Apresentação Linguagens CLP

1. Londrina PR
 Julio Cesar Guimarães, Especialista
Linguagens de Programação de Controladores Lógicos
Programáveis (CLP´s)
e
Redes Industriais de Comunicação
Universidade Estadual de Londrina
IV Semana de Engenharia Elétrica

2. Londrina PR
Sumário
 Linguagens de programação de CLP´s
– Normalização
– Linguagens gráficas
– Linguagens textuais
 Redes de industriais de comunicação
– Protocolos de comunicação
– Topologias industriais
– Aplicações

3. Londrina PR
Linguagens - Motivação
 O CLP´s (controladores lógicos programáveis) são o “núcleo”
de um sistema de automação industrial;
 Há uma tendência em padronizar as linguagens;
 Os fabricantes têm interesse que seus clientes possam
“entender” os recursos disponibilizados nos produtos;
 Muitas linguagens podem confundir os programadores;
 Facilitar a interpretação de diagramas e/ou textos de
programação.

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IEC 61131-3 – norma para programação
 É o primeiro esforço real para a padronização das
linguagens de programação de CLP´s
 Resultado de sete empresas internacionais, somando
dezenas de anos em experiência em automação industrial
 Busca a especificação da sintaxe e semântica de uma suíte
unificada de linguagens de programação
 São definidas quatro linguagens de programação: duas
textuais e duas gráficas

5. Londrina PR
 Com o intuito de facilitar o entendimento a norma é
dividida em:
IEC 61131-3: a norma para programação
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Norma IEC 61131-3
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Elementos Comuns
Linguagens de Programação
Norma IEC 61131-3

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Elemento Comuns
 Tipos de dados
 Variáveis
 Configuração, recursos e tarefas
 Unidades de organização de programas
 Seqüenciamento gráfico de funções

7. Londrina PR
Elementos Comuns
 Tipos de dados: booleanos, inteiros, reais, byte, word, date, time_of_day
e string
 Variáveis: são associadas somente para endereços explícitos de
hardware (entradas e saídas) nas configurações, recursos e programas. O
escopo das variáveis é normalmente limitado à unidade de organização
nas quais elas são declaradas (escopo local). Se as variáveis tiverem
escopo global, então devem ser declaradas como tal (VAR_GLOBAL).

8. Londrina PR
 Configuração, recursos e tarefas: para melhor entendimento, vamos observar
o modelo de software, como definido pela norma:
 No nível mais alto, o software deve resolver um problema particular de
controle que pode ser formulado como uma configuração.
Access path
Execution
control path
FB
Task
Program Program
FB FB
Task
Program
Task
Program
FB FB
Task
Resource Resource
Configuration
Function
Block

9. Londrina PR
 A configuração é específica para um sistema de controle particular,
incluindo a disposição do hardware, recursos de processamento,
endereçamento de memória para I/O e demais capacidades do sistema.
Dentro da configuração pode-se definir um ou mais recursos.
 Pode-se entender um recurso como elemento com capacidade de
processamento dos programas IEC.
 Dentro de um recurso, uma ou mais “tarefas” (tasks) podem ser definidas.
As tarefas controlam a execução de um conjunto de programas ou blocos
funcionais (ex: uma mudança de estado de uma variável)

10. Londrina PR
 Programa: consiste de uma rede de funções (Functions) e blocos
funcionais (Function Blocks), os quais são capazes de trocar dados.
Funções e blocos funcionais são os blocos básicos de construção,
contendo uma estrutura de dados e um algoritmo.
 Na IEC 61131-3 os programas, blocos funcionais e funções são
chamadas de Unidades de Organização de Programas (POUs).
 A norma também definiu funções padrões e funções definidas pelo
usuário. Funções padrões são, por exemplo, ADD(ition), ABS (absolute),
SQRT, SINus e COSinus. Funções definidas pelo usuário podem ser
usadas inúmeras vezes na mesma rotina.

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Linguagens de Programação Normalizadas
 Textuais
- ST - structured text (texto estruturado)
- IL - instruction list (lista de instruções)
 Gráficas
- LD - ladder diagram (diagrama de contatos)
- FBD - function diagram blocks (diagrama de blocos de funções)
 Método SFC (sequential function chart) ou Grafcet
Alguns fabricantes disponibilizam seus CLP´s com recursos de programação
em gafcet.

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 Linguagem de alto nível, muito poderosa, com raízes Ada, Pascal e C
 Contém todos os elementos essenciais de uma linguagem moderna, incluindo estruturas
condicionais (IF-THEN-ELSE e CASE OF) e iterações (FOR, WHILE e REPEAT)
 Exemplo:
I:=2
WHILE J<5 DO
Z:= F(I+J);
END_WHILE
IF B_1 THEN
%QW100:= INT_TO_BCD(Display)
ENDIF
CASE TW OF
1,5: TEMP := TEMP_1;
2: TEMP := 40;
4: TEMP := FTMP(TEMP_2);
ELSE
TEMP := 0;
B_ERROR :=1;
END_CASE
Linguagem ST (Structured Text) – Texto Estruturado

13. Londrina PR
Linguagem ST (Structured Text) – Texto Estruturado

14. Londrina PR
Linguagem IL (Instruction List) - Lista de Instrução
 De origem européia
 Semelhante ao Assembler

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Linguagem LD (Ladder Diagram) – Diagrama de Relês
 Originou nos EUA
 Baseada na representação gráfica da lógica de relês
 Exemplo:
Circuito biestável para relês Circuito biestável para ladder

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Linguagem FBD (Function Diagram Blocks) - Diagrama de
blocos de funções
 Muito usada na indústria de processos.
 Expressa o comportamento de funções, blocos funcionais e programas
como um conjunto de blocos gráficos interligados, como nos diagramas
de circuitos eletrônicos.
 Se parece com um sistema em termos do fluxo de sinais entre elementos
de processamento.

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Linguagem FBD (Function Diagram Blocks) - Diagrama de
blocos de funções

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Linguagem Grafcet ou SFC (Sequential Function Chart)
 Descreve graficamente o comportamento seqüencial de um programa de
controle.
 É derivado das redes de Petri e da
norma IEC 848 Grafcet.
 Consiste de “passos”, interligados com blocos
de “ações” e “transições”. Cada passo
representa um estado particular do sistema
que está sendo controlado.
Step 1 N FILL
Step 3
Step 2 S Empty
Transition 1
Transition 2

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 Estrutura a organização interna do programa e ajuda a decompor o
problema de controle em partes gerenciáveis, enquanto mantém a sua
visão geral.
0
1
2
3
PASSO INICIAL
Início da sequència
Fim da alimentação A
Fim da alimentação B
Fim do tempo de mistura
Produto A
Produto B
Mistura T = 3
AÇÃO
TRANSIÇÃO
ETAPA /
PASSO

20. Londrina PR
 Exemplo: