Garantindo pelo menos um dos seguintes objetivos: Aumento da Produtividade, Aumento da Qualidade, Aumento da Segurança Evitar contato manual

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1 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS

2 A palavra automação está diretamente ligada ao controle automático, ou seja ações que não dependem da intervenção humana. O conceito filosófico para o surgimento da automação é muito antigo, remontando da época de 3500 e 3200 A.C., com a utilização da roda. O objetivo era sempre o mesmo, o de simplificar o trabalho do homem, de forma a substituir o esforço braçal por outros meios e mecanismos, liberando o tempo disponível para outros afazeres, valorizando o tempo útil para as atividades do intelecto, das artes, lazer ou simplesmente entretenimento. Enfim, nos tempos modernos, entende-se por automação qualquer sistema apoiado em microprocessadores que substitua o trabalho humano.

3 A automação é um processo de engenharia que identifica comportamentos repetitivos em máquinas e processos, a fim de determinar a utilização de mecanismos e sensores para reprodução destes movimentos e ações. Garantindo pelo menos um dos seguintes objetivos: Aumento da Produtividade, Aumento da Qualidade, Aumento da Segurança Evitar contato manual

4 Apresentamos um pequeno resumo da evolução da tecnologia que contribuíram para o desenvolvimento da automação industrial. Navegação com energia dos ventos, à vela pelos Fenícios ( 1000 A.C.) Moinhos de ventos já eram utilizados antes do século X; Invenção máquina de fiar (1764); Tear Hidráulico (1768); Máquina de Vapor (1769); Bateria Elétrica (1800) Alessandro Volta; Navegação com energia a vapor (1807); Relação entre eletricidade e magnetismo (1820), por Hans Christian Orsted; Eletromagnetismo (1864) por James Clerk Maxwell; Equação da força eletromotriz por Faraday (1831) e Lenz (1834); Rede elétrica pública em Londres (1882); Motor Elétrico CC (1886) através do gerador de CC por Werner Von Siemens Motor Elétrico CA (1889) o Eng. Dobrowolsky patenteou este motor

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6 Os Controladores Lógicos Programáveis ou CLPs, são equipamentos eletrônicos utilizados em sistemas de automação flexível. São ferramentas de trabalho muito úteis e versáteis para aplicações em sistemas de acionamentos e controle, e por isso são utilizados em grande escala no mercado industrial. Permitem desenvolver e alterar facilmente a lógica para acionamento das saídas em função das entradas. Desta forma, podemos associar diversos sinais de entrada para controlar diversos atuadores ligados nos pontos de saída. CAMINHO COMPLETO DE UM SISTEMA ELETRÔNICO ENTRADA DE SINAIS SINAIS PROCESSADOS SAÍDA DE SINAIS A entrada de sinais corresponde aos sinais captados, como temperatura, pressão, posição, etc. Após o tratamento (sinais processados), estes sinais são enviados para o controle de diversos dispositivos do sistema (sinais de saída).

7 O Controlador Lógico programável (CLP) é definido como aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para o armazenamento interno de instruções específicas, tais como; lógica, seqüenciamento, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas e processos. O desenvolvimento dos CLPs começou em 1968 em resposta a uma requisição da Divisão Hidramática da General Motors. Naquela época, a General Motors passava dias ou semanas alterando sistemas de controles baseados em relés, sempre que mudava um modelo de carro ou introduzia modificações em uma linha de montagem.

8 A tecnologia dos CLPs só foi possível com o aperfeiçoamento dos circuitos integrados e da evolução da lógica digital. Essa evolução trouxe consigo as principais vantagens: Fácil diagnóstico durante o projeto Economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido Possibilidade de criar um banco de armazenamento de programas Baixo consumo de energia Necessita de uma reduzida equipe de manutenção Tem a flexibilidade para expansão do número de entradas e saídas Capacidade de comunicação com diversos outros equipamentos Entre outras

9 SINAIS E SISTEMAS Sinal é uma descrição quantitativa de um determinado fenômeno, associado a um dado do meio. Exemplos de sinais: sonoros, visuais e elétricos. O sistema é uma parte do meio que cria sinais próprios e que permite que ele se relacione com o meio ambiente. Exemplos de sistemas: circuitos elétricos, sistemas hidráulicos, sistemas mecânicos.

10 Para controlar uma planta industrial, seja a mais simples ou mais complexa, necessitamos de um sistema que obviamente quanto mais complexo mais se exige deste controle. Porém, a idéia do sistema de controle é bastante simples e pode ser dividida em três partes. ENTRADAS São sensores analógicos ou digitais, responsáveis por alimentar o controle com as informações externas Sensores digitais captam e enviam aos controladores variáveis discretas, tais como ligado;desligado, ou alto;baixo, enquanto os analógicos captam e enviam aos controlares variáveis com uma faixa continua, tais como pressão, temperatura, vazão ou nível.

11 DISPOSITIVO CONTROLADOR Manipula as informações através de um software previamente embutido. Esse dispositivo recebe as informações do estado real da planta através de uma rede de sensores ligados a ele, então ele compara com um algoritmo de controle, previamente embutido no controlador que atualiza suas saídas. SAÍDAS Responsáveis pela ação, ou seja, são os atuadores, dispositivos com finalidade de provocar uma ação. Os atuadores mais comuns são as válvulas, solenóides, e os motores.

12 ABNT DEFINE CLP COMO Um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais. A NEMA (NATIONAL ELETRICAL MANUFACTURES ASSOCIATION) define CLP como É um aparelho eletrônico que utiliza uma memória programável para armazenar internamente instruções e para implementar funções específicas, tais como lógica seqüencial, temporização, contagem e aritmética, controlando, por meio de módulos de entradas e saídas, vários tipos de maquinas ou processos.

13 SIEMENS LOGO 12 24RC

14 - Funciona de forma sequencial - Executa cilcos de varredura em seus estados - Quando cada estado do ciclo é executado os demais permanecem em repouso - O tempo total para realizar um ciclo é denominado clock

15 O CLP funciona de forma seqüencial, fazendo um ciclo de varredura em algumas etapas. É importante observar que quando cada etapa do ciclo é executada, as outras etapas ficam inativas O tempo total para realizar o ciclo é denominado CLOCK. Isso justifica a exigência de processadores com velocidades cada vez mais altas. E SE TIVER ALGUM ERRO DURANTE O PROCESSO Início: Verifica o funcionamento da C.P.U, memórias, circuitos auxiliares, estado das chaves, existência de um programa de usuário, emite aviso de erro em caso de falha. Desativa todas as saídas. Verifica o estado das entradas: Lê cada uma das entradas, verificando se houve acionamento. O processo é chamado de ciclo de varredura. Compara com o programa do usuário: Através das instruções do usuário sobre qual ação tomar em caso de acionamento das entradas o CLP atualiza a memória imagem das saídas Atualiza as saídas: As saídas são acionadas ou desativadas conforme a determinação da CPU. Um novo ciclo é iniciado.

16 . Fonte de alimentação: Converte a tensão da rede de 110 ou 220 VCA em +5VCC, +12VCC ou +24VCC para alimentar os circuitos eletrônicos, as entradas e as saídas. Unidade de processamento: Também conhecida por CPU, é composta por microcontroladores ou microprocessadores (Intel 80xx, motorola 68xx, PIC 16xx). Endereçamento de memória de até 1Mega Byte, velocidades de clock de 4 a 30 MHz, manipulação de dados decimais, octais e hexadecimais. Bateria: Utilizada para manter o circuito do relógio em tempo real. Normalmente são utilizadas baterias recarregáveis do tipo Ni - Ca.

17 Memória do programa supervisor: O programa supervisor é responsável pelo gerenciamento de todas as atividades do CLP. Não pode ser modificado pelo usuário e fica normalmente em memórias do tipo PROM, EPROM, EEPROM. Memória do usuário: Espaço reservado ao programa do usuário. Constituída por memórias do tipo RAM, EEPROM ou FLASH-EPROM. Também pode-se utilizar cartuchos de memória, para proporcionar agilidade e flexibilidade. Memória de dados: Armazena valores do programa do usuário, tais como valores de temporizadores, contadores, códigos de erros, senhas, etc. Nesta região se encontra também a memória imagem das entradas a saídas. Esta funciona como uma tabela virtual onde a CPU busca informações para o processo decisório.

18 POWER ON RESET: desliga todas as saídas assim que o equipamento é ligado, isso evita que possíveis danos venham a acontecer. POWER DOWN: monitora a tensão de alimentação salvando o conteúdo das memórias antes que alguma queda de energia possa acontecer. WATCH DOG TIMER: o cão de guarda deve ser acionado em intervalos periódicos, isso evita que o programa entre em loop.

19 Os CLPs podem ser classificados segundo a sua capacidade: Nano e micro CLPs: possuem até 16 entradas e a saídas. Normalmente são compostos por um único módulo com capacidade de memória máxima de 512 passos. CLPs de médio porte: capacidade de entrada e saída em até 256 pontos, digitais e analógicas. Permitem até 2048 passos de memória. CLPs de grande porte: construção modular com CPU principal e auxiliares.módulos de entrada e saída digitais e analógicas, módulos especializados, módulos para redes locais. Permitem a utilização de até 4096 pontos. A memória pode ser otimizada para o tamanho requerido pelo usuário. ALLEN-BRADLEY

20 Entradas ( I ) Os controladores lógicos programáveis são dotados de entradas físicas que podem ser analógicas e ou digitais. Processamento - Após coletar os dados, estes devem ser processados a fim de que realizem uma determinada operação Saídas ( 0 ) - Após coletar as informações e processá-las, um sinal elétrico que pode ser analógico ou digital será enviado a saída. Interface homem máquina (IHM) - É o elo de ligação entre o operador e a máquina, permite o operador alterar entradas e saídas do sistema, fazer leituras convertidas em gráficos de toda operação do sistema.

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22 CLP LEITOR DE CÓDIGOS SENSOR DE DECTECÇÃO

23 CLP ATUADOR 02 ATUADOR 01 S.D. 01 S.D. 02

24 CALIBRE CLP ENVASE ETP MOTOR

25 DOMÓTICA

26 DOMÓTICA É uma tecnologia recente que permite a gestão de todos os recursos habitacionais. O termo Domótica resulta da junção da palavra latina Domus (casa) com Robótica (controlo automatizado de algo). É este último elemento que rentabiliza o sistema, simplificando a vida diária das pessoas, satisfazendo as suas necessidades de comunicação, de conforto e segurança

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