SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Dia 25 de setembro
Cap. 9 Controladores Lógicos Programáveis
PROFa. Giovana Savitri Pasa
[email protected]
2012-2
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SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
Iniciando por exemplos:
semáforo:
http://www.youtube.com/watch?v=3usDbhgH8I4&featu
re=related
acionamento de um motor:
http://www.youtube.com/watch?v=-9EzmV7p4g&feature=related
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exemplos de alunos:
aplicação utilizando sensor,
temporizador e contador
http://www.youtube.com/watch?v=NxjyK8a_-14
enchimento de caixas:
http://www.youtube.com/watch?v=hPYnHqgWEkE
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1- O que é o controle discreto de processos?
É o controle que trata com variáveis discretas, ou seja,
aquelas que podem assumir somente um conjunto de
valores.
Quando somente dois valores podem ser assumidos, temos
as variáveis discretas binárias.
Valores: 0 ou 1; desligado ou ligado; ausente ou
presente; falso ou verdadeiro; baixo ou alto
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2- O controle discreto de processos pode ser:
2.1 – Controle lógico – quando as mudanças nas
variáveis são determinadas por eventos
Ex.: a peça estava presente (variável=1) e foi retirada
(variável=0)
2.2 – Sequenciamento – as mudanças nas variáveis são
decorrência da passagem do tempo.
Ex.: lavadora de roupas está no ciclo de lavar
(variável=1); passados 20 minutos ela deve entrar no
ciclo de esvaziar (variável assume valor 0)
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2.1 controle lógico
Também chamado de controle lógico combinacional.
Os valores das saídas são determinados exclusivamente
pelos valores atuais das entradas.
Se o sensor de presença identifica a presença da peça
(1) “E” o robô está disponível (1), então o robô é
acionado (1)
Se há energia na rede (1) “E” interruptor está ligado
(1), então lampada acende (1)
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Elementos de controle lógico:
“E”
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Elementos de controle lógico:
O que acontece
se uma das
lâmpadas
queimar?
“E”
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Elementos de controle lógico:
O que precisa
Acontecer para
a lâmpada
acender?
“E”
Chave 1
Chave 2
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O que acontece
se uma das
lâmpadas
queimar?
“OU”
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SISTEMAS PRODUTIVOS II ENG 09014
O que
precisa
Acontecer
para
a lâmpada
acender?
“OU”
Chave 1
Chave 2
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“NOT”
Quando a chave está
aberta (X1=0) a
lâmpada está acesa
(Y=1);
Quando fechamos a
chave (X1=1), a
lâmpada apaga (Y=0).
Então: Y=X1
Y=X1
resistor
Chave
X1
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Simbologia ANSI e tabelas-verdade:
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Controle lógico
OU
Botão
ligar
0 volts
E
Botão
desligar
relé
térmico
5 volts
Motor
Porta NOT
Lâmpada de
alarme por
superaquecimento
Acionando LIGAR – insere 1 na porta OU – o motor é acionado
Para DESLIGAR – insere 0 na porta E – o motor é desligado
Caso haja sobreaquecimento, o relé insere 0 na porta E e o motor é
desligado; a porta NOT transforma o sinal 0 do relé em 1 e aciona a
lâmpada de emergencia
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Na bibliografia, verificar as leis e
teoremas da álgebra booleana
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2.2 sequenciamento
Utiliza dispositivos temporizadores para
quando modificar uma variável de saída.
determinar
Um temporizador pode alternar entre ligado e desligado
em determinados intervalos de tempo.
Temporizadores
podem
funcionar propositadamente
atraso no acionamento ou atraso no desligamento
com
Ex.: ligar a lavadora de roupas após abrir a tampa;
Desligar as luzes internas do carro após trancar o
carro
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contadores
Um temporizador é um “contador” de unidades de tempo.
Podemos contar outras variáveis, tais como itens
produzidos, clientes atendidos. O incremento, no caso
do contador, virá de um sinal externo captado por um
sensor.
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3 –LÓGICA LADDER - SIMBOLOGIA
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3 –LÓGICA LADDER - diagrama
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http://www.abb.com.br/product/pt/9AAC100143.aspx
http://www.controlsystemsusa.com/controlsystemsusa/_download.asp
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Un classico esempio per introdurre le macchine sequenziali
ed i temporizzatori con i PLC è il semaforo
a 3 lampade. Si dispone di una
lanterna semaforica con tre lampade
ognuna pilotata da una uscita
del PLC. Si vuole scrivere um
programma ladder che garantisca
l’esecuzione della seguente sequenza
di operazioni:
1.Luce verde accesa per 10 secondi
2.Luce gialla accesa per 5 secondi
3.Luce rossa accesa per 15 secondi
4.Ritorno al punto 1.
Per realizzare questo programma
si sono utilizzati dei timer ad
accensione ritardata e dei merker
per memorizzare lo stato della
macchina. Allo scadere del
tempo impostato di ogni timer vengono
aggiornati i merker di stato i quali
a loro volta vanno ad aggiornare le 3
uscite (lampade). Per far partire la
sequenza è necessario forzare il valore di uno
dei tre merker in modo da fare entrare
la macchina in uno de 3 stati appartenenti
alla sequenza che ne consente poi
l’evoluzione. La traccia del
programma è riportata di seguito:
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CLP Controlador Lógico Programável
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AC500
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Controlador Lógico Programável
CNC
CONTROLES DE MOVIMENTOS
Robôs
CLPs
USOS EM CONTROLES DIVERSOS
Computadores
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Controlador Lógico Programável
Equipamento eletrônico digital com
hardware + software compatíveis com
aplicações industriais
Realizar funções de Controle Lógico e
seqüenciamento
variáveis binárias, ou seja, variáveis que
podem assumir somente os valores 1 ou 0
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Controlador Lógico Programável
variáveis que são interpretadas como
- Liga/Desliga
- Verdadeiro/Falso
- Presente/Ausente
- Alta voltagem/Baixa Voltagem
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Controlador Lógico Programável
São sistemas de controle que operam
ligando e desligando chaves, motores,
válvulas e outros dispositivos, em função
das condições operacionais
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Controlador Lógico Programável
Os dispositivos de entrada enviam sinais
ao controlador
Os dispositivos de saída são regulados
pelo controlador
O controlador ( por exemplo, um CLP)
recebe sinais de entrada, processa-os de
acordo com uma lógica e envia sinais de
saída
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Controlador Lógico Programável
controlador CLP
entrada
f(lógica)
saída
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1) O CLP faz a função de Controle
Lógico – é aquele que vimos no
caso do acionamento do motor
Controle Lógico ou Sistema Combinacional:
é um sistema de chaveamento onde
as saídas em qualquer momento
são determinadas exclusivamente pelos
valores das entradas.
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2- O CLP faz funções de
Seqüenciamento
É aquele que usa dispositivos de
temporização internos para determinar
quando iniciar mudanças nas variáveis de
saída.
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Sistema de Seqüenciamento
Ex. de aplicação:
máquinas de lavar,
secadoras,
Determinam por temporização o momento de
iniciar e encerrar os seus ciclos.
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Então, por que usar CLP’s?
Vantagens do uso de CLP’s:
 1. Programar um CLP é muito mais fácil do que
trabalhar a fiação de um painel de controle
por relés.
 2. CLP’s podem ser reprogramados, enquanto
controles convencionais precisam ter sua
fiação retrabalhada e frequentemente acabam
por ser sucateados.
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Então, por que usar CLP’s?
Vantagens do uso de CLP’s:
 3. CLP’s ocupam menos espaço.
 4. Manutenção mais fácil.
 5. Confiabilidade maior.
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Então, por que usar CLP’s?
 6. Comunicação com outros CLP’s e
microcomputadores.
 Ou seja, CLP’s são mais facilmente
conectados aos sistemas computacionais que
realizam a integração da planta.
 Isto é muito relevante num momento em que a
Manufatura Integrada por Computador assume
uma importância cada vez maior.
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Então, por que usar CLP’s?
 7. Potência elétrica requerida é menor.
 8. Maior flexibilidade, atendendo maior nº
de aplicações.
 9. Projeto do sistema é mais rápido.
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Voltamos à questão:
Para que serve um CLP?
a) Realizar funções de Controle Lógico e
Seqüenciamento
Além das funções de controle lógico e
seqüenciamento, os CLP’s evoluíram e
abrangeram várias outras capacidades.
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b) Realizar funções aritméticas
O uso dessas funções permite algoritmos de
controle mais modernos.
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c) Realizar funções matriciais
Alguns CLP’s tem a capacidade de
realizar operações matriciais em
valores armazenados na memória. Essa
capacidade pode ser usada para comparar
os valores reais de um conjunto de
entradas e saídas com os valores
armazenados na memória do CLP e
determinar se um erro ocorreu.
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d) Controle Analógico
O Controle PID - Proporcional
Integarativo e Derivativo - é
disponível em alguns CLP’s. Esses
algoritmos de controle tradicionalmente
tem sido implementados em controladores
analógicos.
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Hoje os esquemas de controladores
analógicos são aproximados usando
computador digital, quer com um CLP,
quer com um computador controlador do
processo. A aproximação do PID por um
computador digital é chamada de DDC Controle Digital Direto.
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ENTÃO
Um CLP é um equipamento eletrônico de
operação digital (hardware) que usa uma
memória programável para armazenar
instruções (software) para a
implementação de funções de controle
lógico, seqüenciamento, temporização,
contador, aritméticas, matriciais e
controle “analógico”.
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Essas funções são implementadas para
controlar vários tipos de máquinas ou
processos.
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Como funciona um CLP?
TERMINAL
DE
PROGRAMAÇÃO
FONTE
DE
ALIMENTAÇÃO
PROCESSADOR
MEMÓRIA
I
N
T
E
R
F
A
C
E
MÓDULO
DE
ENTRADA
MÓDULO
DE
SAÍDA
ambiente
Esses componentes são alojados em um
gabinete adequado ao ambiente industrial.
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Módulo de Entrada:
 Os módulos de entrada e saída são as conexões
para o processo industrial que está sendo
controlado.
 As entradas para o controlador são os sinais
de limit switches, pushbuttons, sensores.
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Módulo de Saída:
As saídas do controlador são sinais on/off
para operar válvulas, motores e outros
dispositivos que atuam no processo.
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Processador
O processador é CPU - Unidade Central de
Processamento - do CLP. Ele executa as
várias funções (lógicas, de
sequenciamento, etc) sobre as entradas
do CLP e determina os sinais de saída
apropriados.
O processador é um microprocessador muito
semelhante em sua construção àqueles
usados em computadores pessoais.
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Memória
Junto à cpu está a memória do CLP (de
programa e de dados). Na memória de
programa estão os programas responsáveis
pelas funções de lógica, sequenciamento,
entrada e saída.
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Dispositivo de Programação
O CLP é programado por meio de um terminal
de programação.
Usualmente esse terminal é destacável do
CLP e é compartilhado entre vários CLP’s.
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Como o CLP opera:
1)As entradas do CLP são amostradas
pelo processador e os conteúdos são
armazenados na memória.
2)O programa é executado. Os valores
de entrada armazenados na memória são
usados nos cálculos para determinar
os valores das saídas.
3)As saídas são atualizadas para
concordarem com os valores
calculados.
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Como o CLP opera:
O tempo de duração de um ciclo de varredura
é uma função do nº e da complexidade das
funções implementadas pelo programa.
O tempo de um ciclo de varredura é uma
função do nº de instruções e da
complexidade das operações lógicas.
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Há várias abordagens para a
programação de CLP’s:
 1) Diagrama Lógico Ladder
 2) Linguagens tipo-computacional de baixo
nível
 3) Linguagens tipo-computacional de alto
nível
 4) Blocos Funcionais
 5) Gráfico de Funções Sequenciais
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Onde CLP’s são aplicados?
 Máquinas industriais: operatrizes, injetoras
de plástico, têxteis, calçados, etc.
 Equipamentos industriais para processos:
siderurgia, papel e celulose, fornos, etc.
 Aquisição de dados de supervisão em:
fábricas, prédios inteligentes, dispositivos
que necessitam de controle remoto, etc.
 Bancadas de teste automático de componentes
industriais.
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exercícios
1. Explique e exemplifique o que são:
a)Variaveis continuas
b)Variaveis discretas
c) Variaveis discretas binarias
d) Variaveis analogicas
e) Variaveis digitais
2. Explique o que é um controle logico
combinacional
3. Qual a relaçao entre um sequenciamento e
uma contagem?
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4.O que é uma tabela-verdade?
5. O que são e para que servem os diagramas
ladder?
6. Quais os componentes de um clp? Explique
cada um deles
7. O que são os ciclos de operação do clp?
8. De que modo ocorrem as varreduras na
clp?
9. Quais fatores afetam no tempo do ciclo
de varredura?
10. Quais problemas podem decorrer do tempo
de duração do ciclo de varredura?
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11. Quais as diferenças entre CLPs e PCs?
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