CLP Controlador Lógico Programável É importante conhecer a respeito de fatos históricos que promoveram o desenvolvimento da tecnologia de controle em sistemas automáticos e de como os controladores lógicos programáveis surgiram. Histórico: A indústria evoluiu muito importante até 700, sendo que a energia para as transformações dos produtos advinha dos serviços manuais do homem, com algumas exceções como os moinhos de vento que aproveita a energia eólica. Esta era a razão pela a qual a mão-de-obra escrava era fundamental para a incidente industrialização e para a agricultura. Com a utilização da força elástica do vapor, iniciou-se uma revolução industrial em que a força humana seria gradativamente substituída por máquinas capazes de imprimir muito mais energia ao processo de produção de bens. Essa revolução tem inicio na Inglaterra por volta de 750 nas indústrias de fração. Com as pesquisas e o desenvolvimento tecnológico surgiram, em seguida, os motores a explosão e combustão interna, além do uso sistemático da eletricidade. Processos Produtivos: Ao olhar para este último milênio, vemos que ocorreram grandes mudanças tecnológicas. Saímos do transporte onde a força motriz era a de um cavalo para o transporte onde o transporte supersônico que em horas nos leva ao outro lado do planeta. Passamos de um tempo em que a comunicação se fazia por cartas, muitas vezes com informações de meses atrás, para um mundo onde se comunica instantaneamente, com imagem e som, com uma pessoa que pode estar em qualquer parte do planeta. A nova realidade nos torna exigentes, num mundo repleto de requisitos. Num ciclo fechado, o mercado se ajusta para fornecer aquilo que é exigido de forma rápida e com a qualidade estipulada. Porém, logo o homem se enfada e aquilo em pouco tempo passa de extremamente desejado para obsoleto. Disso tudo decorre a necessidade de flexibilizar o que se produz. Diante das exigências mutáveis do mercado. A automação industrial vem atender a esta necessidade de resposta rápida. As máquinas adquirem capacidade de tomar decisões em face das alternativas que o processo produtivo apresenta. O centro do sistema de produções dispõe de sensores nas máquinas para indicar condições de funcionamento que asseguram o funcionamento dos atuadores. Com isso o sistema passa a ter uma arquitetura onde o controlador, os sensores e os atuadores funcionem em conjunto, automatizando o processo sendo que o controlador toma as decisões em função da situação dos sensores e esta decisão faz com que os atuadores executem o trabalho. Sistema de Comando e Controle. A automação de processos industriais pode ocorrer em duas formas básicas: --- Sistema de comando; --- Sistema de controle.
Sistema de Comando: Consiste num conjunto de elementos interligados em malha aberta, isto é, as informações processadas nesses elementos apresentam-se num único sentido, da entrada para a saída. Elementos de Entrada Controlador Atuadores Acionamento Processo ou máquina chaves, sensores, transdutores CLP, computador, processador reles, válvulas motores, cilindros Sistema de Controle: Consiste num sistema de malha fechada, isto é, além do fluxo de informação no sentido direto (da entrada para a saída), existe outro no sentido contrário (da saída para a entrada), chamada realimentação Feedback. Condição desejada Controlador Atuadores Acionamento Processo ou máquina Condição atual (sensores) Realimentação Histórico e Conceito do CLP. O Controlador Lógico Programável baseia-se no hardware de um computador, ou seja, processa informações de entrada e atualiza as saídas. É um sistema com memória programável para armazenamento e execução de instruções de controle industrial. Surgiu nos anos 60, na substituição de painéis de reles na industria automobilística, quando as transformações constantes nos produtos exigiam mudanças da lógica de controle e novos painéis tinham que ser projetados ou modificados tornando-se inflexíveis e, às vezes, economicamente inviáveis algumas etapas da produção. O controlador lógico programável, ou CLP, 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. O CLP pode ser considerado um equipamento bastante versátil e de fácil utilização. Vem sendo aprimorado constantemente, diversificando-se cada vez mais sua aplicação nos sistemas industriais. Segundo a norma da National Electrical Manufactures Association Standard NEMA ICS3-973, o CLP pode ser definido como: Um equipamento de lógica digital que, operando eletronicamente, usa memória programável para armazenamento
interno das instruções de implementação específica,como: lógica seqüencial, lógica combinatória, temporização, contagem, operações aritméticas, algoritmos PID para controle de máquinas e processos industriais com vários módulos de entradas e saídas digitais e analógicas. Aplicação Genérica do CLP. Os principais blocos que compõem um CLP são: CPU Unidade Central de Processamento: compreende o processador (microprocessador, microcontrolador ou processador dedicado) o sistema de memória (Rom e Ram ) e os circuitos auxiliares de controle ; Módulos de E/S Podem ser discretos (sinais digitais 2Vdc, 20Va contatos NA, contatos NF) ou analógico (4-20mA, 0 0Vdc, termopar). Fonte de Alimentação: responsável pela tensão de alimentação fornecida à CPU e aos módulos de E/S. Em alguns casos fornece saída auxiliar (baixa corrente). Base ou Rack: Proporciona conexão mecânica e elétrica entre o CPU, os módulos de E/S 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 composta por módulos especiais: contador rápido, interrupção por hardware, controlador de temperatura, controlador PID, co-processadores (transmissão via rádio, posicionamento, de eixos, etc.) e comunicação em rede, por exemplo. Estrutura Básica do CLP: E N T R A D A CPU S A Í D A Dispositivos de saída FONTE DE ALIMENTAÇÃO Fonte auxiliar
Operação Básica do CLP. A CPU executa a leitura dos estado (condições) dos dispositivos de entrada por meio do módulo de E/S. Esses estados são armazenados na memória (RAM) para serem processados pelo programa de aplicação (desenvolvido pelo usuário do CLP). Após a execução do programa de aplicação, o processador atualiza os estados dos dispositivos de saída por meio dos módulos de E/S, realizando a lógica de controle. A programação do CLP é feita por meio de uma ferramenta de programação que pode ser um programador manual (Terminal de programação, Hand Held Programmer), ou um PC com software de programação específico. A linguagem LADDER (RLL Relay Ladder Logic Lógica de Contatos de Relê) muito popular entre os antigos usuários de sistemas de controle a relês, é a mais utilizada. Esta linguagem é a representação lógica da seqüência elétrica de operação. Lógica convencional Contatos elétricos + S K Lógica Implementação de Controle: da lógica convencional por meio de I0.0 M0.0 S0 K2 M0.0 I0.0 Q4.0 K - A lógica implantada pelo CLP é muito similar á convencional, sendo que os dispositivos de entrada (elementos B0 e B) são conectados ao módulo de entrada e o elemento de saída (Lo), ao módulo de saída. O programa de aplicação determina o acionamento das saídas em função das entradas (B0,B e L0). Qualquer alteração desejada nessa lógica é realizada por alterações no programa, permanecendo as mesmas ligações (conexões) no módulo de entrada e saída. Arquitetura Básica do CLP CPU Unidade Central de Processamento. A CPU de um CLP compreende os elementos que formam a inteligência do sistema: O processador e o sistema de memória, além dos circuitos auxiliares de controle. O processador interage continuamente com o sistema de memória por meio do programa de aplicação (desenvolvido pelo usuário) e gerência todo o sistema.
Estrutura Básica do CPU Processador: O processador é responsável pelo gerenciamento total do sistema, controlando os barramentos de endereço, de dados e de controle. Conforme determinado pelo programa em execução, interpreta e executa as instruções do programa de aplicação, controlam a comunicação com dispositivos externos e verifica a integridade de todo o sistema (diagnostico). Sistema de Memória: O sistema de memória do CPU é composto pela memória do sistema de operação (Programa de execução firmware, e rascunho do sistema) e pela memória de aplicação (programa de aplicação e tabela de dados). Memória do Sistema Operacional Programa de execução (Firmware): Constitui o programa desenvolvido pelo fabricante do CLP, o qual determina como o sistema deve operar, incluindo a execução do programa de aplicação, controle de serviços periféricos, atualização dos módulos do E/S, etc. O programa de execução é responsável pela tradução do programa de aplicação desenvolvido pelo usuário em linguagem de alto nível, para instruções que o processador do CPU possa executar em linguagem de máquina. É armazenado em memória não volátil tipo rom, normalmente EPROM. Rascunho do Sistema: Trata-se de uma área de memória reservada para o armazenamento momentâneo de uma quantidade pequena de dados utilizados pelo sistema de operações, para cálculos ou controle (calendário e relógios internos, sinalizadores flags de alarmes e erro). Uma característica desta área de memória é o acesso rápido, sendo do tipo RAM. Memória de Aplicação ou Memória do Usuário Programa de Aplicação: Nesta área é armazenado o programa (responsável) desenvolvido pelo usuário para a execução do controle desejado. Trata-se normalmente de memória RAM com bateria de segurança. Tabelas de Dados: Essa área armazena dados que são utilizados pelo programa de aplicação, como valores atuais e de preset (pré ajuste) de temporizadores / contadores e variáveis do programa, além dos estados dos Pontos de Entradas e de Saída (Tabela imagem das entradas e tabela imagem das saídas), que são lidas e escritas pelo programa de aplicação, respectivamente. A atualização desses estados é realizada constantemente, refletindo as mudanças ocorridas nos pontos de entrada, e as atualizações das saídas são efetuadas pelo programa de aplicação. Cada ponto de entrada e de saída conectado aos módulos de E/S, tem um endereço específico na tabela de dados, o qual é acessado pelo programa de aplicação. Essa memória é do tipo RAM, podendo ser alimentada com bateria.
Sistema de Memória da CPU. Memória do S. Operacional: Prog. de execução (EPROM) bateria) Rascunho do Sistema (RAM) opcional) Bateria opcional Memória de Aplicação: Programa de aplicação (RAM com Tabelas de dados (RAM Bateria Módulos de E/S: Os módulos de entrada e saída fazem a comunicação entre o CPU e o meio externo (por meio dos dispositivos de entrada e saída), além de garantir isolação e proteção à CPU. De forma genérica são em módulos de entrada e saída. Para CLP s modulares, há também os módulos combinados (Pontos de entrada e de saída no mesmo módulo). Módulo de Entrada: Recebem os sinais dos dispositivos de entrada, tais como: Sensores, chaves e transdutores, e os convertem em níveis adequados para serem processados pela CPU. Módulo de Saída: Enviam os sinais aos dispositivos de saída, tais como: motores, atuadores e sinalizadores. Esses sinais podem ser resultantes da lógica de controle, pela execução do programa de aplicação, ou podem ser forçados pelo usuário, independente da lógica de controle. Normalmente os Módulos de E/S são dotados de: Isolação Óptica: Para a proteção da CPU, Fonte de Alimentação e demais módulos de E/S. Nesse caso não há conexão elétrica entre os dispositivos de entrada (chaves, sensores) ou de saída (atuadores, motores) e o barramento de comunicação da CPU. Indicadores de Status: Para auxilio durante a manutenção. Trata-se de LED s (Diodos Emissores de Luz) presentes na parte frontal dos módulos de E/S que indicam quais pontos de entrada estão recebendo sinais dos dispositivos externos, e quais pontos de saída estão sendo atualizados pela CPU. Alguns módulos possuem também indicadores de falhas, como por exemplo, falta de alimentação externa, bloco de terminais desconectados, ou circuito de proteção disparado. Os módulos de E/S são classificados como discretos (Digitais) ou analógicos, existindo também os especiais em algumas famílias de CLP s. Módulos Discretos: Tratam sinais digitais (On / Off 0/) São utilizados em sistemas seqüenciais e na maioria das aplicações com CLP s.
Relação Pontos de Entrada X Tabela de Imagens das Entradas Cada ponto, de entrada ou de saída, dos módulos discretos corresponde a um BIT de um determinado endereço da tabela de dados (Tabela Imagem das Entradas e A Tabela Imagem das Saídas), a qual é acessada durante a execução do programa de aplicação. Configuração Típica de uma Entrada. Dispositivo de entrada Fonte externa LED de estado Optoacoplador Optoacoplador Configuração Típica de uma Saída Fonte externa Sinal da CPU Dispositivo de saída Módulos Analógicos: Tratam sinais analógicos (Tensão, Corrente, Temperatura, por exemplo). São utilizados como sistemas contínuos ou como parte de sistemas seqüenciais. Os módulos Analógicos de Entrada convertem sinais analógicos, provenientes dos dispositivos de entrada (transdutor, conversor, termopar) em sinais digitais por meio de conversor analógico digital, disponibilizando-os adequadamente ao barramento da CPU. Os módulos analógicos de saída convertem sinais digitais,
disponíveis no barramento da CPU em sinais analógicos por meio de conversor Digital Analógico, enviando-os aos dispositivos de saída (driver,amplificador). Cada entrada ou saída analógica é denominada de canal em vez de ponto como nos módulos discretos. O valor convertido referente a cada canal analógico de entrada, ou o valor a ser convertido e enviado para cada canal analógico de saída, é armazenado em um endereço específico na tabela de dados, determinado pelo programa de aplicação, e a quantidade de BITS relativos a cada canal depende da resolução dos conversores A/D e D/A. Arquitetura Básica de um Módulo Analógico de Entrada. Canais de Entrada Multiplexador Conversor A/D CPU Arquitetura Básica de Um Módulo Analógico de Saída. CPU Conversor D/A Canais de Saída Fonte de Alimentação. A fonte de alimentação fornece todos os níveis de tensão para alimentação da CPU e dos módulos E/S e também funciona como um dispositivo de proteção. Garante a segurança e a integridade da tensão de alimentação para todo o sistema por meio do monitoramento constante dos níveis de tensão e de corrente fornecidos. Se esses níveis excederem os valores máximos ou mínimos permitidos, além do tempo especificado pelo fabricante, a fonte interage diretamente com o processador, gerando uma interrupção (por meio de uma seqüência de comandos) e fazendo com que a CPU pare com a execução do programa de aplicação. Os módulos de E/S necessitam, além das tensões fornecidas pela fonte do CLP, de alimentação externa. A fonte do CLP é responsável pela alimentação do circuito lógico dos módulos de E/S, sendo que a fonte externa alimenta os circuitos de potência, ou circuitos externos entrada ou saída (módulos discretos e analógicos). Normalmente a fonte dos CLP s proporcionam saída auxiliar de tensão em 24Vdc, com limite reduzido de corrente (na faixa de 300mA à 800mA). Base ou Rack: A Base, ou Rack, é responsável pela sustentação mecânica dos elementos que compõem o CLP. Contém o barramento que faz a conexão elétrica entre eles, no qual estão presentes os sinais de dados, endereço e controle necessários para comunicação entre a CPU e os módulos de E/S, além dos níveis de tensão fornecidos pela fonte de alimentação necessários para que a CPU e os módulos de E/S possam operar.
Cada posição da base, possível de receber m módulo de E/S ou a CPU é denominada de SLOT (ranhura aberta). O primeiro slot ao da fonte de alimentação denomina-se slot da CPU, não podendo ser ocupados por módulos de E/S. Fonte de Alimentação Slot CPU Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Alguns módulos de E/S ou especiais podem ter restrições quanto ao posicionamento nos slots da base. Porém, de forma geral, os módulos discretos e analógicos podem ser posicionados livremente pelo usuário. Configuração do CLP. Configuração do sistema de E/S: A disposição dos módulos de E/S nas bases do CLP está diretamente ligada à configuração do sistema de E/S. Em alguns casos, uma única base (base local) não é suficiente para acomodar todos os módulos de E/S necessários à determinada aplicação, tanto por limitação de espaço físico (quantidade de slots disponíveis menor que a quantidade de módulos de E/S utilizados) como por limitação elétrica (corrente fornecida ao barramento da base menor que a corrente consumida pelos módulos de E/S). Nestes casos, faz-se necessário a utilização de bases de expansão locais. Há também situações em que os dispositivos de entrada e ou saída estão localizados distante da CPU (Base local), sendo necessário o uso de bases de expansão remotas. Base Local: A base na qual a CPU está instalada é denominada base local. Os módulos de E/S instalados na mesma base que a CPU são denominados módulos de E/S locais. Expansão Local: Esta configuração é utilizada quando se necessita de pontos de E/S em quantidade superior aquela que a base local pode suportar, ou quando a fonte de alimentação local não é suficiente para fornecer corrente a todos os módulos de E/s utilizados em determinada aplicação. O acréscimo ou distribuição dos módulos de E/S é feito por meio de bases de expansão situadas localmente próximas à base local. As famílias de CLP s que permitem esta configuração especificam a quantidade limite de bases de expansão e de pontos de E/S possíveis para cada modelo de CPU. Nas bases de expansão não há CPU, apenas as fontes de alimentação. A comunicação com a base local é feita por meio de cabo de conexão apropriado, fornecido pelo fabricante. Os pontos de E/S dos módulos instalados nas bases de expansão locais são tratados e endereçados pela CPU como os pontos de entrada e saída dos módulos instalados na base local, sendo atualizados a cada varredura, ou seja, as bases de expansão locais são vistas como prolongamento (extensão) dos barramentos de dados, de endereços e de controle da base local, com alimentação própria.
Fonte de Alimentação Slot CPU Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Base Local Cabo de conexão entre as bases Fonte de Alimentação Slot CPU Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Base de Expansão Local Fonte de Alimentação Slot CPU Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Base de Expansão Local 2 Expansão Remota: Esta configuração é utilizada quando os dispositivos de entrada e ou saída estão localizados (instalados) distantes da base local, ou quando se necessita de pontos de E/S em quantidade superior a suportada pela base local e bases de expansão locais. Nas bases de expansão remota não há CPU, apenas a fonte de alimentação e um módulo especial de comunicação módulo remoto escravo. O módulo remoto mestre é instalado na base local, proporcionando um canal de comunicação serial para acesso às bases de expansão remotas. Fonte de Alimentação CPU Mestre Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Base Local Cabo de conexão serial Fonte de Alimentação Slot CPU Escravo Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 Base de Remota A utilização de bases de expansões remotas não restringe a utilização de bases de expansões locais. Um mesmo sistema pode ser configurado com ambas opções de expansão. A forma de identificação, o método de endereçamento e o tratamento das portas de entrada e saída remotas não são tratados como pontos de E/S locais. As operações de leitura e escrita dos pontos de E/S remotas são feitas pela CPU por
meio do módulo remoto mestre que se comunica com os módulos escravos. Não sincronismo entre o acesso do CPU ao módulo remoto mestre que ocorre a cada varredura, e o acesso entre os módulos remotos escravos que depende da quantidade de módulos e de pontos de E/S instalados e da taxa de transmissão (baud rate) utilizada. Por este motivo, a atualização dos pontos de entrada e saída remotos normalmente é mais lenta que a atualização dos pontos de E/S locais. (Bases locais e Expansões locais). Configuração da Porta Serial. Normalmente os CPU s possuem pelo menos uma porta de comunicação serial que pode ser conectada aos dispositivos externos. De modo geral, as características que devem ser observadas durante a configuração da CLP, quanto à porta serial são: Hardware: Padrão da porta serial; Normalmente são encontrados: RS 232: Padrão EIA (Electronic Industries Association) para transmissão de dados por intermédio de cabo par avançado em distância de até 5 metros. Define pinagem de conectores, níveis de sinais, impedância de carga, etc. Para dispositivos de transmissão e recepção. É o padrão existente nas portas seriais dos PC s. RS 422: Padrão EIA para transmissão de dados com balanceamento de sinal (linhas de transmissão e recepção) tem comuns (terras) independentes, proporcionando maior imunidade a ruídos, maior velocidade de transmissão e distâncias mais longas (até 200 metros). RS 485: Similar ao padrão RS 422. Os receptores têm proteções e capacidade maiores. Algumas CPU s utilizam padrão próprio de comunicação, sendo necessária a utilização de Hardware dedicado fornecido pelo fabricante. TX RX GND TX RX GND RS 232 TX GND RX GND RX GND TX GND RS 422/485
Software: Protocolo de Comunicação: Determina a forma de transmissão de dados (formado dos dados, temporização, sinais de controle utilizados, etc). Cada fabricante de CLP tem seu protocolo de comunicação próprio, normalmente chamado de Protocolo Proprietário, o qual é utilizado durante a programação do CLP. Há CPU s que além de suportarem o protocolo proprietário, suportam protocolo padrões (Módulos por exemplo), permitindo comunicação com dispositivos e softwares fornecidos por outros fabricantes, além da conexão em rede. Taxa de Transmissão (Baud rate): Determina a velocidade, expressa em bits por segundo (bps), da transmissão de dados. As características de software devem ser as mesmas tanto na CPU da CLP como nos dispositivos a ela conectados. Programação de CLP s. Linguagem Ladder: O nome Ladder deve-se a representação da linguagem se parecer com uma escada (Ladder), na qual duas barras verticais paralelas são interligadas pela lógica de controle (rung), formando os degraus da escada. Exemplo de programação em linguagem Ladder I0.0 M0.0 M0.0 I0.0 Q4.0 Linguagem de Lista de Instruções (STL). É uma linguagem de baixo nível, similar ao Assembly. Nesta linguagem é permitida apenas uma operação por linha, como o armazenamento de um valor em uma determinada variável, por exemplo: Endereço Comando Operando 0 AND I0. AND NOT I.5 2 = Q4.2 3 END
Ferramenta para Programação de CLP s. As principais ferramentas para programação disponíveis atualmente para as famílias de CLP s encontrados no mercado, são o programador manual (Handheld Programmer) e o software de programação para PC. Cada fabricante e, em alguns casos, cada família de CLP, têm suas ferramentas de programação próprias que não podem ser usadas para CLP s (ou CPU s) distintos. Programador Manual (Handheld Programmer) Esta é a ferramenta de menor custo e utilizada para pequenas alterações. Normalmente possui display de cristal líquido com duas linhas para a apresentação das informações, (endereços e dados dos programas, condições das portas de E/S e diagnóstico internos, por exemplo) e um teclado de membrana para entrada de dados. É conectado a CPU por meio de cabo apropriado, pelo qual recebe a tensão de alimentação necessária à sua alimentação. Software de Programação. É a ferramenta mais poderosa disponível atualmente. Além de proporcionar edição / alteração do programa de aplicação em ambiente gráfico (linguagem Ladder, por exemplo), permite visualização e controle total do sistema, documentação e impressão da aplicação desenvolvida, várias formas de armazenamento de backup (disquete, HD, CD, etc.) e recursos avançados para depuração e manutenção. Modos de Operação do Software. Conforme o software de programação, são disponíveis três modos de operação: Off Line: (sem conexão): permite o desenvolvimento do programa de aplicação (edição, documentação, impressão) e configuração de parâmetros sem necessidade de conexão com a CPU do CLP. On-line: (conectado): Os recursos são disponíveis a partir da conexão com a CPU do CLP. Monitor: permite a monitoração do programa de aplicação Online com a CLP mas não permite alterá-lo. A comunicação entre o PC e a CPU do CLP é feita por meio de cabo apropriado pela porta serial. CLP Off Line CLP Monitor CLP On Line
Sistema de Operação do CLP Modos de Operação da CPU De maneira geral as CPU s apresentam dois modos de operação: STOP (parada): Neste modo a CPU não executa o programa de aplicação e não utiliza os postos de saída. A função principal neste modo é permitir a transferência e/ou alteração do programa de aplicação por meio da ferramenta de aplicação utilizada. RUN (execução): Neste modo a CPU executa o programa de aplicação desenvolvido pelo usuário para a realização do controle desejado, atualizando os pontos de saída conforme a lógica programada. A alteração entre os modos de operação pode ser feita por intermédio de chave seletora do próprio CPU, ou por ferramenta de programação (programador manual ou software de programação). Ciclo Resumido de Operação do CLP A varredura do CLP em modo de execução (RUN) pode ser descrita resumidamente pelo fluxograma abaixo. Estes segmentos definem o tratamento da informação durante a execução do programa de aplicação. Atualização das entradas e gravação na memória imagem de entrada Execução do programa de aplicação e atualização da memória imagem de saída Atualização das saídas Atualização das Entradas (Leitura das Entradas) A CPU realiza a leitura de todos os pontos de entrada e armazena-os na tabela imagem das entradas. Cada ponto de entrada corresponde a uma posição de memória específica (um bit de uma determinada word ). A tabela imagem das entradas é acessada pela CPU durante a execução do programa de aplicação. Após a execução deste segmento numa determinada varredura, a leitura das entradas será realizada apenas na varredura seguinte, ou seja, se a condição (estado) de um determinado ponto de entrada mudar após a leitura das
entradas, ele só terá influência na execução do programa de aplicação na varredura seguinte, quando será percebida tal alteração. Execução do Programa de Aplicação Neste segmento, a CPU executa as instruções do programa de aplicação, que definem a relação entre a condição das entradas e a atuação das saídas, ou seja, definem a lógica a ser realizada. Na execução do programa de aplicação, de acordo com a tabela imagem das entradas é construída a tabela imagem das saídas. A CPU inicia a execução do programa de aplicação a partir da º linha de programa (rung), executando-a da esquerda p/ direita, e de cima para baixo, linha a linha, até encontrar a instrução end (Fim). Constrói, assim, uma nova tabela de imagem das saídas, geradas a partir da lógica executada. Atualização das Saídas Escritas das Saídas Após a execução do programa de aplicação, o conteúdo da tabela de imagem das saídas, construída de acordo com a lógica executada, é enviado aos pontos de saída correspondentes. A tabela imagem das saídas, construída durante a execução do programa de aplicação, é enviada para os respectivos pontos de saída. Linguagem Ladder Fundamentos de Programação Corrente Lógica Fictícia: Para que uma bobina (ou outro elemento de saída temporizador, contator ou bloco de funções, por exemplo) seja acionada, (instrução executada) faz-se necessário energiza-la logicamente. Assim, utiliza-se o conceito de corrente lógica fictícia, ou seja, supondo que entre as barras verticais que sustentam toda a lógica de controle haja uma diferença de potencial (DDP) a barra da esquerda, com potencial positivo e a barra da direita com potencial negativo, por exemplo haverá, a circulação de corrente da esquerda para a direita se a lógica de controle der condições para tal. A este conceito dá-se o nome de corrente lógica fictícia. Ao ser acionado, I0 permite o fluxo de corrente energizando a bobina Q0. I0 Q0 END (+) (-) Diferença de potencial entre as extremidades da lógica de controle O sentido da corrente lógica fictícia é sempre e tão somente, da esquerda para direita, não existindo a possibilidade de fluxo em sentido contrário.
Relação Dispositivos de Entrada x Lógica de Controle A relação existente entre a condição dos dispositivos de entrada e o elemento utilizado na lógica de controle pode ser definido da seguinte maneira: Se o dispositivo de entrada estiver fechado (Ponto de Entrada/ Tabela de Imagem das Entradas=), o elemento utilizado na lógica de controle é atuado, ou seja, o contato normalmente aberto torna-se fechado (dando condição de fluxo de corrente lógica fictícia) e o contato normalmente fechado torna-se aberto (impedindo o fluxo de tal corrente). Caso contrário, se o dispositivo de entrada estiver aberto (Ponto de Entrada/ Tabela Imagem das Entradas=0), o elemento utilizado na lógica de controle mantêm seu estado natural (ou de repouso), sendo que o contato NA permanece aberto (impedindo o fluxo da corrente lógica fictícia) e o contato NF permanece fechado (dando condição ao fluxo desta corrente). Dispositivo de entrada Tabela imagem entrada Elemento da lógica de controle Saída (chave não pressionada) Saída (chave pressionada) 2 3 4 NA NF NA NF 0 0 0 0 0 0 0 0 2 3 4 Conforme visto, independente das características do dispositivo conectado ao módulo de entrada (contato NA ou contato NF) a lógica de controle pode ser implementada com contatos NA e/ ou NF referenciados ao mesmo ponto de entrada. Por exemplo,a lógica de controle implementada abaixo determina que se I0= (entrada atuada), será atuada a saída Q0. Caso contrário, se I0=0 (entrada não atuada), será acionada a saída Q embora a cada ponto de entrada, no caso I0, possa ser conectado apenas um tipo de contato do dispositivo de entrada (NA ou NF), a lógica de controle pode ser implementada de tal forma que realize operações distintas, conforme a atuação ou não do dispositivo de entrada, no caso acionando Q0 ou Q. I0 Q0 I0 Q Cada ponto de entrada tem apenas um único endereço a ele relacionado (I0,I...), porém, pode ser utilizado tantas vezes quanto for necessário para a implementação da lógica de controle, ora como contato NA, ora como contato NF.