CLP. Curso de Formação Profissional Técnico em Eletroeletrônica Módulo III Senai Arcos-MG

Transcrição

1 Curso de Formação Profissional Técnico em Eletroeletrônica Módulo III Senai Arcos-MG CLP Raphael Roberto Ribeiro Silva Técnico em eletroeletrônica pelo INPA Arcos Estudante de Engenharia Elétrica do IFMG - Formiga CFP Eliezer Vitorino Costa

2 Automação A automação consiste em um conjunto de tecnologias que podem ser aplicadas dentro de um processo, afim de diminuir custos e aumentar a velocidade da produção, ou seja, potencializa determinado aspecto da cadeia produtiva.

3 CLP CLP¹ (Controlador Lógico Programável) é um equipamento composto de componentes eletrônicos e memória programável ou não-programável que contém dados e programas com a finalidade de ler e executar instruções, interagindo com um sistema que se deve ser controlado por dispositivos de input (entrada) e output (saída) do tipo digital ou analógico. (Norma IEC ). Marca registrada da Rockwell Automation no Brasil¹

4 Criação do CLP Facilidade de programação e reprogramação; Possibilidade de manutenção e reparos; Confiabilidade; Redução do tamanho; Ser competitivo em custo; Possibilitar a expansão sem grandes alterações; Memoria programável; Estações de operação com interface mais amigável;

5 CLP O CLP e seus periféricos são projetados de forma a serem integrados compondo um sistema de controle industrial. Assim como os computadores, possuem memória programável para armazenamento e execução de instruções de um programa de modo sequencial conforme a necessidade do processo produtivo. Para que o CLP controle algo, necessita de informações do comportamento do processo. Para obter essas informações ele depende de sensores, botões, fim de curso, entre outros. Os atuadores são os elementos que podem ser diretamente controlados pelo CLP ou podem ainda ser controlados indiretamente, através de contatores e válvulas.

6 CLP Vantagens Desvantagens Flexibilidade; Fácil gestão das falhas; Grande números de contatos; Observação do funcionamento; Velocidade de operação; Facilidade de programação. Custo mais elevado; Uso de algum tipo de programação; Sensibilidade a interferência e ruídos elétricos; Necessidade de maior qualificação da equipe de manutenção.

7 CLP Painel de Comando com CLP Painel de comando com Relés

8 Sistema de Controle Embora existam tamanhos e complexidades diferentes, todos os sistemas de controle podem ser divididos em três partes com funções bem distintas:

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10 Arquitetura do CLP Os principais blocos que compõe um CLP são: Exemplo de PLC disponível no mercado

11 Arquitetura do CLP CPU: Compreende os elementos que formam a inteligência do sistema: o Processador e o Sistema de Memória, além dos circuitos auxiliares de controle. Sua função é coletar os dados recebidos pelas entradas do controlador, executar o processamento dessas informações de acordo com o programa do usuário, definindo uma resposta para os pontos de saída.

12 Arquitetura do CLP Módulo de entrada: São circuitos utilizados para adequar eletricamente os sinais de entrada para que possa ser processado pela CPU ( ou microprocessador ) do CLP. Eles são divididos em dois: analógicos e digitais. Módulo de Entrada Digital: Recebe sinais conhecidos como ON/OFF. Ligado/desligado ou níveis lógicos 1/0. Entre os dispositivos de entrada estão os botões, sensores, pressostato, entre outros. Módulo de Entrada Analógico: Recebe um sinal de entrada variável normalmente entre 0 a 10 V ou 4 a 20 ma, proveniente de sensores que fornecem valores analógicos (termopar, ultrassônico, etc.).

13 Arquitetura do CLP Módulo de saída: São circuitos utilizados para adequar eletricamente os sinais vindos da CPU do PLC, para que possa atuar nos circuitos controlados. Assim como o de entrada ele também possui saídas digitais e analógicas. Módulo de saída digital: fornece sinais digitais do tipo ON/OFF, ligado/desligado ou 1/0. Essas saídas são utilizadas para a ligação de lâmpadas, contatores, válvulas solenoides, entre outros. Módulo de saída analógica: É usado, por exemplo, para movimentar, proporcionalmente a abertura de uma válvula de controle de vazão, fornecendo um sinal que varia normalmente de 0 a 10 V ou de 4 a 20 ma. O sinal é enviado para a válvula controlando sua abertura, variando assim a vazão.

14 Arquitetura do CLP Fonte: responsável pela tensão de alimentação fornecida à CPU e aos Circuitos/Módulos de I/O. Em alguns casos, proporciona saída auxiliar (baixa corrente). Recebe tensão alternada e fornece tensão continua estabilizada para alimentar o CLP. Além disso, as fontes proporcionam proteção contra curto-circuito e contra interferência eletromagnética.

15 CLP Compacto: Arquitetura do CLP

16 Ciclo de Scan A CPU do PLC faz todas as suas operações conforme uma ordem sequencial à qual se dá o nome de Ciclo de Scan, esquematizado abaixo. Leitura da entrada física, cópia do estado da entrada no registro, tabela imagem. Elaboração das informações segundo o programa contido na memória Elaboração de um pedido de comunicação Execução de auto teste. Envio das informações para as saídas

17 Programação do CLP A norma de referência para a programação do PLC é a IEC , que resume todas as modalidades de programação do PLC. De todas a Linguagens de Programação, pode-se fazer uma primeira macrodistinção em duas grandes categoriais: Linguagem de Programação IEC Linguagem Gráfica Linguagem Textual Diagrama Ladder Diagrama de Blocos Lista de Instruções Texto Estruturado

18 Diagrama de Blocos Funcionais - FDB Modela o sistema em termos do fluxo de sinais entre elementos de processamento; Os blocos avaliam todas as variáveis internas e de saída a cada ciclo; Na maioria dos fabricantes apenas os parâmetros de entrada e saída de um bloco podem ser acessados externamente.

19 Lista de Instruções - STL Linguagem orientada de baixo nível; É a mais apropriada para programadores experientes; Em alguns casos, resolve problemas de forma mais fácil que as outras linguagens de programação.

20 Texto Estruturado Linguagem orientada de alto nível (Pascal) utilizada na programação; Programa de algoritmos complexos; Programação de funções matemáticas; Otimização de processos; Normalmente é utilizada para criação de blocos.

21 Linguagem LADDER Foi a primeira linguagem desenvolvida para CLP; É a mais utilizada, estando presente em todos os CLP's dos mais diferentes fabricantes; Linguagem gráfica baseada em símbolos elétricos.

22 Linguagem LADDER O nome Ladder foi dado pela semelhança com a estrutura de uma escada (Ladder significa escada em inglês). O diagrama Ladder (LD) também é uma linguagem de programação orientada a elementos gráficos que se aproximam a estrutura de um circuito elétrico, só que na horizontal. Seguem nos quadros os símbolos referentes a alguns dispositivos de entradas e saídas digitais do CLP, conforme a norma IEC

23 Linguagem LADDER

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27 Instruções Básicas

28 Instruções Básicas

29 Exercícios 1 Faça a programação da partida direta de um motor com botão de retenção. 2 Faça a programação da partida direta de um motor com push button. 3 Faça a programação da partida direta com reversão de um motor.

30 Instrução Set e Reset A instrução Set-Reset possui uma bobina chamada de Set e outra de Reset. Quando a bobina Set recebe apenas um pulso, ela é ligada e se mantem dessa forma até que a bobina Reset receba também um pulso.

31 Exercícios 1 Faça a programação de uma partida direta com reversão utilizando as instruções Set-Reset.

32 Instrução de Temporização Essa instrução faz papel semelhante aos relés temporizadores, mas com a vantagem de que não é necessário introduzir novos dispositivos no sistema. Além disso possui diversas formas de operar como: retardo na energização, retardo na desenergização, entre outros.

33 Exercícios 1 Faça a programação de uma partida estrela-triangulo utilizando a instrução de temporização.

34 Instrução de Contagem O CLP possui instruções de contagem virtuais, as quais mantem a mesma vantagem do temporizador, isto é, não requerer um contador fisicamente presente. Basicamente, a norma IEC define duas instruções de contagem. São elas: a) Contador crescente; b) Contador decrescente.

35 Exercícios 1 Faça a programação de um circuito que deverá acionar uma esteira após a contagem de 6 caixas. 2 Faça uma programação em que uma esteira fique ligada ate contar a passagem de 5 objetos, após essa contagem se desliga durante 3 segundos e depois recomeça o novo ciclo

36 Instrução de Comparação O CLP tem instruções que comparam dois valores. Se a condição considerada verdadeira for atendida, uma resposta booliana de nível 1 é sinalizada, o que torna possível a tomada de decisões com base nesse principio. As funções de comparação definidas pela norma IEC são: a) EQ: igual a; b) NE: diferente de; c) GT: maior que; d) LT: menor que; e) GE: maior ou igual a; f) LE: menor ou igual a.

37 Referências Bibliográficas Allen-Bradley SLC Manual de instalação e operação. SILVEIRA, Paulo R. da, SANTOS, Winderson E. Automação e Controle Discreto - Editora Érica, São Paulo, FRANCHI, Claiton Moro; CAMARGO, Valter Luís Arlindo de. Controladores Lógicos Programáveis - Sistemas Discretos - 1. ed. - São Paulo: Érica, CFP Eliezer Vitorino Costa