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27/06/1312:17

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Ant Incio Elaboraodecircuitos Prx>>pgs.

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ALinguagemdeprogramaoLADDER1parte

NosnmerosanterioresdeMecatrnicaAtual(vernmeros2,3e4)fizemosumaabordagemsobreotema"ControladoresLgicosProgramveis",suaestruturabsica,princpiodefuncionamento,CPU,mdulosdeentrada/sada,entreoutrascaractersticas.

Oscontroladoreslgicosprogramveis,ouCLPs,soequipamentoseletrnicosempregadosparacontrolarsistemasdeautomaoflexveis.Possuemdiversostiposdesadas,nasquaissoconectadososatuadoresencarregadosdefornecerenergiaparaofuncionamentodosistemafsicoasercontrolado.Dispem,ainda,dediversostiposdeentrada,ondesoconectadossensoresencarregadosdemedirasvariveisfsicasprpriasdosistema.OsCLPspermitemdesenvolverealterarfacilmentealgicaparaoacionamentodassuassadasemfunodasentradas,mudandoassimaestratgiadecontroledeumdeterminadosistema.Logo,possvelutilizarossinaisdeentradafornecidospelossensoresnocontroledosdiversosatuadoresconectadosnospontosdesada.

Duranteadcadade50,orecursomaisusadonocontrolelgicodelinhasdeproduoeemmquinasisoladaseraconstitudodemecanismosbaseadosemdispositivoseletromecnicos.Taisdispositivoseramprincipalmenterels,eacomplexidadedosprocessosprodutivosexigiainstalaesempainisdecontrolecomcentenasdelese,conseqentemente,umnmeroaindamaiordeinterconexesentreeles.Freqentementeaconteciamproblemasderivadosdoespaoocupadopeloequipamentodecontrole,espaoquedeviaserpreservadodepoeira,umidade,calor,etc.,eaquantidadedefalhas,sempredifceisdeachareconsertar,costumavaserexcessiva.

Umaoutracircunstnciacomprometedoraconsistianofatodeque,comoaprogramaolgicadoprocessoerarealizadaporconexeseltricasfixas,eventuaisalteraesnessalgicaexigiaminterrupesdoprocessoprodutivoparareconectarosdispositivos.

Nofinaldadcadade50einciodosanos60,comosurgimentodatecnologiadeestadoslido,dispositivostransistorizadospassaramaserutilizados,reduzindoassimalgunsdosproblemasexistentes,entreeles,otamanhodospainisdecontrole.Porm,foiacriaodoscomponenteseletrnicosintegradosemlargaescala(LSI)e,principalmente,odesenvolvimentodosmicroprocessadores,nosanos70,quepermitiramaminiaturizaodoscontroladoresdigitaisdeprocessoseoaparecimentodosControladoresLgicosProgramveis.

EssaprimeirageraodeCLPsfoimelhorandocomainclusodeoutrosrecursosimportantes,entreeles,interfacesdeoperaoeprogramaodefcilutilizao,instruesaritmticas,lgicasedemanipulaodedados,recursosdecomunicaoviaredesdeCLP,possibilidadesdeconfiguraoespecficaparacadaaplicaomedianteousodemdulosespecficosintercambiveis,canaisnicosdetransfernciadedados,oubarramentos,ondesoconectadasquantidadesconsiderveisdesensoreseatuadores,entreoutrosmuitosrecursos.

LINGUAGENSDEPROGRAMAO

Comoemqualquercomputador,oprocessadordoCLPoperacomumasriedeinstruesedadoscodificadosemformadenmerosbinrios,queelepodeentenderessecdigoconhecidocomocdigoobjeto.Porm,arealizaodeprogramasdiretamenteemcdigoobjetoinadequada,devidodificuldadedelembrarainstruoquecadanmerorepresenta,almdehaverumagrandepossibilidadedeerraraodigitarseumprogramaconstitudopornmerosemuitadificuldadeparaencontraroserros,casooprogramanoexecuteasaes

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desejadas.

Poressarazo,nasceramaslinguagensdeprogramao,quepermitemaoprogramadoreditaroprogramautilizandosentenaseestruturasescritasemformabemmaisprximadasualinguagemcotidianaequerepresentammelhoraaoaserexecutada.Noscomputadorestradicionais,algumaslinguagensjsomuitoconhecidasededomniodeumagrandequantidadedeprogramadores,taiscomoCouPascal.Otextodoprogramaescritonessaslinguagensconhecidocomoprogramafonte,edevepassarporumprocessochamadocompilao,queconsisteemtraduzirassentenasescritasnessaslinguagensaocdigoobjetoqueoprocessadorpossaentender,paraoprogramapoderserexecutado.

OsCLPsnasceramcomanecessidadedesubstituirospainisdecontrolearelsportanto,umalinguagemdeprogramaoquefossefamiliarexperinciadostcnicoseengenheiros,acostumadoscomessalgica,seriaaescolhamaisadequadaparaageraodeprogramasprpriosparaCLPs.poressarazoquefoidesenvolvidaumalinguagemconhecidacomo"ladder"(oudiagramadecontatos),quehojeemdiaconstituialinguagempadro,masnoanica,deprogramaodessesControladores.

Oseditoresdeprogramasnalinguagem"ladder"(normalmenteparamicrocomputadores),possuemumambientegrficoondeoprogramadorvaidesenhandoodiagramadecontatosseguindoalgicadoprogramaaserimplementado.Almdisso,oseditorespossuemumaopodecompilaoparatraduzirodiagramadesenhadoemumprogramaemcdigoobjeto,oqualpodeserarmazenadocomoumarquivoexecutvel.OprogramaexecutveldevesertransferidodocomputadoraoCLP(operaoconhecidacomodownload),oquegeralmentefeitopormeiodeumcabodeconexoentreportasseriaisdeambosequipamentos.Transferidooaplicativo,oprogramaexecutordoCLPpodeexecutlodispensandoocomputador,quepodeassimserdesconectado.AlgunsmodelosdeCLPpossuemumabateriaparamanterarmazenadooaplicativonamemriaRAMsemperdloaodesligaroequipamento.

Entretanto,outrosmodelosdeCLPpossuemumkeypadcomteclascomoscontatos,entreoutrasopes,demaneiratalqueoprogramadorpodeirintroduzindooprogramadiretamentenoCLP,semnecessidadededesenharodiagramapreviamentenocomputador.EssesCLPspossuemnasuamemriaumprogramamonitor,quevailendootecladoegerandoocdigoobjetocorrespondentenareadememriadestinadaaoaplicativo.Comosrecursosoferecidospelasnovasgeraesdemicroprocessadores,arepresentaosimblidelopossuiumconjuntodeinstruesespecficas,eportalmotivo,recomendaseque,aoseimplementaremprogramasreais,realizeseprimeiramenteumestudodetalhadodomanualfornecidopeloprpriofabricante.

ALINGUAGEM"LADDER"

Odiagramadecontatosdeumprogramarealizadoemlinguagem"ladder"consisteemumdesenhoformadoporduaslinhasverticais,querepresentamosplospositivoenegativodeumabateriaoufontedealimentaogenrica.Entreessasduaslinhasverticaissodesenhadosramaishorizontaisquepossuemchaves,quepodemserdelgicanormalmenteabertaoufechada,equerepresentamosestadosdasentradasdoCLP.Nessesramaishorizontaissorepresentadas(emgeralcomumcrculo)assadasdoCLP,demaneiratalqueoestadodelasdependedoestadodasentradasdessemesmoramal.Porexemplo,umprogramabsicodeumaentrada(sensor)controlandoumasada(atuador)teroaspectomostradonafigura1.

OndeI0aentradadigitalnmero0doCLPeQ0asadadigitalnmero0doCLP.Destamaneira,ficaclaronessediagramadecontatosqueoestadodasadaQ0dependerdoestadodaentradaI0:quandoestaforativada,fechandoachaveI0,sefecharocircuitoeltricoentreosplosvirtuaisdafontedealimentao(representadospelasduaslinhasverticais)eseativar,portanto,asadaQ0.Se,porexemplo,conectarmosumpulsadorentradadigitalI0doCLP,eumalmpadasuasadadigitalQ0(aformadeconexodependedainterfacedeentrada/sada),oqueocorreraoexecutaresseprogramaqueaCPUircontinuamenteefetuaraleituradaentradaI0,eatribuirsadaQ0ovalorlido.Emoutraspalavras,seopulsadorforfechado,farcomqueaentradaI0passeanvellgico1,oqueimplicarqueasada,segundooprograma,passetambmanvellgico1,acendendoalmpadaconectadaemQ0.

ImplementaodafunoNOT

Seoprojetistadesejarutilizarlgicanegativa,isto,queoestadodasadasejaoinversodoestadodaentrada,deverprogramaraentradaI0comoumachavenormalmentefechada,demodoquequandoessaentradaseativar,seabraocircuitoentreosplosvirtuaisdabateria,desativandoasadaQ0.Odiagrama"ladder"correspondenteter,ento,oaspectoilustradonafigura2.

Observequeissonoimplicaqueopulsador,ougenericamente,osensorconectadoentradaI0,devasernormalmentefechado,masquealgicaqueoprogramaaplicativoimplementaalgicanegativa,aocontrriodoexemploanterior.Issosignificaque,casoaCPUleianaentradaI0ovalor0(pulsadordesativado),colocarnasadaQ0ovalor1,acendendoalmpadaouativandooatuadorconectadonela.Seoprogramaexecutivo,aoefetuaravarredura,lernaentradaI0ovalor1(pulsadorativado),escrevernasadaQ0ovalor0apagandoalmpada.

ImplementaodafunoAND

Quandosequiserqueumasadafiqueativadaapenasquandodoissensoresestiveremativadosjuntos,deveremosimplementarafunoANDnodiagrama"ladder",oqualteroaspectoexibidonafigura3.

Assim,seguindoalgicadescritapelatabelaverdadedafunoAND,asadaQ0sestarativadaquandoasduasentradas,I0eI1,estiveremativadas.Casoalgumadelasseencontreemestadolgico0(entradadesativada),asadaQ0estardesativada.Nalgicadodiagramadecontatos,apenasquandoasduaschavesestiveremfechadasqueocircuitovirtualestarfechadoe,portanto,serativadaasadaQ0,ativandooatuadorligadonela.

Obviamente,assimcomonafunoAND,oestadodasadapodedependerdemaisdeduasentradas.Nessecaso,suficientedesenharnoramalcorrespondentetodasaschavesquerepresentamasentradasemsrie.Aseguir,apresentadonafigura4umexemploemqueumadessaschavesnormalmentefechada.

IssoimplicaemqueasadaQ0sestarativadaquandoaentradaI0estivertambmemestadolgico1(fechandoaprimeirachave),eaentradaI1estiverdesativadaemestadolgico0(mantendoasegundachavefechada).Emoutraspalavras,algicadoprogramasecorrespondecomatabelaverdade(tabela1).

Ondesedeveentenderoestado0comoentradaousadadesativada,eoestado1comoentradaousadaativada.

ImplementaodafunoOR

Quandosedesejarqueumasadaseativediantedaativaodequalquerumadeduasentradas,deverseimplementarumafunoORnodiagrama"ladder",oqualteroseguinteaspecto,vistonafigura5.

Assim,seguindoalgicadefinidapelafunoOR,asadaQ0sestardesativadaquandoestiveremdesativadasasduasentradasI0eI1.Sealgumadelas(ouasduas)estiveremativadas,emestadolgico1,oprogramaexecutorativarasada,alimentandooatuadorligadonela.Nalgicadodiagramadecontatos,ocircuitovirtualestarfechadoquandoqualqueruma,ouasduaschaves,Aquitambmpodeacontecerqueoestadodasadadependademaisdeduasentradas.Nessecaso,bastadesenharnoramalcorrespondentetodasaschavescorrespondentesatodasasentradasdasquaisdependeasadaemparalelo.Atenteparaoexemplodadonafigura6emqueumadessaschavesnormalmentefechada.

Nessecaso,asadaQ0estarativadaquandoseativaraentradaI0,quandosedesativaraentradaI1,ouquandosecumpriremambasascondiespodeservistodemodoinverso:asadaQ0sestardesativadaquandoaentradaI0estiverdesativadaeaentradaI1estiverativada,nicocasoemqueocaminhoentreosplosvirtuaisdabateriadodiagramaficaaberto.Emoutraspalavras,essediagramarespondetabelaverdade2(tabela2).

ImplementaodafunoNAND

Sedesejarmosqueumasadaestejadesativadaapenasquandoduasentradasestiveremativadas,deveseimplementarnodiagrama"ladder"umafunoNAND.Paraimplementartalfuno,existemduaspossibilidades.

Aprimeiradelasaplicara"leideDeMorgan"observandoque:AB=A+B.Oaspectododiagramadecontatosoilustradonafigura7.

Observesequeatabelaverdadequerepresentaalgicadessediagrama,comI0eI1comovariveisdeentradaeQ0comovariveldesada,respondequeladafunoNAND.

AsegundapossibilidadeimplementarumafunoANDseguidadeumafunoNOT.Paraisso,serianecessriaautilizaodeumavarivelintermdia,querepresentasseoresultadodafunoANDesobreaqualaplicaramosafunoNOT.Efetivamente,namaioriadosCLPsestodisponveisparaoprogramadorumasriedebitsemposiesdememrianareadatabeladeentrada/sada,posiesquenosecorrespondemcomentradasesadasreais,masestolparaoprogramadorutilizarcomovariveis.Assimsendo,odiagramadecontatospoderiaficarcomoaspectomostradonafigura8.

Notequeasada"virtual"M0estarativadaquandoasduasentradas,I0eI1,estiveremativadas,respondendolgicadafunoAND.Issosignificaque,quandooprogramaexecutorrealizaravarredura,colocarnessaposiodememria(chamadadeM0)obitcorrespondentelgicadescrita.Emseguida,colocarnobitcorrespondentesadarealQ0,oestadocontrrio,isto,oprogramaimplementarumafunoNOTcomessebitM0comoentradaeQ0comosada.Tambmaqui,obviamente,podemosimplementarafunoNANDparamaisdeduasentradascomqualquerumadasduaspossibilidadesdescritas.

Copyright2013EditoraSaberLtda.Todososdireitosreservados.

RuaJacintoJosdeArajo,315TatuapCEP:03087020SoPauloSPBrasil

Tel.:+551120955333HorriodeExpediente:08:30s17:30(segundasextafeira)

Ant Incio Elaboraodecircuitos Prx>>pgs.

ImplementaodafunoNOR

Sequisermosqueumasadaestejaativadaapenasquandoduasentradasestiveremdesativadas,deveremosimplementarnodiagramadecontatosumafunoNOR.Nestecaso,tambmcontamoscomasduaspossibilidadesdescritasnaseoanterior.

Aprimeiraaplicara"leideDeMorgan",lembrandoqueA+B=ABOaspectododiagramadecontatos,ento,seriaaqueledesenhadonafigura9.

Observesequeatabelaverdadequerepresentaalgicadessediagrama,comI0eI1comovariveisdeentradaeQ0comovariveldesada,respondequeladafunoNOR.Asegundapossibilidade,similarmenteaodescritonaseoanterior,consisteemaplicarafunoORrepresentandoaemumavarivelintermediria,paraaplicarafunoNOTnessavarivel.Assim,oaspectododiagramadecontatosseriaoapresentadonafigura10.

Vejaqueasada"virtual"M0estardesativadaquandoasduasentradas,I0eI1,estiveremdesativadas,respondendolgicadafunoOR.Issosignificaque,quandooprogramaexecutorrealizaravarredura,colocarnessaposiodememriachamadadeM0obitcorrespondentelgicadescrita.Emseguida,colocarnobitcorrespondentesadarealQ0,oestadocontrrio,isto,oprogramaimplementarumafunoNOTcomessebitM0comoentradaeQ0comosada.Tambmnestecaso,obviamente,podemosimplementarafunoNORparamaisdeduasentradas,comqualquerumadasduaspossibilidadesdescritas.