Instrumentação M3 Parte1

Instrumentação M3 Parte1

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F A C E N S – Faculdade de Engenharia de Sorocaba

FACENS – INSTRUMENTAÇAO E CONTROLE – Prof. Willerson Moreira Ferraz

1. CLP

1.1 Introdução

O Controlador Lógico Programável é um equipamento comandado por um processador dedicado que tem como finalidade monitorar entradas e atualizar saídas a partir de um programa pré-definido.

O CLP é utilizado pelas indústrias com a finalidade de automatizar processos, permitindo controle rápido e preciso com mínima possibilidade de erros.

Com a implementação de CLP’s a limitação do sistema deixa de ser espaço físico e passa a ser o espaço de memória da CPU e o número de entradas e saídas disponíveis.

1.2 Histórico

O Controlador Lógico Programável nasceu dentro da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de mudar a lógica de controle dos painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Desde o seu aparecimento, até hoje, muita coisa evoluiu nos controladores lógicos, tais como:

· Tipos de entrada e saída; • Velocidade de processamento;

• Modo de programação;

• Interface com o usuário.

1.3 Características técnicas

Podemos ressaltar que com a popularização dos microcomputadores e a redução dos custos de desenvolvimento e produção, houve uma avalanche de ofertas de tipos e modelos de CLP’s, os quais podemos dividir em:

Nano e Micro CLP’s - São CLP’s de pouca capacidade de E/S (máximo 16 Entradas e 16 Saídas), normalmente digitais, compostos de um único módulo (ou placa), baixo custo e reduzida capacidade de memória.

CLP’s de Médio Porte – São CLP’s com capacidade de E/S de até 256 pontos, digitais e analógicas, compostos por um módulo básico e módulos de expansão. Costumam permitir até 2048 passos de memória e na grande maioria são totalmente modulares.

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CLP’s de Grande Porte - se caracterizam por uma construção modular constituída por fonte de alimentação, CPU principal, CPU’s auxiliares, módulos de E/S digitais e analógicos, módulos de E/S especializados, módulos de redes locais ou remotas, etc., que são agrupados de acordo com a necessidade e complexidade da planta de automação. Permitem a utilização de até 4096 pontos de E/S.

1.4 Processamento A lógica de operação de qualquer CLP é dividida em três etapas: entrada, processamento e saída.

Basicamente os sinais dos sensores são aplicados às entradas do controlador e a cada ciclo (varredura) são lidos e transferidos para a unidade de memória interna denominada memória imagem de entrada. Estes sinais são processados pelo programa do usuário e ao término do ciclo de varredura, os resultados são transferidos à memória imagem de saída e então aplicados aos terminais de saída.

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1.5 O que acontece quando o CLP é ligado? a) Inicialização

No momento em que é ligado o CLP executa uma série de operações pré-programadas, gravadas em seu Programa Monitor, entre as quais podemos destacar:

· Verifica o funcionamento eletrônico da CPU, memórias e circuitos auxiliares; • Verifica o estado das chaves principais (RUN / STOP, PROG, etc.);

• Desativa todas as saídas;

• Verifica a existência de um programa de usuário;

• Emite um aviso de erro caso algum dos itens acima falhe.

b) Verificar estado das entradas

O CLP lê o estado de cada um dos I/O’s. O processo de leitura recebe o nome de Ciclo de Varredura (Scan) e normalmente é de alguns micro segundos (scan time).

c) Transferir para a memória

Após o Ciclo de Varredura, o CLP armazena os resultados obtidos em uma região de memória chamada de Memória Imagem das Entradas e Saídas. Ela recebe este nome por ser um espelho do estado das entradas e saídas. Esta memória será consultada pelo CLP no decorrer do processamento do programa do usuário.

d) Comparar com o programa do usuário

O CLP executa o programa após consultar a Memória Imagem das Entradas e atualiza o estado da Memória Imagem das Saídas, de acordo com as instruções definidas pelo usuário em seu programa.

e) Atualizar o estado das saídas

O CLP escreve o valor contido na Memória Imagem das Saídas nas interfaces ou módulos correspondentes. Inicia-se então, um novo ciclo de varredura.

1.6 Comparação com malha de controle discreta

• menor espaço e menor consumo de energia elétrica; • reutilizáveis;

• maior confiabilidade;

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· maior flexibilidade; • interfaces de comunicação com outros CLPs e computadores;

• maior vida útil;

• manutenção mais fácil e rápida.

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2. Introdução ao hardware

Para proporcionar o controle automático de uma malha de controle o CLP possui alguns elementos básicos, que podem ser classificados da seguinte forma:

· Converter a tensão da rede elétrica (110 ou 220 VCA) para a tensão de alimentação dos

2.1 Fonte de alimentação – elemento cujas principais funções são: circuitos eletrônicos;

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