[Elementos de Automação] Aula 05 - PLC

[Elementos de Automação] Aula 05 - PLC

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O software residente, desenvolvido pelo fabricante, e que determina o modo de funcionamento do controlador também caracteriza uma diferença fundamental.

Este software realiza funções de acesso ao hardware, diagnósticos, comunicações e determina o funcionamento do controlador em um modo de operação dedicado (ciclo de varredura) e totalmente transparente ao usuário.

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Arquitetura Básica

O CLP é um sistema microprocessado, ou seja, constitui – se de um microprocessador (ou microcontrolador), um Programa Monitor, uma Memória de Programa, uma Memória de Dados, uma ou mais Interfaces de Entrada, uma ou mais Interfaces de Saída e Circuitos Auxiliares.

As principais diferenças em relação a um computador comum estão relacionadas à qualidade da fonte de alimentação que possui boas condições de filtragem e estabilização, interfaces de E/S (Entrada/Saída) imune a ruídos e invólucro específico para aplicações industriais.

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Arquitetura Básica

O diagrama de blocos, a seguir, ilustra a arquitetura básica de um CLP:

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Arquitetura Básica Ilustação de um sistema controlado por CLP

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Processador

O Processador do CLP é responsável pelo processamento do programa, isto é, coleta os dados dos cartões de entrada, efetua o processamento segundo o programa do usuário, armazenado na memória, e envia o sinal para os cartões de saída como resposta ao processamento.

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Fonte de Alimentação

A Fonte de Alimentação pode ser interna ou externa a CPU do CLP e tem normalmente as seguintes funções básicas:

•Converter a tensão da rede elétrica (110 ou 220 Vca) para a tensão de alimentação dos circuitos eletrônicos, (+5Vcc para o processador, memórias e circuitos auxiliares e +/- 12 Vcc para a comunicação com o Terminal de Programação);

•Manter a carga da bateria, nos sistemas que utilizam relógio em tempo real e Memória do tipo RAM;

•Fornecer tensão para alimentação das entradas e saídas (12 ou 24 Vcc).

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Memória do Programa Monitor

O Programa Monitor é o responsável pelo funcionamento geral do CLP.

Ele é o responsável pelo gerenciamento de todas as atividades do CLP.

Não pode ser alterado pelo usuário e fica armazenado em memórias do tipo

•PROM (Programmable Read-Only Memory),

•EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) ou

•EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read- Only Memory).

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Memória do Programa Monitor

Ele funciona de maneira similar ao Sistema Operacional dos microcomputadores.

É o Programa Monitor que permite a transferência de programas entre um microcomputador ou Terminal de

Programação e o CLP, gerenciar o estado da bateria do sistema, controlar os diversos opcionais etc.

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Memória de Aplicação

É onde se armazena o programa da aplicação desenvolvido pelo usuário. Pode ser alterada pelo usuário, já que uma das vantagens do uso de PLC’s é a flexibilidade de programação.

Inicialmente era constituída de memórias do tipo EPROM, sendo hoje utilizadas memórias do tipo RAM (Random Access Memory), cujo programa é mantido pelo uso de baterias, EEPROM e FLASHEPROM, sendo também comum o uso de cartuchos de memória, que permite a troca do programa com a troca do cartucho de memória.

A capacidade desta memória varia bastante de acordo com o marca/modelo do PLC, sendo normalmente dimensionadas em Passos de Programa.

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Memória de Dados

É a região de memória destinada a armazenar os dados do programa do usuário.

Estes dados são valores de temporizadores, valores de contadores, códigos de erro, senhas de acesso, etc.

São normalmente partes da memória RAM do PLC.

São valores armazenados que serão consultados e ou alterados durante a execução do programa do usuário.

Em alguns PLC’s, utiliza-se a bateria para reter os valores desta memória no caso de uma queda de energia.

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Bateria

As baterias são usadas nos CLP’s para manter o circuito do Relógio em Tempo Real, reter parâmetros ou programas (em memórias do tipo

RAM), mesmo em caso de corte de energia, guardar configurações de equipamentos etc.

Normalmente são utilizadas baterias recarregáveis do tipo Ni – Ca ou Li.

Nestes casos, incorporam se circuitos carregadores.

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Memória Imagem

Sempre que a CPU executa um ciclo de leitura das entradas ou executa uma modificação nas saídas, ela armazena os estados da cada uma das entradas ou saídas em uma região de memória denominada Memória Imagem das Entradas/ Saídas.

Essa região de memória funciona como uma espécie de “tabela” onde a CPU irá obter informações das entradas ou saídas para tomar as decisões durante o processamento do programa do usuário.

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Módulos de Entrada

Os módulos de entrada são interfaces entre os sensores, localizados no campo, e a lógica de controle de um controlador programável.

Esses módulos são constituídos de cartões eletrônicos, cada qual com capacidade para receber certo número de variáveis.

Podem adequar eletricamente os sinais de entrada para que possa ser processado pela CPU (ou microprocessador) do CLP.

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Módulos de Entrada

Pode ser encontrada uma variedade muito grande de tipos de cartões, para atender as mais variadas aplicações nos ambientes industriais.

Temos dois tipos básicos de entrada:

•as digitais ou discretas e •as analógicas.

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