Profª Danielle Casillo

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Automação e Controle Aula 05 Introdução ao CLP Profª Danielle Casillo

2 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL -CLP 2

3 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL -CLP Podemos considerar o CLP um computador projetado para trabalhar no ambiente industrial. 3

4 DEFINIÇÃO: CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL -CLP Sistema eletrônico operando digitalmente, projetado para uso em um ambiente industrial, que usa uma memória programável para a armazenagem interna de instruções orientadas para o usuário para implementar funções específicas, tais como lógica, sequencial, temporização, contagem e aritmética, para controlar, através de entradas e saídas digitais ou analógicas, vários tipos de máquinas ou processos. O Controlador programável e seus periféricos associados são projetados para serem facilmente integráveis em um sistema de controle industrial e facilmente usados em todas suas funções previstas. 4

5 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL -CLP Os CLPs podem ser definidos, segundo a norma ABNT, como um equipamento eletrônico-digital compatível com aplicações industriais. O termo em inglês é PLC, que significa Programmable Logic Controller. 5

6 HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DO CLP O Controlador Lógico Programável CLP nasceu dentro da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de mudar a lógica de controle dos painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Nascia assim um equipamento bastante versátil e de fácil utilização, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicações, o que justifica hoje um mercado mundial estimado em 8 bilhões de dólares anuais. 6

7 HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DO CLP Historicamente os CLPs podem ser classificados nas seguintes categorias: 1ª geração: Programação em Assembly. Era necessário conhecer o hardware do equipamento, ou seja, a eletrônica do projeto do CLP. 2ª geração: Apareceram as linguagens de programação de nível médio. Foi desenvolvido o Programa monitor que transformava para linguagem de máquina o programa inserido pelo usuário. 7

8 HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DO CLP 3ª geração: Os CLPs passam a ter uma entrada de programação que era feita através de um teclado, ou programador portátil, conectado ao mesmo. 4ª geração: É introduzida uma entrada para comunicação serial, e a programação passa a ser feita através de micro-computadores. Com este advento surgiu a possibilidade de testar o programa antes do mesmo ser transferido ao módulo do CLP, propriamente dito. 8

9 HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DO CLP 5ªgeração:OsCLPsdequintageraçãovemcompadrões de protocolo de comunicação para facilitar a interface com equipamentos de outros fabricantes, e também com Sistemas Supervisórios e Redes Internas de comunicação. 9

10 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL -CLP São sistemas modulares compostos basicamente de: Fonte de alimentação; CPU; Memória; Módulos de entradas e saídas; Linguagens de programação; Dispositivos de programação; Módulos de comunicação; Módulos especiais(opcionais). 10

11 TECNOLOGIA DOS CLPs Só foi possível com o advento dos chamados Circuitos Integrados e da evolução da Lógica Digital. Vantagens: economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido; não produzem faíscas; podem ser programados sem interromper o processo produtivo; possibilidade de criar um banco de armazenamento de programas; baixo consumo de energia; 11

12 VANTAGENS necessita de uma reduzida equipe de manutenção; tem a flexibilidade para expansão do número de entradas e saídas; reutilizáveis; maior confiabilidade; maior flexibilidade; maior rapidez na elaboração dos projetos; interfaces de comunicação com outros CLPs e computadores. 12

13 APLICAÇÕES Indústria de Plástico; Controle de malhas; Indústria Petroquímica; Sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition); Sistemas de controle estatístico de processo; Sistema de controle de estações; Sistemas de controle de células de manufatura; Montagem automatizada; 13

14 APLICAÇÕES Processos de empacotamento, engarrafamento, enlatamento, transporte e manuseio de materiais, usinagem; Geração de energia; Sistemas de controle predial de ar condicionado; Sistemas de segurança; Sistemas de tratamento de água; Indústrias de alimentos, bebidas, automotiva, química, têxtil, plásticos, papel e celulose, farmacêutica e siderúrgica/metalúrgica, mineração, entreoutras. 14

15 ESTRUTURA BÁSICA DE UM CLP O controlador programável tem sua estrutura baseada no hardware de um computador, tendo portanto uma unidade central de processamento (UCP), interfaces de entrada e saída e memórias. 15

16 ESTRUTURA BÁSICA DE UM CLP CLP x Computador A fonte de alimentação possui características ótimas de filtragem e estabilização; Interfaces de E/S imune a ruídos e um invólucro específico para aplicações industriais; Terminal de comunicação para programação do CLP através de um computador. 16

17 PARTES DE UM CLP 17

18 ARQUITETURA BÁSICA DE UM CLP 18

19 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Os sinais de entrada e saída dos CLPs podem ser digitais ou analógicos. As entradas analógicas utilizam os módulos conversores A/D. 19

20 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO O CLP funciona de forma sequencial, fazendo um ciclo de varredura em algumas etapas. O tempo total para realizar o ciclo é denominado CLOCK. A não simultaneidade das operações justifica a exigência de processadores com velocidades cada vez mais altas. 20

21 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Verifica o funcionamento da CPU, memórias, circuitos auxiliares, estado das chaves, existência de um programa de usuário, emite aviso de erro em caso de falha. Desativa todas as saídas. Lê cada uma das entradas, verificando se houve acionamento. O processo é chamado de ciclo de varredura. 21

22 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 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. Um novo ciclo é iniciado. 22

23 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. O CLP possui uma bateria interna que mantém as informações gravadas durante algum tempo, em caso de falta de energia. 23

24 UNIDADE DE PROCESSAMENTO Pode ser interpretada como o cérebro de controle de todas as operações de um CLP. Inclui todos os circuitos de controle da interpretação e execução de um programa em memória. É composta por: microcontroladores ou microprocessadores (Intel 80xx, motorola 68xx, PIC 16xx). Endereçamento de memória deaté1megabyte; Velocidades de clock de 4 a 30 MHz; Manipulação de dados decimais, octais e hexadecimais. 24

25 MEMÓRIA O sistema de memória é uma parte de vital importância no processador de um CLP, pois armazena todas as instruções assim como o os dados necessários para executá-las. O tamanho da palavra de memória dependerá de características como: Tipo de processador utilizado; Projeto dos circuitos internos CLP. 25

26 Continua... Próxima aula Memórias Módulos de entradas e saídas Variáveis de controle Processamento dos sinais Tipos de CLPs Interfaces de entrada e saída 26