Clp - aula 1

Clp - aula 1

Alberto Willian Mascarenhas, Abílio Muniz e Sérgio Leal Primeira parte

2 Alberto Willian Mascarenhas, Abílio Muniz e Sérgio Leal

1.Introdução e História do P.L.C.

2.Tipos de Programação 3.Arquitetura de CLPs

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Introdução e História do P.L.C.

O primeiro CLP foi desenvolvido no final de 1960. Jáem 1970, o CLP era equipado com uma CPU, com processador AMD 2901. Em 1973 surgiu a primeira comunicação entre CLPs–Modbus. Em 1980, surge a primeira comunicação Standard –MAP (Manufacturing Automation Protocol). Em 1990 chega a norma IEC 1131-3 que leva todas as linguagens a um padrão internacional.

Hoje, dentro da nova IEC 61131-3, podemos programar o CLP de quatro modos: diagrama de blocos, lista de instruções, laddere texto estruturado.

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CONTROLE E ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ICLP –CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL Integração do P.L.C.

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Entradas do CLP

O que são entradas? São dispositivos que introduzem informações ao CLP, tais dispositivos são como:

-Chaves; -Botões;

-Sensores;

-Encoders;

-Termopares;

-PT100.

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Saídas do CLP

O que são Saídas? São dispositivos que recebem uma informação do CLP para executar uma determinada ação, tais dispositivos são como:

-Motores; -Bombas;

-Cilindros;

-Resistências.

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Vantagens do CLP

-Redução de dimensão em relação a painéis de Relês, para redução de custos.

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Funcionamento do P.L.C.

O funcionamento de um CLP corresponde a três etapas distintas, as quais são: entradas, processamento e saídas. Essas etapas são ilustradas na Figura 1.3.

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O Hardware do P.L.C.

O hardware de um CLP éformado por 3 unidades distintas, as quais são: fonte de alimentação, CPU (Unidade Central de Processamento) e interfaces de entrada e saídas ou I/O, a Figura 1.4 apresenta as unidades em um modelo de micro CLP.

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Questões

1 Alberto Willian Mascarenhas, Abílio Muniz e Sérgio Leal

CONTROLE E ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ICLP –CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL Tipos de Programação

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Tipos de Programação

O que élinguagem de programação? Uma linguagem de programação éum meio de indicar a um sistema de execução de tarefas uma série de operações a serem executadas.

Os tipos de linguagens de programação para CLPssão:

Texto Estruturado

Éuma linguagem de alto nível, com uma sintaxe que lembra o Pascal, e éindicada para uma ampla faixa de aplicações. Figura 2.1.

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Tipos de Programação

Ladder

Éuma linguagem baseada na lógica de contatos, como se fosse um comando elétrico na horizontal. Figura 2.2.

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Tipos de Programação

Lista de Instruções

Éuma linguagem de baixo nível, define-se textualmente os componentes e as instruções que o CLP deverárealizar passo a passo. Figura 2.3.

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Tipos de Programação

Diagrama de Blocos

Ésemelhante ao circuito digital. Temos portas lógicas e blocos montados em caixas selecionáveis. Figura 2.4.

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Tipos de Programação SFC (SequentialFunctionChart, conhecido como Grafecet)

Éuma linguagem indicada para processos seqüenciais e pode misturar lista de instruções, diagramas ladder e blocos de funções. Figura 2.5.

17 Alberto Willian Mascarenhas, Abílio Muniz e Sérgio Leal

CONTROLE E ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ICLP –CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL Com relação ao endereçamento (baseado em LOGO! –SIEMENS).

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Funções Básicas (GF) As funções são definidas como (baseadas em LOGO! –SIEMENS):

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Funções Especiais (SF)

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1 –Defina linguagem de programação. 2 –Quando e qual o órgão que introduziu a primeira linguagem de programação de CLP? Quais são os modos de programação de PLC? 3 –Defina linguagem de texto estruturado? Dê algum exemplo. 4 –Defina linguagem ladder? Dê algum exemplo. 5 –Defina linguagem de lista de instruções? Dê algum exemplo. 6 –Defina linguagem de diagrama de blocos? Dê algum exemplo. 7 –Defina linguagem SFC? Dê algum exemplo. 8 –Como funciona o endereçamento em programação de CLP (baseado em LOGO!) ? 9 –Cite algumas funções básicas e especiais, mínimo 3 (baseadas em LOGO!). 10 –Qual a linguagem de programação do LOGO! (SIEMENS)?

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CONTROLE E ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ICLP –CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL Arquitetura de CLPs

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A Figura 3.1 ilustra a arquitetura básica de um CLP genérico composto de:

•C PU; •M e mória

Saída (módulos de I/Os); •I nterface H omem/Máquina;

Arquitetura de CLPs

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Arquitetura de CLP -CPU

A CPU (Central ProcessingUnit) -Unidade Central de Processamento éa inteligência do sistema. Ela recebe os sinais digitais e os sinais analógicos dos sensores conectados aos módulos de entradas e também recebem comandos e os dados via comunicação em rede (quando usada). Em seguida executa as operações previamente inseridas na memória de programa pelo usuário e atualiza as saídas digitais e analógicas. A Figura 3.2 apresenta alguns modelos de CPUs

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Arquitetura de CLP -Memória

A memória éo local onde são armazenados os dados referentes ao funcionamento do sistema e armazenamento de informações necessárias ao usuário

Édividida em duas partes: -Instruções de programa executivo que controla as atividades da CPU

( Firmwaree rascunho do sistema);

-Instruções de programa de aplicação do usuário (Programa de aplicação e Tabela de dados).

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Arquitetura de CLP –Entrada e Saída

Os módulos de I/Os possibilitam a interface entre os dispositivos do usuário com a CPU. Existe uma grande variedade de módulos de entrada e saída: 24Vdc, 220Vac entrada analógica (tensão ou corrente), saída analógica (tensão ou corrente), módulos para controle de malha, módulos de comunicação, etc.

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Arquitetura de CLP –Fonte de Alimentação

A fonte de alimentação fornece todos os níveis de tensão exigidos para as operações internas do CLP. Existem casos que uma segunda fonte é necessária devido ao aumento de consumo com a expansão dos módulos de saída. Certos modelos de CLPssão projetados para operarem com uma tensão de alimentação de 220Vac, outros trabalham com 24Vdc.

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Arquitetura de CLP –Interfaces

As interfaces são os dispositivos que realizam a interface Homem/Máquina conectados aos CLPs. Servem para programação local e também para monitorar o andamento do programa, as variáveis internas e os dispositivos de campo. Podem ser portáteis ou não. Alguns exemplos são: IHM; Panel View; PC; Impressoras;

Módulos de programação; Etc.

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Arquitetura de CLP –Classificação

Os CLPsclassificam-se de acordo com os pontos de I/Os e a quantidade de memória de programação disponível. A Tabela 3.1 apresenta a classificação.

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Arquitetura de CLP –Classificação

Entre os Micros e Pequenos CLPs, ainda épossível encontrar outra divisão:

-Compactos: que têm quantidade fixa de pontos de I/O;

-Modulares: que permitem a configuração, por parte do usuário, da quantidade e combinação dos pontos de I/O.

Em alguns CLPsCompactos, épossível a adição de pontos de I/O por meio de módulos de expansão, com limite determinado pelo fabricante, porém apresentam poucas opções de configuração.

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Arquitetura de CLP –SCAN

O SCAN do CLP em modo de execução pode ser descrito resumidamente pelo fluxograma apresentado na Figura 3.8.

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Arquitetura de CLP –SCAN

SCAN TIME (Tempo de Varredura) éa quantidade de tempo consumida para realizar as tarefas específicas do SCAN. Tipicamente medido em ms. Os fatores que tem influência direta sobre o ScanTime são:

Quantidade de módulos e pontos de entrada; Conexão de dispositivos periféricos; Tamanho do programa de aplicação e tipo de instruções utilizadas; Quantidade de módulos e pontos de saída.

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Arquitetura de CLP –SCAN

SCAN RATE (Taxa de SCAN) éa quantidade de tempo consumida para realizar as tarefas em relação àquantidade de memória. Tipicamente medido em ms/K. Se um CLP tem um SCAN RATE de 8ms/K e o programa possui 6K de memória, então o CLP leva 48 mspara completar um SCAN de programa.

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1.Quais são os componentes básicos da arquitetura de um C.L.P.? 2.Defina CPU. 3.Defina Memória. Quais são os tipos presentes em um CLP? 4.Defina cartões/módulos de I/Os. Quais são os principais tipos? 5.Defina fonte de alimentação. Quais são os principais tipos? 6.Defina interface. Quais são os principais tipos? 7.Quais são os tipos de CLPs? Como são qualificados? 8.Defina SCAN. 9.Defina SCAN TIME? 10.Se um programa de CLP tem 7,5K e o SCAN RATE éde 7,5 ms/K, qual seráo tempo de atualização de I/Os?

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Determinar a equação booleana, simplificada, para executar a seguinte lógica para ligar o motor de um ventilador :

1. Forno ligado e motor da esteira ligado, ou 2. Forno desligado e temperatura acima de 50 °C, ou 3. Forno desligado, reléX operado e motor da esteira ligado, ou 4. Motor da esteira ligado e temperatura acima de 50 °C, ou 5. Motor da esteira ligado, forno desligado e reléX inoperado, ou 6. Forno ligado, reléX inoperadoe trem estacionado no local.

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QUESTÕES 12

36 Alberto Willian Mascarenhas, Abílio Muniz e Sérgio Leal

CONTROLE E ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ICLP –CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL Continua…

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