Post on 17-Apr-2015
CLP - Maurício 1
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL
CLP - Maurício 2
APLICAÇÕES
• AUTOMATIZAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS;
• MÁQUINAS INDUSTRIAIS;
• AQUISIÇÃO DE DADOS PARA SUPERVISÃO EM FÁBRICAS, PRÉDIOS INTELIGENTES;
• INDÚSTRIAS, QUÍMICAS, PETROQUÍMICAS, MINERAÇÃO;
• FABRICAÇÃO AUTOMOTIVA, TÊXTIL, ALIMENTÍCIA;
• ENTRE OUTROS.
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VANTAGENS
QUANDO COMPARADO AOS MÉTODOS DE CONTROLE NÃO PROGRAMÁVEIS, O CLP MOSTRA AS SEGUINTES VANTAGENS:
• MENOR ESPAÇO OCUPADO;
• MENOR ENERGIA ELÉTRICA;
• MENOR FREQÜÊNCIA E TEMPO PARA MANUTENÇÃO
CLP - Maurício 4
QUANDO COMPARADO AOS MÉTODOS DE CONTROLE NÃO PROGRAMÁVEIS, O CLP MOSTRA AS SEGUINTES VANTAGENS:
• MAIOR CONFIABILIDADE;
• REPROGRAMABILIDADE;
• POSSIBILIDADE DE COMUNICAÇÃO COM OUTROS CONTROLADORES E COMPUTADORES.
VANTAGENS
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• O CLP TEM ESTRUTURA BÁSICA IGUAL À DE DE UM COMPUTADOR:
•FONTE DE ALIMENTAÇÃO;
•UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO;
• MEMÓRIAS;
• DISPOSITIVOS DE INTERFACE DE ENTRADA E SAÍDA.
ESTRUTURA
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PROCESSADOR
ESTRUTURA
FONTE
CPU
INTERFACES DE ENTRADA E SAÍDA
MEMÓRIAS
CARTÕES DE ENTRADA
CARTÕES DE SAÍDA
DADOSDADOS
DADOS
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FONTE DE ALIMENTAÇÃO
– FORNECE ENERGIA DE QUALIDADE PARA ALIMENTAR A CPU E OS CARTÕES DE ENTRADA E SAÍDA
– TAL QUALIDADE SE REFERE A ALTA ESTALBILIDADE E BAIXÍSSIMO RIPPLE.
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CPU
• COLHE OS DADOS DA INTERFACE DE ENTRADA, PROCESSA TAIS DADOS DE ACORDO COM O PROGRAMA E ENVIA PARA AS INTERFACES DE SAÍDA O RESUSLTADO DE TAL PROCESSAMENTO.
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MEMÓRIA
• ARMAZENA INFORMAÇÕES COMO O PROGRAMA A SER EXECUTADO E AS CONDIÇÕES DOS PONTOS DE ENTRADA E SAÍDA
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CARTÕES DE ENTRADA
• RECEBEM OS SINAIS (ELÉTRICOS) PROVENIENTES DO CAMPO E TRANSFORMAM TAIS SINAIS EM CÓDIGOS PROCESSÁVEIS PELA UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO.
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CARTÕES DE SAÍDA
• RECEBEM OS SINAIS PROVENIENTES DA UNIDADE CENTRAL DE PROCESAMENTO E OS TRANSFORMAM EM SINAIS ELÉTRICOS VÁLIDOS PARA OS DISPOSITIVOS DE CAMPO.
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CONFIGURAÇÕES
CONFIGURAÇÕES DE MONTAGEM
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- COMPACTA
- MODULAR
CONFIGURAÇÕES
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CONFIGURAÇÕES
- COMPACTA
•FONTE/ CPU
• CARTÕES ENTRADA SAÍDA
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CPU
CONFIGURAÇÕES
- MODULAR
FONTE
CARTÕES DE ENTRADA
CARTÕES DE ENTRADA
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ESTRUTURAS DE EXECUÇÃO
• CÍCLICO;• POR INTERUPÇÃO;• POR TEMPO;• POR EVENTO
FORMAS DE PROCESSAMENTO
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CÍCLICO
• INSTRUÇÕES LIDAS EM SEQÜÊNCIA DO INÍCIO AO FIM DO DO PROGRAMA;
• VOLTA-SE AO INÍCIO DO PROGRAMA. • ESSE CICLO É CHAMADO CICLO DE VARREDURA E SUA
DURAÇÃO, TEMPO DE VARREDURA• O TEMPO DE VARREDURA DEPENDE DO NÚMERO DE
INSTRUÇÕES• A VELOCIDADE É EM MÉDIA DE 100 INSTRUÇÕES POR
MILISEGUNDO
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CÍCLICO
CLP - Maurício 19
INTERRUPÇÃO
• SE UMA OCORRÊNCIA DO PROCESSO CONTROLADO NÃO PUDER ESPERAR O FIM DO CICLO ENTÃO DEVE HAVER UMA INTERRUPÇÃO PARA A EXECUÇÃO DO PROGRAMA DESSA OCORRÊNCA;
• APÓS A INTERRUPÇÃO O PROGRAMA NORMAL VOLTA A SER EXECUTADO DO PONTO ONDE HASVIA PARADO;
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INTERRUPÇÃO
CICLO NORMAL CICLO DE INTERRUPÇÃO
PONTO DE INTERRUPÇÃO
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TEMPO
• ALGUNS PROGRAMAS DEVEM ACONTECER A CADA CICLO DE TEMPO, INDEPENDENTE DO CICLO NORMAL DO PROGRAMA;
• É UMA INTERRUPÇÃO SÓ QUE NÃO DEPENDE DE NENHUM ACONTECIMENTO E SIM APENAS DA PASSAGEM DO TEMPO.
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TEMPO
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EVENTO
• SÃO INTERRUPÇÕES POR ACONTECIMENTOS ESPECÍFICOS:– RETORNO DE ENERGIA– FALHA DE BATERIA;– ULTRAPASSAGEM DO TEMPO DE
SUPERVISÃO• WATCH DOG TIME
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MEMÓRIA
• PALAVRAS DE MEMÓRIA– MESMO NÚMERO DE BITS
• MAPA DE MEMÓRIA
• MEMÓRIA RAM : DADOS• MEMÓRIA ROM : PROGRAMA
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PARTES DA MEMÓRIA
• MEMÓRIA EXECUTIVA;• MEMÓRIA DE SISTEMA;• MEMÓRIA DE ESTADO DAS ENTRADAS E
SAÍDAS OU MEMÓRIA IMAGEM;• MEMÓRIA DE DADOS;• MEMÓRIA DE DO USUÁRIO
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EXECUTIVA
• ROM E PROM• SISTEMA OPERACIONAL
– USUÁRIO NÃO OPERA
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SISTEMA
• RAM• RESULTADOS E OPERAÇÕES INTERMEDIÁRIAS
DO SISTEMA• COMO UM RASCUNHO• USUÁRIO NÃO OPERA
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STATUS OU IMAGEM
• NESSA ÁREA, TIPO RAM, SE ARMAZENAM OS ESTADOS DAS ENTRADAS E SAÍDAS– O PROCESSADOR APÓS LER OS ESTADOS
DE ENTRADA ,OS ARMAZENA NA IMAGEM DE ENTRADA;
– APÓS EXECUTAR O PROGRAMA ARMAZENA O ESTADO DAS SAÍDAS NA IMAGEM DE SAÍDA.
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DADOS
• MEMÓRIADO TIPO RAM• ARMAZENAM VALORES DE ENTRADA E
RESULTADOS DO PROCESSAMENTO;– VALORES LIMITES DE TEMPORIZAÇÃO;– VALORES ATUAIS DE TEMPORIZAÇÃO;– VALORES LIMITES DE CONTAGENS;– VALORES ATUAIS DE CONTAGENS; – VALORES DE FUNÇÕES ARITMÉTICAS.
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USUÁRIO
• TIPO RAM; RAM/EPROM; RAM EEPROM– USUÁRIO DESENVOLVE E TESTA EM RAM E
DEPOIS PASSA PARA EPROM– USUÁRIO DESENVOLVE E TESTA EM RAM E
DEPOIS PASSA PARA EEPROM
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MÓDULOS DE ENTRADAS E SAÍDAS
• OS MÓDULOS DE ENTRADAS E SAÍDAS SÃO INTERFACES ENTRE OS SINAIS ELÉTRICOS DO CLP E OS DISPOSITIVOS DE CAMPO
• PODEM SER DO TIPO DIGITAL OU ANALÓGICO.• PODEM APRESENTAR CARACTERÍSTICAS DIVERSAS
DEPENDENTES DOS COMPONENTES UTILIZADOS NOS CIRCUITOS ELETRÔNICO DO CLP.
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MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITAIS
• SÃO SENSÍVEIS A DOIS NÍVEIS DE TENSÃO : ALTO E BAIXO;
• TAIS VALORES SÃO DETERMINADOS PELO FABRICANTE;• O NÍVEL ALTO COMPREENDE UMA FAXA DE VALORES
PRÓXIMOS DO NOMINAL;• O NÍVEL BAIXO COMPREENDE UMA FAIXA DE VALORES
PRÓXIMOS AO VALOR ZERO.
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MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITAIS
• VALORES COMUNS 0 A 110Vca 0 A 220Vca 0 A 24Vcc
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+vOPTO ACOPLADOR
MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITAIS
EXEMPLO DE CIRCUITO DE ENTRADA
ELEMENTO DE CAMPO
24V
CPU
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MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITAIS
• A CPU ASSOCIA A TENSÃO BAIXA DE ENTRADA COMO VALOR ZERO PARA O BIT DE MEMÓRIA EM QUE ARMAZENA O VALOR DE TAL ENTRADA
• A CPU ASSOCIA A TENSÃO ALTA DE ENTRADA COMO VALOR UM PARA O BIT DE MEMÓRIA EM QUE ARMAZENA O VALOR DE TAL ENTRADA
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NÍVEL ALTO
NÍVEL BAIXO
MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITAIS
BIT = 1
BIT = 0
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MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICAS
• SÃO SENSÍVEIS A FAIXAS DE VALORES ;
• TAIS VALORES SÃO DETERMINADOS PELO FABRICANTE;
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MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICAS
EXEMPLO DE CIRCUITO DE ENTRADA
CONVERSOR ANA/DIGELEMENTO DE CAMPO
4 A 20mA
CPU
SHUNT
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MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICAS
• A FAIXA DE VALORES DE ENTRADA É DIVIDIDA EM VÁRIAS PARTES DE ACORDO COM A CPU;
• A CADA PARTE É ASSOCIADA UMA SEQÜÊNCIA BINÁRIA PRÓPRIA E PROPORCIONAL NA MEMÓRIA;
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MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICAS
• 0 A 5V 0 A 10V 1 A 5V -5 A 5V -10 A 10V ;
• 0 A 20mA 4 A 20mA
EXEMPLOS DE FAIXAS ANALÓGICAS
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MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICAS
• O NÚMERO DE BITS DEPENDE DO FABRICANTE SENDO 16 UM NÚMERO COMUM;
• QUANTO MAIOR FOR A PALAVRA MAIOR A PRECISÃO DO PROCESSAMENTO.
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VALOR MÁXIMO
VALOR MÍNIMO
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
1
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 1 BIT
VALOR BINÁRIOVALOR
ANALÓGICO
VALOR MÉDIO
0
CLP - Maurício 43
VALOR MÁXIMO
VALOR MÍNIMO
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
1
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 1 BIT
VALOR BINÁRIOVALOR
ANALÓGICO
VALOR MÉDIO
0
CLP - Maurício 44
VALOR MÁXIMO
VALOR MÍNIMO
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
00
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 2 BITS
VALOR BINÁRIOVALOR
ANALÓGICO
01
10
11
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VALOR MÁXIMO
VALOR MÍNIMO
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 3 BITS
VALOR BINÁRIOVALOR
ANALÓGICO
VALOR MÉDIO
000
111
010
110110
001
100011
101
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• ENTRE AS LINHAS PONTILHADAS O SINAL ANALÓGICO MUDA MAS O DIGITAL CONTINUA FIXO. O VALOR ENTRE AS LINHAS PONTILHADAS DEVE SER BEM PEQUENO PARA QUE O VALOR DIGITAL SE APROXIME DO ANALÓGICO.O VALOR ENTRE AS LINHS PONTILHASDAS PODE SER CALCULADO DIVIDINDO-SE O SPAN DA FAIXA POR 2N .
NO EXEMPLO, A FAIXA É DIVIDIDA EM 28 = 256 PARTES
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
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• A FAIXA ANALÓGICA DE ENTRADA É DIVIDIDA EM 2N
PARTES.
NO EXEMPLO, A FAIXA É DIVIDIDA EM 28 = 256 PARTES
• NO CASO DE SE UTILIZAR UMA PALAVRA DE 16 BITS, A FAIXA É DIVIDIDA EM 216 = 32768 PARTES
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
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MÓDULOS DE SAÍDAS DIGITAIS
• PRODUZEM DOIS NÍVEIS DE SINAL: ALTO E BAIXO• TAIS SINAIS SÃO GERADOS POR DIVERSOS TIPOS
DE ELEMENTOS, A SABER:
# CONTATOS SECOS;# TRIACS;# TRANSISTORES;
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MÓDULOS DE SAÍDAS DIGITAIS
# CONTATOS SECOS;
PODEM OPERAR EM CORRENTE CONTÍNUA OU ALTERNADA SÃO LENTOS; TÊM PEQUENA VDA ÚTIL
CLP - Maurício 50
MÓDULOS DE SAÍDAS DIGITAIS
# TRIACS;
PODEM OPERAR APENAS EM CORRENTE ALTERNADA SÃO MAIS RÁPIDOS QUE OS CONTATOS SECOS; TÊM LONGA VDA ÚTIL
CLP - Maurício 51
MÓDULOS DE SAÍDAS DIGITAIS
# TRANSISTORES;
PODEM OPERAR APENAS EM CORRENTE CONTÍNUA; SÃO MAIS RÁPIDOS QUE OS CONTATOS SECOS; TÊM LONGA VDA ÚTIL
CLP - Maurício 52
MÓDULOS DE SAÍDAS ANALÓGICAS
• PRODUZEM UMA FAIXA DE VALORES DE TENSÃO OU DE CORRENTE.
• QUANTO MAIOR A PALAVRA BINÁRIA DA CPU MAIS CONTÍNUA A SAÍDA, QUE A RIGOR NÃO É UMA RAMPA E SIM UMA ESCADA
CLP - Maurício 53
LÓGICAS RELACIONADAS
• OS SINAIS DIGITAIS DE ENTRADA PODEM PRODUZIR LIGAÇÕES E DESLIGAMENTOS NO PROGRAMA;
• AS SAÍDAS DIGITAIS SÃO PRODUZIDAS POR LIGAÇÕES E DESLIGAMENTOS NO PROGRAMA;
• OR NÃO É UMA RAMPA E SIM UMA ESCADA