Aula - CLP & Linguagem Ladder

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Aula de automação II sobre CLP e linguagem em ladder, ministrado no curso técnico em petróleo e gás

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Aula - CLP & Linguagem Ladder

  1. 1. AUTOMAÇÃO II CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS – CLP
  2. 2. AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL ORIGEM DO CLP – BREVE HISTÓRICO.
  3. 3. O QUE É AUTOMAÇÃO? Em linhas gerais, trata-se da substituição do trabalho braçal e repetitivo, pelo trabalho realizado por dispositivos. Pode ser aplicado em qualquer ambiente: predial, comercial ou industrial.
  4. 4. O QUE É AUTOMAÇÃO ? NOTAS DE AULA, CASTILHO (2010,)
  5. 5. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO Inicia-se na década de 20, com o modelo de produção criado por henry ford – modelo de produção fordista (produção em massa e a primeira linha de montagem automatizada).
  6. 6. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
  7. 7. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO Os painéis de controle eram de alta complexidade e de baixa eficiência, o processo de automação era baseado em relés .
  8. 8. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO
  9. 9. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO Além dos problemas anteriores, existiam ainda os inconvenientes: Auto consumo energético; Difícil manutenção; Difícil modificação de comandos; Muitas horas paradas ; Necessidades de manter atualizados os esquemas de comandos elétricos.
  10. 10. Os problemas anteriores foram contornados com o surgimento dos transistores.
  11. 11. AUTOMAÇÃO - HISTÓRICO No final da década de 60, surge o controlador lógico programável.
  12. 12. COMANDOS ELÉTRICOS Como seria a partida direta de um motor trifásico? Como seria a partida direta com reversão de um motor trifásico?
  13. 13. AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Estrutura e lógica de funcionamento do clp.
  14. 14. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP Os principais blocos que compõem um CLP são: CPU (Central Processing Unit); Memórias; Fonte de alimentação; Bateria; Módulos de entradas/saídas; Módulos especiais; Base (rack).
  15. 15. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP
  16. 16. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP Fonte de alimentação: Fornece todos os nível de tensão exigidos para as operações internas do clp.
  17. 17. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP Memórias Podem ser basicamente de dois tipos: Memória de dados. Memória de usuário ou de programa.
  18. 18. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP  Memória de dados: serve para o  Armazenamento temporário dos estados e/s,  Marcadores ”presets” de temporizadores/contadores,  A cada ciclo a memória de dados é atualizada. Geralmente memória RAM (random access memory - memória de acesso aleatório).  Também conhecida como memória de rascunho ou volátil.
  19. 19. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP  Memória de usuário ou de programa: é a memória que armazena o programa interno e o do usuário, ou seja, o software que controla o sistema a ser utilizado.  Podem ser eprom, nvram, flash-eprom, dentre outras.
  20. 20. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP CPU - (unidade central de processamento) Lê o sinal de entrada na memória de dados; Executa operações aritméticas e lógicas baseada na memória de programa; Gera os comando apropriados para a memória de dados controlar o estado das saídas. Auto-diagnose (memória, temperatura, bateria etc).
  21. 21. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP Interface de entrada e saídas (e/s) Faz o link entre os dispositivos e a CPU, numa via de “mão dupla”. Na entrada, os módulos de entrada recebem as tensões usuais (p.E. 24vcc ou 220 vca) e convertem as mesmas em tensões de níveis lógicos para a CPU; Já na saída, os módulos comutam as tensões lógicas oriundas da CPU para tensões necessárias de acionamentos de atuadores e sensores. .
  22. 22. ESTRUTURAÇÃO BÁSICA DO CLP Outras estruturas importantes Bastidor; Módulo de expansão; IHM
  23. 23. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Inicialmente, deve-se ter sedimentado o conceito de controle. Segundo o dicionário Aurélio Buarque:
  24. 24. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO Para se ter controle, necessita-se de um fluxo eficiente de informações. O fluxo de informações nos clp’s baseiam-se em conceitos de lógica combinacional (função booleana) e sequenciais (i. E TEMPORIZADORES). Através do engenheiro americano shannom (1938) que aplicou a teoria de boole (1815 - 1864) para chaveamento de dispositivos telefônicos, facilitou-se a lógica das informações.
  25. 25. TIPOS DE SINAIS Sinais analógicos  Sinais que variam continuamente no tempo. Ex: pressão, temperatura, vazão,
  26. 26. TIPOS DE SINAIS Sinais digitais  Sinais que variam continuamente no tempo assumindo apenas dois valores. Ex.: Relés, sensores de níveis etc.
  27. 27. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO O CLP TEM FUNCIONA BASICAMENTE EM TRÊS ETAPAS: TRANSFERÊNCIA DOS SINAIS DE ENTRADA PARA A MEMÓRIA DE DADOS INICIA-SE O VARREDURA DO SOFT ARMAZENADO NA MEMÓRIA DE PROGRAMA. CONCLUÍDA A VARREDURA, OCORRE A ATUALIZAÇÃO DAS SAÍDAS, DANDO INICIO A OUTRO CICLO.
  28. 28. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO PORTANTO, APÓS O START TEM-SE:
  29. 29. FLUXO DE INFORMAÇÃO PARA O CONTROLE DE PROCESSOS. WEG (2004, PÁG. 04)
  30. 30. EXEMPLO Botões de comando e sensores, neste simples exemplo, conectado a uma entrada do CLP, pode ser usado para partir e parar o motor conectado ao CLP através do contator (atuador).
  31. 31. TERMINOLOGIA Sensor: é o dispositivo que converte uma condição física num sinal elétrico para uso no CLP. Sensores são conectados nos módulos de entrada do CLP. Um botão de comando é um exemplo de sensor .
  32. 32. TERMINOLOGIA Atuador: converte um sinal elétricos vindo do CLP numa condição física. Atuadores são conectados nos módulos de saída do CLP. Um contator é um exemplo de um atuador.
  33. 33. TERMINOLOGIA Entrada discreta, também chamada de entrada digital, é um sinal que pode assumir somente duas condições: ON ou OFF. Botões de comando, pulsadores, chaves fim-de-curso, sensores de proximidade, pressostatos, termostatos, são exemplos de entrada discretas.
  34. 34. TERMINOLOGIA Entrada Analógica é um sinal de entrada que tem um sinal contínuo. Entradas analógicas típicas são 0 a 20 mA, 4 a 20mA ou 0 a 10V. No exemplo seguinte, um transmissor de nível monitora o nível de um tanque. Dependendo do transmissor de nível, o sinal para o CLP pode aumentar ou diminuir de acordo com o nível do tanque.
  35. 35. TERMINOLOGIA Saída Discreta é uma saída que pode assumir a condição ON ou OFF. Solenóides, bobinas de contatores e sinalizadores são exemplos de saídas discretas.
  36. 36. TERMINOLOGIA Saídas analógicas são sinais de saída que tem um sinal contínuo. A saída pode ser tão simples como um sinal de 0 a 10V para um medidor analógico. Exemplos de medidores ligados a saídas analógicas podem ser velocímetros, indicadores de temperatura e de peso. Podem ser usadas também em válvulas de controle, inversores de frequência ( no controle de velocidade).
  37. 37. TERMINOLOGIA A CPU monitora as entradas e toma decisões com base nas instruções contidas no programa memorizado. A CPU controla reles, contadores, temporizadores, compara dados, atualiza dados e executa operações seqüenciais.
  38. 38. LINGUAGEM LADDER
  39. 39. DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER A função principal de um programa em linguagem Ladder é controlar o acionamento de saídas, dependendo da combinação lógica dos contatos de entrada. O diagrama de contatos Ladder é uma técnica adotada para descrever uma função lógica utilizando contatos e relés. Sua notação é bastante simples. Um diagrama de contatos é composto de duas barras verticais que representam os polos positivos e negativo de uma bateria.
  40. 40. DIAGRAMA DE CONTATOS EM LADDER A ideia por trás da linguagem ladder é representar graficamente um fluxo de “eletricidade virtual” entre duas barras verticais energizadas. Essa “eletricidade virtual” flui sempre do polo positivo em direção ao negativo.
  41. 41. A LINGUAGEM LADDER Como seria a programação em Ladder para o diagrama ao lado?
  42. 42. FUNÇÕES LÓGICAS As funções lógicas são estudadas em todos e quaisquer elementos. A combinação entre os contatos NA e NF servem de importante orientação para o projetista e programador de circuitos lógicos.
  43. 43. FUNÇÕES LÓGICAS Função “E” Função “OU”

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