Clp - hardware

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Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

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A história –No passado

A maioria dos bens eram feitos pelas próprias mãos dos operários, em grandes fábricas, onde não havia condições minímas de segurança para os mesmos.

•Trabalho manual e repetitivo mantêm a produção baixa e com alta ineficiência.

•O que não era feito pelas mãos, era fabricado usando lógica relê, sendo este sujeito a constante falhas.

•Painéis antigos requeriam constantemente manutenção

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Situação da indústria automobilística

No final da década de 60, as montadoras controlavam as linhas de produção com milhares de relês e um complexo sistema eletromecânico.

•Os painéis eram pesados e difíceis de instalar, modificar e consertar, enquanto fiação e documentação disponíveis se tornavam volumoso e dispendioso.

•Mudanças anuais nos modelos requeriam redesenvolvimento dos painéis e a fiação dos relês, praticamente se trocava tudo.

•Em adição, o custo de trocar um relê estava se tornando altíssimo.

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O Primeiro CLP

Em 1968, um grupo de engenheiros da Bedford Associates em

Bedford, Massachusetts, desenvolveu um produto que resolvia o inerente problema dos painéis de controle a relê.

•Baseados no projeto de Richard Morley, a solução era um controlador que utilizava um circuito de estado sólido com lógica relê ladder para programá-lo.

•Um controlador de lógica sequencial que controlava a lógica da fábrica e os processos sequenciais, chamado “084”.

•Ele foi chamado de “084”, pois foi o octagésimo quarto projeto da Bedford Associates.

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O berço da MODICON

Para desenvolver o mercado do “084”, estes mesmos engenheiros da Bedford

Associates, inauguraram uma companhia chamada de MODICON.

( MO dular DIgital CONtrol)

•O primeiro “084”foi instalado em Março de 1969 na divisão da General Motors Hydra- Matic em Ypsilanti, Michigan.

•Ele eliminou a necessidade da troca de todo o sistema de controle, cada vez que se mudava uma linha de produto. Novas instruções eram simplismente programadas.

•Ele era usado para controlar um grande número de operações, incluindo, corte de metais,montagem, teste de transmissões etc

1970 Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

Outros CLP’s Modicon

No começo da indústria automobilística, o CLP tornou-se um padrão popular para máquinas e controle de processos em toda a indústria. Seu poder, flexibilidade e facilidade de uso, ganharam a aceitação por engenheiros e gerentes em todos os níveis. Hoje movimenta uma indústria de mais de 15 bilhões de dolares.

984 FamilyModvueMicro 84Micro 9 Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

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1 -DEFINIÇÕES

AUTOMAÇÃO I NDUSTRIAL Conjunto de técnicas utilizados para tornar automático os processos industriais, assimestes se tornam mais rápidos e eficientes, gerando maior produtividade e consequentemente maiores lucros.

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O CLP éum dispositivo eletrônico utilizado para executar o controle demáquinas e processos industriais.

Tal controle épossívelpois o CLP possui em sua estrutura uma CPU que pode ser programada pelo usuário para receber sinais de elementos de campo, como sensores, botões, chaves -fim -de - curso,transmissores de nível ou temperatura, e de acordo com tais informações acionar dispositivos como as bobinas de contatores que acionam motores, lâmpadas para sinalização de alarmes, válvulas solenóides para liberar vazão, etc.

O CLP écomposto basicamente por 3 partes principais : 1 -ENTRADAS ; 2 -SAÍDAS ; 3 -CPU ( Unidade Central de Processamento ) .

Entradas Saídas

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Éo centro do sistema. Constituída por um circuito eletrônico complexo composto de microprocessadores,e memórias programáveis pelo usuário.Esta programação ébaseada na lógica de comandos elétricos, realizada de modo simplificado e amigável, através de um micro-computador.

Barreira

De Isolação

Unidade Central de processamento (CPU)

Programa Dados

Alta voltagem

Baixa voltagem Alimentação AC

S aí d a

Porta de co municaçã o

E n t r a d a

C ir c u it o

Alta voltagem

C ir c u it o

Barreira

De Isolação

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1-Varredura das Entradas: A CPU lê todas as entradas e guarda as informações em uma memória especial, denominada Memória Imagem de Entrada;

2-Varredura do Programa : As informações da Memória Imagem de Entrada entrada são processadas de acordo com o programa realizado pelo usuário e de acordo com a lógica do programa muda os estados das saídas e guarda estas informações em outra memória especial denominada Memória Imagem de Saída.

3-Varredura das Saídas :As saídas são atualizadas de acordo com a Memória Imagem de Saída.

4 –Overhead/Housekeeping: A CPU lê todas as comunicações disponíveis e autaliza o diagnóstico.

Esta rotina de operação recebe o nome de Scan, eéexecutado ciclicamente pela CPU, o tempo de cada ciclo dependedotamanho doprograma e do número de pontos de Entradas eSaídas

Início Varredura de entradas

Varredura do progra ma

House keeping

Varredura de saídas

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Dentro do CLP

A CPU contêm um programa executivo que diz ao CLP como:

• Executar as instruções de Controle

•Comunicar com outros dispositivos •Outros CLP’s, dispositivos de programação, I/O remoto, etc.

•Executar as atividades Housekeeping

•Diagnóstico, etc Este programa executivo éarmazenado em uma memória não volátil

•S ignifica que o programa não seráperdido em uma eventual queda de energia

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comunicaçâo, velocidade de processamento

Temos disponíveis no mercado vários modelos de CLPs, cada fabricante incorpora ao seu produto características diferentes, como formato compacto, acessórios especiais , protocolo de

Porém, basicamente podemos dividir os CLPs em 2 grupos : 1-Estrutura Compacta; 2- Estrutura Modular;

Neste tipo de configuração um mesmo produto comporta CPU, Entradas e Saídas. Geralmente este tipo de CLP éalimentado pela rede elétrica ( 110/220 VAC) e possuem internamente uma fonte de 24 VCC para alimentar seus circuitos eletrônicos.

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Neste tipo de configuração o CLP pode ser “montado”de acordo com a necessidade da aplicação, isto ocorre porque seus componentes estão divididos em módulos, podendo para um mesmo CLP existir módulos com a mesma função, porém com características diferentes :

-Módulo da CPU: Varia em capacidade de memória, tempo de processamento , protocolos de comunicação e recursos avançados;

-Módulos de Entradas e Saídas : Variam em quantidade de pontos, resolução, tensão de operação e capacidade de corrente. Existem também módulos que realizam funções especiais, como controle de movimento, pesagem, redes de comunicação,etc. -Módulo de Alimentação : (fonte de alimentação para os módulos) Varia na capacidade de corrente.

-Rack : Estrutura para alojar os módulos, varia no tamanho.

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EXEMPLOS DE CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

DIGITAIS:Também conhecido como sinal lógico ( ou discreto ) , tem este nome porque sópermite dois estados lógicos : 0 = desligado / “aberto”( sem sinal elétrico) 1 = ligado / “fechado”( com sinal elétrico)

Sem sinal elétrico na entrada do CLP.

Sinal elétrico na entrada do CLP.

Tipicamente 24 Vcc, 110 Vac ou 220 Vac.

-V Referência

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São pontos de conexão onde ligamos os dispositivos que fornecem informações de campo

(presença de peças, temperatura, vazão,velocidade...) para o CLP, estas informações são em forma de sinais elétricos.

Estes sinais elétricos podem ser digitais ou analógicos : -SINAL DIGITAL : Também conhecido como sinal lógico ( ou discreto ) , tem este nome porque só permite dois estados lógicos : 0 = desligado / “aberto”( sem sinal elétrico) 1 = ligado / “fechado”( com sinal elétrico)

Os sinais digitais costumam ser em : 24 VCC , 110 VCA e 220 VCA. Exemplo de sinal digital: Botão Atuado = “1”Ligado ( enviando sinal elétrico para o CLP ) BotãoNão Atuado = “0”Desligado ( não env.sinal elétrico para o CLP )

CHAVES-F IM -DE-CURSO Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

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Entrada Digital 24Vcc Entrada Digital Vac

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ANALÓGICAS:Éo sinal elétrico que varia sua intensidade com o tempo, muito utilizado para representar o valor de grandezas físicas como vazão, temperatura, nível, deslocamento, etc, que também variam com o tempo.

O sinal analógico pode ser em TENSÃO ( 0 -10 Volts) ou em CORRENTE (4 -20 mA).

0 %de Nível = 0 Volt

30 % de Nível = 3 Volts 70 % de Nível = 7 Volts 100% de Nível = 10 Volts

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Entrada Analógica Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

SAÍDAS (OUTPUT “O”): São pontos de conexão onde ligamos os dispositivos de campo que são acionados pelo CLP, este acionamento éfeito através do envio de sinais elétricos do CLP para os dispositivos de campo. Assim como as entradas, este sinal elétrico pode ser analógico ou digital.

Alimentação do módulo para que o mesmo possa acionar os dispositivos de saída. V

Sinal elétrico na saída do CLP.

Referência da alimentação do módulo Sem sinal elétrico na saída do CLP.

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Saída a Transistor : Trabalha com sinal de saída em 24 VCC , normalmente não possui uma capacidade muito grande de Corrente Elétrica , em torno de 0,5 A (500 mA), o valor exato depende do produto que estamos utilizando, este dado éobtido no manual do fabricante.

Saída a Triac (Tiristor) : Trabalha com sinal de saída em 110 VCA ou 220

VCA, normalmente não possui uma capacidade muito grande de Corrente Elétrica , em torno de 0,5 à1A.

Saída a Relé: Este tipo de saída émuito utilizado, permite ao usuário trabalhar com tensão de rede, e possui uma maior capacidade de corrente elétrica, podendo passar dos 5 A.

Reléacionado internamente, pelo comando de Saída

Contato do Relédisponível para usuário

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Saída Digital a Relé

Saída Digital a Transistor

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Saída Digital a Triac Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

SAÍDA ANALÓGICA: Podemos usar uma saída analógica do CLP para variar a velocidade de um motor elétrico utilizando um inversor ( conversor ) de frequência , onde para cada variação na intensidade do sinal analógico haveráuma variação na velocidade do motor: 0 a 10 Volts = 0 a 60 Hz

0 Volt = 0 Hert 5 Volts = 30 Hertz 10 Volts = 60 Hertz

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Saída Analógica Professores: Osglay, Alberto, Abílio e Sérgio

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