apostila clp, Notas de estudo de Cultura

Baixe apostila clp e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity!

COTIP

Colégio Técnico Industrial de Piracicaba

APOSTILA C.L.P. – LOGO!

Prof. Anderson Rodrigo Rossi

Piracicaba, 11 de fevereiro de 2008.

SUMÁRIO

• 1 – Introdução e História do P.L.C. .............................................................................
• 2 – Tipos de Programação ..........................................................................................
• 3 – Arquitetura de CLPs ............................................................................................
• 4 – C.P.U., Cartões I/O, Fonte e Racks ....................................................................
• 5 – Funcionamento e Utilização do Micro C.L.P. LOGO! ..........................................
• 6 – Blocos do LOGO! (LOGO! SOFT COMFORT) ....................................................
• 7 –Programas Básicos (Exercícios) ..........................................................................
• 8 – Programas complexos (Exercícios) .....................................................................
• 9 – Desenvolvimento de Projetos..............................................................................

Um CLP monitora entradas, toma decisões baseado em uma programação, e controla saídas para automatizar um processo ou máquina. A Figura 1.2 apresenta a integração do equipamento com as entradas e saídas.

Figura 1.2 – Integração de PLC com entradas e saídas.

O que são entradas? São dispositivos que introduzem informações ao CLP, tais dispositivos são como: -Chaves; -Botões; -Sensores; -Encoders; -Termopares; -PT100.

O que são saídas? São dispositivos que recebem uma informação do CLP para executar uma determinada ação, tais dispositivos são como: -Motores; -Bombas; -Cilindros; -Resistências.

Vantagens do CLP:

• Economia na mudança de função (facilidade de programação);
• Alta confiabilidade;
• Aumento da vida útil do controlador;
• Menor manutenção preventiva e corretiva;
• Envio de dados para processamentos centralizados;
• Expansão em módulos;
• Redução de dimensão em relação a painéis de Relês, para redução de custos.

O funcionamento de um CLP corresponde a três etapas distintas, as quais são: entradas, processamento e saídas. Essas etapas são ilustradas na Figura 1.3.

Figura 1.3 - Estrutura básica de funcionamento de um CLP.

O hardware de um CLP é formado por 3 unidades distintas, as quais são: fonte de alimentação, CPU (Unidade Central de Processamento) e interfaces de entrada e saídas ou I/O, a Figura 1.4 apresenta as unidades em um modelo de micro CLP.

Figura 1.4 – Unidades de hardware em um micro PLC (LOGO! – Siemens).

2 – Tipos de Programação

O que é linguagem de programação? Uma linguagem de programação é um meio de indicar a um sistema de execução de tarefas uma série de operações a serem executadas. Uma linguagem de programação é, sobretudo, um meio de exprimirmos idéias acerca de metodologias. Até início de 1990 não existiam técnicas de programação padrão para CLP. Os sistemas utilizados eram baseados em textos estruturados em linguagens como Basic, Fortran, C e várias outras linguagens. A não padronização de linguagem tinha desvantagens como desperdício de tempo, alto custo em treinamento e falta de integração de sistemas. O International Electro-technical Commission (IEC) iniciou trabalhos para padronizar a programação de PLC e atualmente lança mão da IEC 61131-3. Suas vantagens são:

• Flexibilidade de programação, através de 3 modos gráficos e dois textos estruturados. O programador pode escolher qual é a melhor linguagem segundo o processo, e até utilizar várias linguagens em um mesmo processo mantendo a integração;
• Permite que o programa seja “quebrado” em elementos funcionais;
• Reduz erros, principalmente aos relacionados com a digitação;
• Sistemas seqüenciais podem ser programados passo a passo através de “sequencial function chart” (SFC) – Grafecet. Os tipos de linguagens de programação para CLPs são:
• Texto Estruturado - É uma linguagem de alto nível, com uma sintaxe que lembra o Pascal, e é indicada para uma ampla faixa de aplicações. Figura 2.1.

Figura 2.1 – Exemplo de programação de CLP com texto estruturado.

• Ladder - É uma linguagem baseada na lógica de contatos, como se fosse um comando elétrico na horizontal. Figura 2.2.

Q3 <= (I1 OR I2) AND I

Figura 2.2 – Exemplo de programação de CLP com ladder.

• Lista de Instruções - É uma linguagem de baixo nível, define-se textualmente os componentes e as instruções que o CLP deverá realizar passo a passo. Figura 2.3.

Figura 2.3 – Exemplo de programação de CLP com lista de instruções.

• Diagrama de Blocos - É semelhante ao circuito digital. Temos portas lógicas e blocos montados em caixas selecionáveis. Figura 2.4.

Figura 2.4 – Exemplo de programação de CLP com diagrama de blocos.

As funções são definidas como (baseadas em LOGO! – SIEMENS):

• Funções Básicas (GF):

• Funções Especiais (SF):

3 – Arquitetura de CLPs

A Figura 3.1 ilustra a arquitetura básica de um CLP genérico composto de:

• CPU;
• Memória
• Dispositivos de Entrada e de Saída (módulos de I/Os);
• Interface Homem/Máquina;
• Fonte de Alimentação.

Figura 3.1 – Ilustrativo da arquitetura básica de um CLP.

A CPU ( Central Processing Unit ) - Unidade Central de Processamento é a inteligência do sistema. Ela recebe os sinais digitais e os sinais analógicos dos sensores conectados aos módulos de entradas e também recebem comandos e os dados via comunicação em rede (quando usada). Em seguida executa as operações previamente inseridas na memória de programa pelo usuário e atualiza as saídas digitais e analógicas. A Figura 3.2 apresenta alguns modelos de CPUs.

Figura 3.2 – Exemplos de CPUs.

A memória é o local onde são armazenados os dados referentes ao funcionamento do sistema e armazenamento de informações necessárias ao usuário. É dividida em duas partes:

• Instruções de programa executivo que controla as atividades da CPU ( Firmware e rascunho do sistema );
• Instruções de programa de aplicação do usuário (Programa de aplicação e Tabela de dados). A Figura 3.3 apresenta a localização da memória em um modelo de CLP.

Figura 3.5 – Modelo de cartão de saída.

A fonte de alimentação fornece todos os níveis de tensão exigidos para as operações internas do CLP. Existem casos que uma segunda fonte é necessária devido ao aumento de consumo com a expansão dos módulos de saída. Certos modelos de CLPs são projetados para operarem com uma tensão de alimentação de 220Vac, outros trabalham com 24Vdc. A Figura 3.6 apresenta alguns modelos de fonte de alimentação de CLPs.

Figura 3.6 – Modelos de fontes de alimentação para CLPs.

As interfaces são os dispositivos que realizam a interface Homem/Máquina conectados aos CLPs. Servem para programação local e também para monitorar o andamento do programa, as variáveis internas e os dispositivos de campo. Podem ser portáteis ou não. Alguns exemplos são:

• IHM;
• Panel View;
• PC;
• Impressoras;
• Módulos de programação;
• Etc. A Figura 3.7 apresenta algumas interfaces.

Figura 3.7 – Interfaces de PLCs.

Os CLPs classificam-se de acordo com os pontos de I/Os e a quantidade de memória de programação disponível. A Tabela 3.1 apresenta a classificação.

Figura 3.8 – Fluxograma Básico do Sistema de Operação de um CLP.

Atualização das Entradas

(Leitura das Entradas)

Execução do Programa

de Aplicação

Atualização das Saídas

(Escrita das Saídas)

Realização de

Diagnósticos

QUESTÕES

1 – Quais são os componentes básicos da arquitetura de um C.L.P.? 2 – Defina CPU. 3 – Defina Memória. Quais são os tipos presentes em um CLP? 4 – Defina cartões/módulos de I/Os. Quais são os principais tipos? 5 – Defina fonte de alimentação. Quais são os principais tipos? 6 – Defina interface. Quais são os principais tipos? 7 – Quais são os tipos de CLPs? Como são qualificados? 8 – Defina SCAN. 9 – Defina SCAN TIME? 10 – Se um programa de CLP tem 7,5K e o SCAN RATE é de 7,5 ms/K, qual será o tempo de atualização de I/Os?