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Controlador Logico Programavel
Tipologia: Trabalhos
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Trabalho apresentado à universidade de Uberaba como parte das exigências
engenharia de produção.
Orientador: Silvano
Uberaba – MG
2012
O controlador lógico programável foi criado devido a grande dificuldade de mudar a lógica de controle dos painéis de comando a cada mudança na linha de montagem, necessário para controle de maquinas, executando lógicas de intretavamento digitais com grande vantagem de reprogramação sem necessidade de realizar modificações de hardware, e com isso os tradicionais painéis de controle e relés foram sendo substituídos. Os CLPs permitem transferir as modificações de hardware em modificações no software. Com a evolução dos recursos eletrônicos, possibilitou a capacidade de realizar tarefas simples como a lógica de ligar e desligar um motor até as atividades mais complexas que envolvem a implementação de funções que utilizam outras linguagem de programação como C,C++ e entre outras.
De forma geral os Controladores Lógicos Programáveis, são equipamentos eletrônicos de ultima geração, utilizado em sistema de automação flexível. Estes permitem desenvolver a alterar facilmente a lógica para acionamento das saídas em função das entradas.
Na automação industrial, as máquinas substituem tarefas tipicamente mentais, tais como memorizações, cálculos e supervisões. Os CLP’s dominam os dispositivos pneumáticos, hidráulicos, mecânicos e eletroeletrônicos. Os CLP’s substituem a ação do homem como sistema de controle, e podem controlar grandezas tais como vazão, temperatura, pressão, nível, velocidade, torque, densidade, rotação, voltagem e corrente elétrica, ou seja, as variáveis de controle de um processo industrial.
Pode ser definido como um dispositivo de estado sólido. Um Computador Industrial, capaz de armazenar instruções para implementação de funções de controle (seqüência lógica, temporização e contagem, por exemplo), além de realizar operações lógicas e aritméticas, manipulação de dados e comunicação em rede, sendo utilizado no controle de Sistemas Automatizados.
Os principais blocos que compõem um PLC são:
Podem ser discretos (sinais digitais: 12VDC, 127 VAC, contatos normalmente abertos, contatos normalmente fechados) ou analógicos (sinais analógicos: 4-20mA, 0-10VDC, termopar);
Responsável pela tensão de alimentação fornecida à CPU e aos Circuitos/Módulos de I/O. Em alguns casos, proporciona saída auxiliar (baixa corrente).
Proporciona conexão mecânica e elétrica entre a CPU, os Módulos de I/O e a Fonte de Alimentação. Contém o barramento de comunicação entre eles, no qual os sinais de dados, endereço, controle e tensão de alimentação estão presentes. Pode ainda ser composto por Circuitos/Módulos Especiais: contador rápido (5kHz, 10kHz, 100kHz, ou mais), interrupção por hardware, controlador de temperatura, controlador PID, co-processadores (transmissão via rádio, posicionamento de eixos, programação BASIC, sintetizador de voz, entre outros) e comunicação em rede, por exemplo.
A figura a seguir mostra um PLC comercial
Podemos apresentar a estrutura de um CLP dividida em três partes: entrada, processamento e saída.
são compostos de grupos de bits, associados em conjunto de 8 bits (1 byte) ou conjunto de 16 bits, de acordo com o tipo da CPU.
As entradas analógicas são módulos conversores A/D, que convertem um sinal de entrada em um valor digital, normalmente de 12 bits ( combinações). As saídas analógicas são módulos conversores D/A, ou seja, um valor binário é transformado em um sinal analógico.
Ao ser ligado um CLP cumpre uma rotina de inicialização gravado em um sistema operacional. Essa rotina realiza tarefas como, limpeza das memórias-imagem, teste da memória-imagem, teste da memória RAM, teste de executabilidade do programa.
Os sinais dos sensores são aplicados às entradas do controlador e a cada ciclo (varredura) todos esses sinais são lidos e transferidos para a unidade de memória interna denominada memória imagem de entrada. Estes sinais são associados entre si aos sinais internos. Ao término do ciclo de varredura, os resultados são transferidos à memória imagem de saída e então aplicados aos terminais de saída.
Este ciclo esta representado na figura.
Ciclo de processamento dos CLPs
Onde:
Lê cada uma das entradas, verificando se houve acionamento. Esse processo é chamado de ciclo de varredura.
Através das instruções do usuário sobre qual ação tomar em caso de acionamento das entradas o CLP atualiza a memória imagem das saídas.
As saídas são acionadas ou desativadas conforme a determinação da CPU. E assim um novo ciclo é iniciado.
Os Clp’s tem capacidade de comunicação de dados via canais seriais. Com isto podem ser supervisionados por computadores formando sistemas de controles integrados. Softwares de supervisão controlam redes de controladores Lógicos Programáveis. Os canais de comunicação nos CLP’s permitem conectar à interface de operação (IHM), computadores, outros CLP’s e até mesmo com unidades de entradas e saídas remotas. Cada fabricante estabelece um protocolo para fazer com que seus equipamentos troquem informações entre si. Os protocolos mais comuns são Modbus (Modicon - Scheneider Eletric), Profibus (Siemens), Unitelway (Telemecanique – Schneider Eletric) e DeviceNet (Allen Bradley), entre outros.
Redes de campo abertas como PROFIBUS-DP são de uso muito comum com CLP’s permitindo aplicações complexas na industria automobilística, siderurgica, de papel e celulose, e outras.
Alguns modelos.
Os CLP's estão muito difundidos nas áreas de controle de processos ou de automação industrial. São aplicado em controle de processos industriais. Os sinais de entrada são, via de regra, sinais de sensores e comandos. A informação dos sensores e comandos está disponível a todo momento na interface de entrada, todavia, somente durante a operação de leitura, os sinais são copiados para a memória de entrada. Essa informação, congelada na memória de entrada, é usada durante a execução do programa de controle. Os sinais de saída, computados na operação precedente, são copiados da memória de saída para a interface de saída, operação esta chamada de escrita.
A sua aplicação se dá nas industrias do tipo contínuo, produtoras de líquidos, materiais gasosos e outros produtos, no outro caso a aplicação se dá nas áreas relacionadas com a produção em linhas de montagem, por exemplo na indústria do automóvel.
É ideal para aplicações em sistemas de controle de relés e contatores, os quais se utilizam principalmente de fiação, dificultando, desta forma, o acesso, possíveis modificações e ampliações do circuito de controle existente.
Este trabalho foi feito com o intuito de facilitar e aprofundar o estudo neste tema. Podendo concluir que o CLP é importante na evolução tecnológica, substituindo muitos elementos por apenas um. Por que além do custo reduzido à outros benefícios de valor agregado, como: confiabilidade, flexibilidade, funções avançadas, comunicações, velocidade e diagnóstico. E estão cada vez mais presentes em todos os campos de automação e por isso que torna maior a necessidade de formação de profissionais capazes de aplicá-lo de forma eficiente na solução dos mais diversos problemas.
