- O documento discute linguagens de programação para controladores lógicos programáveis (CLPs) e redes industriais de comunicação. - É apresentada a norma IEC 61131-3, que padroniza linguagens de programação para CLPs, incluindo duas linguagens textuais (ST e IL) e duas gráficas (LD e FBD). - As linguagens de programação normalizadas, elementos comuns da norma e a linguagem Grafcet são explicadas de forma sucinta.

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

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.

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

6. Londrina PR
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:
Configuration
Resource Resource
Task Task Task Task FB
Function
Block
Program Program Program Program
FB FB FB FB
Execution
control path
Access path
 No nível mais alto, o software deve resolver um problema particular de
controle que pode ser formulado como uma configuração.

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.

11. Londrina PR
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.

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

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

15. Londrina PR
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

16. Londrina PR
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.

17. Londrina PR
Linguagem FBD (Function Diagram Blocks) - Diagrama de
blocos de funções

18. Londrina PR
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. Step 1 N FILL
 Consiste de “passos”, interligados com blocos
de “ações” e “transições”. Cada passo Transition 1
representa um estado particular do sistema
que está sendo controlado. Step 2 S Empty
Transition 2
Step 3

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

20. Londrina PR
 Exemplo: