou querem se aperfeiçoar na programação LADDER.
Recentemente encontrei um site que fornece uma plataforma online que faz a simulação do CLP de forma totalmente online e grátis, precisando apenas fazer um cadastro rápido, seu link é PLC SIMULATOR
Carrara
janeiro 4, 2020 em 6:52 pmBoa tarde,
Ótimo conteúdo, parabens. me ajudou a definir alguns conceitos sobre o CLP.
obrigado t +