CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL (CLP)

CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL (CLP)

Controlador Lógico Programável é um equipamento projetado para realizar controle sequencial de processos discretos do tipo condição-evento.

O que é processo discreto condição-evento?

 É um processo caracterizado por “início”, “em execução” e “fim”. Por exemplo, uma máquina operatriz tem o início do processo de usinagem, em execução e fim da usinagem. A figura 1 representa uma ilha de manufatura onde a peça entra pela CV1, é transportado para torno por robô. O robô espera até o final do processo de torneamento e verifica se a fresadora está desocupada. Se estiver desocupada retira a peça do torno e carrega para a fresadora e verifica se chegou a peça no final da CV1.

O controlador seqüencial tem a função de verificar as condições e ativar os processos (robô: pega peça na CV1 e carregar no Torno), (torno: receber a peça e iniciar a usinagem), etc.

            [pic 1]

Figura 1. Exemplo do Processo discreto evento-condição

Um outro exemplo é mostrado nas figuras a seguir:

[pic 2]

Figura 3. Exemplo de controle sequencial

ESTRUTURA DE HARDWARE DO CLP

Um CLP é composto de CPU, memória RAM e ROM (EPROM ou EEPROM) unidade de entrada e saída. Nesse aspecto, pode-se dizer que o CLP é um computador de uso dedicado.

[pic 3]

                 Figura 2 Hardware do CLP

As entradas do CLP são sinais digitais geradas pelas chaves (normalmente aberta-NA ou normalmente fechada-NF) e fonte de tensão. Os estados das chaves (ON ou OFF) que decidem quais são as saídas que deverão ser ON ou OFF. As saídas são os contatos secos de relés. Quando a saída é ON o contato é fechado e quando é OFF o contato é aberto.

Atualmente existem também as saídas transistorizadas ou a triac.

                                   [pic 4]

                              Figura 3 Entrada e saída do CLP

O programa de usuário pode ser de diversas maneiras, mas o mais popular atualmente é a linguagem LADDER que tem a vantagem de ser direto e intuitivo.

PROGRAMAÇÃO

A programação é descrição das condições de entradas que causam as saídas assumirem o estado ON ou OFF. Os elementos de programação são principalmente os contatos (chaves) que são entradas do CLP e suas interligações com demais elementos é o programa. Em outras palavras, o programa do CLP em linguagem LADDER é uma representação gráfica composta de duas linhas verticais entre as quais existem várias linhas horizontais e nessas linhas horizontais é que estão dispostos os contatos e bobina de relés.

INSTRUÇÕES

Na linguagem LADDER as instruções são símbolos de contatos e demais elementos interligadas.

Instrução LD - Load

[pic 5]

A figura acima pode ser entendida assim:

[pic 6]

De tal forma que quando fecha o contato X0, a bobina do relé Y0 é acionada, fechando o contato do relé Y0.

OBS.: O programa do CLP é composto de várias linhas horizontais nas quais aparecem vários elementos (instruções). Na hora da execução do programa o CLP faz a leitura das instruções e realiza as operações lógicas e no final atualiza os estados das saídas e volta a ler primeira linha. Denomina-se de scan um ciclo de leitura do programa e atualização das saídas.

O tempo de 1 scan é uma das especificações do CLP.

Instrução LDI – Load Inverse

[pic 7]

Instrução OUT

[pic 8]

Agora vamos ver o caso de utilização de mais de um contato na mesma linha:

1. Operação AND

[pic 9]

Este é o caso da operação AND, ou seja, a saída Y0 é ativada enquanto os contatos X0 e X1 são fechados.

1.  Operação OR

[pic 10]

A saída Y0 é ativada enquanto os contatos X0 ou X1 é ativado ou ambos são ativados.

1. Operação Duplo OUT (acionar duas saídas com uma entrada)

[pic 11]

As saídas Y0 e Y1 são ativadas enquanto X0 é fechado.

1. Forma mista de AND e OR

[pic 12]

A saída Y0 é ativada segundo a expressão lógica

                    Y0 = X0. (X1 + X2)

Exercício:

1. Implemente o programa que realiza a seguinte lógica:

X0        X1        Y0

OFF  OFF   OFF

OFF   ON   ON

ON     OFF   ON

ON     ON     OFF

A equação lógica é [pic 13]

Portanto:

[pic 14]

Obs.: Como todos já devem ter notado, esta é a função Exclusive-OR

1. Utilize somente a entrada X0. Uma vez ligado X0 a saída Y0 fica ligado. Desligando a X0, a saída Y0 continua ligado.

[pic 15]

 Obs.: A bobina Y0 pode ser utilizada como o contato da entrada e na primeira linha Y0=ON e na segunda linha também Y0 está ON. Portanto uma vez Y0 tornando ON ele mesmo se mantém (autoretentivo). Esse tipo de ligação é denominado de SELO.

Mas, desse jeito, a saída nunca mais voltar a ser OFF. Então ligamos em série, um outro contato normalmente fechado. Ao acionar o contato X001 a saída é desativada.

[pic 16]

Este mesmo comportamento pode ser obtido usando a função SET e RESET (na verdade é um flip-flop).

Instrução SET

A instrução SET é uma saída especial , é ativada quando as instruções que a precede tornam-se verdadeiras. Aparece sempre como o último contato na linha de programa.

[pic 17]

Neste exemplo, a saída Y0 será mantida ativa quando, mesmo momentaneamente o contato X0 torna-se ON. Para desativar a saída Y0 é aplicar a instrução RESET.

Instrução RST (RESET)

[pic 18]

No exemplo acima, Y0=ON se X0=ON (mesmo momentaneamente); e Y0=OFF se X1 = ON (mesmo momentaneamente).

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