O que é um PLC (autómato)? Centro de Formação

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1 O que é um PLC (autómato)? Centro de Formação 1

2 O que é um PLC (Autómato)?

3 Sumário Histórico PLC Hardware Entrdas/Saídas Modo de Funcionamento do PLC Linguagens de programação Comunicação O que é necessário para especificar um PLC Glossário Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 3

4 História do PLC O primeiro Autómato Programável foi desenvolvido pela Modicon e foi o substituto do relé para a GM e a Landis. Os PLC s eliminaram a necessidade de substituir e juntar hardware para cada nova configuração lógica. Este novo sistema incrementou drásticamente as funcionalidades e reduziu o espaço de colocação do sistema lógico. O primeiro PLC, modelo 084, foi inventado por Dick Morley em O primeiro PLC a ser comercializado com sucesso, o 184, foi introduzido em 1973 por Michael Greenberg. Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 4

5 CPU O queéum PLC? Os Blocos Básicos Entradas Saídas O AUTÓMATO PROGRAMÁVEL é um controlador do estado sólido que analiza em permanência o estado dos equipamentos ligados às entradas. Baseado no programa que foi escrito no processador e armazenado na memória, este controla o estado dos sistemas ligados às saídas. Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 5

6 O que é um PLC com E/S distribuídas? CPU Sistema Complexo Entradas Saídas Remoto Entradas Saídas Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 6

7 O que é um PLC com controlo distribuído? Sistema Complexo CPU CPU Entradas Saídas Entradas Saídas Remoto Saídas Entradas Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 7

8 Dentro do PLC Comunicações Portas Alta Tensão E n t r a d a s C i r c u i t o s Barreira isolamento Unidade Central Processador (CPU) MEMÓRIA programa dados s a í d a s C i r c u i t o s Barreira isolamento CR Alta Tensão Low Voltage Alimentação AC ou Alimentação DC Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 8

9 Dentro do PLC O CPU contem um Programa residente de modo a que o PLC : Execute o controlo das Instruções Utilizadas no Programa Comunique com outros equipamentos Outros PLCs, Programas distribuidos, I/O distribuidos, etc. Desempenhe as actividades internas Diagnosticos, etc O programa pode ser armazenado numa memória não volátil Sempre que o programa tenha que ser preservado mesmo no caso do PLC ser desligado da alimentação ou a memória tenha siso apagada Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 9

10 O que são entradas? Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 10 Permite a ligação dos captores que lhe estão associados Transformam o sinal eléctrico num sinal lógico 0 ou 1 Comutadores e botões Sensores Sensores fotoeléctricos Sensores de proximidade Pressostatos Detectores de nível Sondas de Temperatura Vacuostatos Encoders (Codificadores incrementais ou absolutos)

11 O que são saídas? Permite agir sobre os pré-accionadores que lhe são associados Transformam o estado lógico (0 ou 1) num sinal eléctrico Válvulas Motores Actuadores Relés de Controlo Alarmes Lâmpadas Contadores Bombas Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 11

12 PLC ciclo de funcionamento O PLC funciona em 4 etapas Leitura das entradas Lê o estado das entradas Execução do Programa Processa o programa Actualização das saídas Liga/desliga as saídas Controlos internos Actualização Saídas Housekeeping Esta etapa inclui as comunicações, Diagnósticos Internos, etc. Estas etapas são continuamente repetidas processadas em loop INÍCIO Leitura entradas Execução Programa Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 12

13 Programação do PLC Linguagens de programação Dependendo do PLC e do software utilizado, podemos escolher uma das 5 linguagens normalizadas. Norma IEC Diagrama de Blocos Funcionais (FBD) Texto estruturado / Literal (ST) Lista de Instruções / Booleana (IL) Diagrama Ladder (LD) Sequencial Função Chart / Grafcet (SFC) Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 13

14 Ladder Entradas Saídas Leitura / Condições Escrita / Controlo Instruções Acções Início (Rung #1) ( ) / ( ) / ( ) Fim (Rung #4) / ( ) Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 14

15 Diagrama de Blocos Funcionais (FBD) Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 15

16 Texto Estruturado (ST) Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 16

17 Lista de Instruções (IL) Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 17

18 Sequencial Função Chart/Grafcet (SFC) Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 18

19 Comunicação Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 19

20 Comunicação Básica Protocolos Conjunto de regras definidas, utilizadas para efectuar trocas de dados entre vários equipamentos (formato e tempos). Perfil = selecção dos protocolos para a comunicação da aplicação. Tipo de Comunicação Mestre / Escravo - pergunta / resposta & resposta só Ponto-a-ponto - cliente / servidor, publicar / subscrever Comunicação Arquitecturas Estrela (ponto-a -ponto) Bus, Anel, LAN (multiestação) Bus Estrela Anel Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 20

21 Comunicação Protocolos Ethernet Modbus Plus Modbus S908 LonWorks Interbus Profi-bus DeviceNet Uni-Telway CANopen ASi FIPIO/FIPway ControlNet ASCII Os Protocolos são similares às linguagens. Os vários equipamentos devem suportar o mesmo protocolo para que possam comunicar uns com os outros. Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 21

22 O que é necessário para especificar um PLC Quantidade, Tipo e Localização das E/S Número de Entradas e saídas Tensão de alimentação AC ou DC Analógicas ou Discretas Centralizadas ou distribuídas Comunicação Requesitos Protocolo / rede utilizada Comunicação com (HMI, outros PLCs, etc) Velocidade da Aplicação Tempo de Resposta requerido pelo sistema Com que velocidade muda o processo Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 22

23 O que é preciso para especificar um PLC Filosofia da arquitectura de Controlo Controlo Centralizado, Controlo Distribuido ou combinação Redundância - CPUs, alimentações, etc Software de programação IEC vs. 984 Instalação de base / o que é habitual utilizar-se Lógica Utilizada / Programa Dimensão e complexidade do Programa Controlo com Feedback (PID) etc. Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 23

24 Glossário HMI / MMI I/O LSB / MSB MODICON PID RF RTU SCADA TCP/IP Human Machine Interface / Man Machine Interface Input(s) e/ou Output(s) Least Significant Bit / Most Significant Bit MOdular DIgital CONtoller Proportional Integral Derivative (feedback control) Radio Frequency Remote Terminal Unit Supervisory Control And Data Acquisition Transmission Control Protocol / Internet Protocol Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 24

25 FIM Este documento foi elaborado por Fátima Borges (Engª), formadora do Centro de Formação da Schneider Electric Portugal, nas áreas da Automação Industrial, Diálogo Homem-Máquina, comunicação e electrónica. Schneider Electric - Centro de Formação FBP2008 / 25

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