Clp - hardware, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

Situação da indústria automobilística

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No final da década de 60, as montadoras controlavam aslinhas de produção com milhares de relês e um complexosistema eletromecânico.

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Os painéis eram pesados e difíceis deinstalar, modificar e consertar, enquantofiação e documentação disponíveis setornavam volumoso e dispendioso.

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Mudanças anuais nos modelos requeriam re-desenvolvimento dos painéis e a fiação dosrelês, praticamente se trocava tudo.

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Em adição, o custo de trocar um relê estavase tornando altíssimo.

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O Primeiro CLP

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Em 1968, um grupo de engenheiros da Bedford Associates emBedford, Massachusetts, desenvolveu um produto que resolviao inerente problema dos painéis de controle a relê.

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Baseados no projeto de Richard Morley, asolução era um controlador que utilizavaum circuito de estado sólido com lógicarelê ladder para programá-lo.

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Um controlador de lógica sequencial quecontrolava a lógica da fábrica e os processossequenciais, chamado “084”.

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Ele foi chamado de “084”, pois foi ooctagésimo quarto projeto da BedfordAssociates.

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Outros CLP’s Modicon

No começo da indústria automobilística, o CLP tornou-seum padrão popular para máquinas e controle de processosem toda a indústria. Seu poder, flexibilidade e facilidade deuso, ganharam a aceitação por engenheiros e gerentes emtodos os níveis. Hoje movimenta uma indústria de mais de15 bilhões de dolares.

584A

984 Family

Modvue

Micro 84

Micro 9

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- CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL ( CLP )^ O CLP é um dispositivo eletrônico utilizado para executar o controle de máquinas e processos industriais.

Tal controle é possível pois o CLP possui em sua estrutura uma CPU que pode ser programada pelo usuário para receber sinais de elementos de campo, como sensores, botões, chaves - fim -de -curso,transmissores de nível ou temperatura, e de acordo com tais informações acionar dispositivoscomo as bobinas de contatores que acionam motores, lâmpadas para sinalização de alarmes, válvulassolenóides para liberar vazão, etc.

O CLP é composto basicamente por 3 partes principais : 1 - ENTRADAS ; 2 - SAÍDAS ; 3 - CPU ( Unidade Central de Processamento ).

CPU

Entradas

Saídas

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CICLO DE OPERAÇÃO :1 - Varredura das Entradas

: A CPU lê todas as entradas e guarda as informações em uma

memória especial, denominada Memória Imagem de Entrada;

2 - Varredura do Programa

: As informações da Memória Imagem de Entrada entrada são

processadas de acordo com o programa realizado pelo usuário e de acordo com a lógica do programamuda os estados das saídas e guarda estas informações em outra memória especial denominadaMemória Imagem de Saída.

3 -^ Varredura das Saídas

: As saídas são atualizadas de acordo com a Memória Imagem de

Saída.

4 – Overhead/Housekeeping

: A CPU lê todas as comunicações disponíveis e autaliza o

diagnóstico. Esta rotina de operação recebe o nome de

Scan,

e é executado ciclicamente pela CPU, o tempo de cada

ciclo depende do tamanho do programa e do número de pontos de Entradas e Saídas

Início

Varredurade entradas

Varredura doprograma

Housekeeping

Varredurade saídas

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Dentro do CLP

A CPU contêm um programa executivo que diz ao CLP como:

-^ Executar as instruções de Controle - Programa do usuário - Comunicar com outros dispositivos - Outros CLP’s, dispositivos de programação, I/O remoto, etc. - Executar as atividades Housekeeping - Diagnóstico, etc

Este programa executivo é armazenado em uma memória não volátil

• Significa que o programa não será perdido em uma eventualqueda de energia

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MODELOS DE CLP Temos disponíveis no mercado vários modelos de CLP´s, cada fabricante incorpora ao seu

produto características diferentes, como formato compacto, acessórios especiais , protocolo decomunicaçâo, velocidade de processamento...

Porém, basicamente podemos dividir os CLP´s em 2 grupos :

1- Estrutura Compacta;2- Estrutura Modular;

1- ESTRUTURA COMPACTA Neste tipo de configuração um mesmo produto comporta CPU, Entradas e Saídas.Geralmente este tipo de CLP é alimentado pela rede elétrica ( 110/220 VAC) e possuem

internamente uma fonte de 24 VCC para alimentar seus circuitos eletrônicos. Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

DISPLAY PARA VISUALIZAÇÃO DE STATUS.

TERMINAIS PARA CONEXÃO DOS DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SAÍDA.

TERMINAL PARA CONEXÂO COM O MICRO-COMPUTADOR

2- ESTRUTURA MODULAR Neste tipo de configuração o CLP pode ser “montado” de acordo com a necessidade da aplicação, isto ocorre porque seus componentes estão divididos em módulos, podendo para um mesmo CLP existirmódulos com a mesma função, porém com características diferentes :

-^ Módulo da CPU

: Varia em capacidade de memória, tempo de processamento , protocolos de

comunicação e recursos avançados;

-^ Módulos de Entradas e Saídas

: Variam em quantidade de pontos, resolução, tensão de

operação e capacidade de corrente. Existem também módulos que realizam funções especiais, comocontrole de movimento, pesagem, redes de comunicação,etc.

-^ Módulo de Alimentação

: (fonte de alimentação para os módulos) Varia na capacidade de corrente.

-^ Rack

: Estrutura para alojar os módulos, varia no tamanho. CPU

REDES DE COMUNICAÇÃO

RACK

ENTRADAS^ E SAÍDAS

FONTE

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ENTRADAS ( INPUT “I” )

DIGITAIS

: Também conhecido como sinal lógico ( ou discreto ) , tem

este nome porque só permite dois estados lógicos :

0 = desligado / “aberto” ( sem sinal elétrico) 1 = ligado / “fechado”

( com sinal elétrico)

+V

I

Sem sinal elétrico naentrada do CLP. Sinal elétrico na entradado CLP.

Tipicamente 24 Vcc,110 Vac ou 220 Vac.

-V

Referência

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- ENTRADAS ( INPUT “I” ) São pontos de conexão onde ligamos os dispositivos que fornecem informações de campo

(presença de peças, temperatura, vazão,velocidade...) para o CLP, estas informações são em forma desinais elétricos.

Estes sinais elétricos podem ser digitais ou analógicos : - SINAL DIGITAL : Também conhecido como sinal lógico ( ou discreto ) , tem este nome porque sópermite dois estados lógicos :

0 = desligado / “aberto” ( sem sinal elétrico)1 = ligado / “fechado”

( com sinal elétrico)

Os sinais digitais costumam ser em : 24 VCC , 110 VCA e 220 VCA. Exemplo de sinal digital

: Botão Atuado = “1” Ligado ( enviando sinal elétrico para o CLP )Botão Não Atuado = “0” Desligado ( não env. sinal elétrico para o CLP ) CHAVES-FIM-DE-CURSO

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