CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL
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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
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VANTAGENS
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.
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ESTRUTURA
• 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.
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ESTRUTURA
PROCESSADOR
CPU
MEMÓRIAS
DADOS
FONTE
INTERFACES DE ENTRADA E SAÍDA
DADOS
DADOS
CARTÕES DE ENTRADA
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CARTÕES DE SAÍDA
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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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CONFIGURAÇÕES
-
COMPACTA
-
MODULAR
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CONFIGURAÇÕES
-
COMPACTA
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14
CONFIGURAÇÕES
-
MODULAR
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ESTRUTURAS DE EXECUÇÃO
FORMAS DE PROCESSAMENTO
•
•
•
•
CÍCLICO;
POR INTERUPÇÃO;
POR TEMPO;
POR EVENTO
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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
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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
PONTO DE INTERRUPÇÃO
CICLO NORMAL
CICLO 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
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0 A 24Vcc
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MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITAIS
EXEMPLO DE CIRCUITO DE ENTRADA
+v
OPTO ACOPLADOR
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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MÓDULOS DE ENTRADAS DIGITAIS
NÍVEL ALTO
BIT = 1
NÍVEL BAIXO
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
ELEMENTO
DE CAMPO
CONVERSOR ANA/DIG
CPU
4 A 20mA
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
EXEMPLOS DE FAIXAS ANALÓGICAS
• 0 A 5V
0 A 10V 1 A 5V
• 0 A 20mA 4 A 20mA
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-5 A 5V
-10 A 10V ;
40
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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41
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 1 BIT
VALOR ANALÓGICO
VALOR BINÁRIO
VALOR MÁXIMO
1
VALOR MÉDIO
0
VALOR MÍNIMO
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42
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 1 BIT
VALOR ANALÓGICO
VALOR BINÁRIO
VALOR MÁXIMO
1
VALOR MÉDIO
0
VALOR MÍNIMO
CLP - Maurício
43
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 2 BITS
VALOR ANALÓGICO
VALOR MÁXIMO
VALOR BINÁRIO
11
10
01
00
VALOR MÍNIMO
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44
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
EXEMPLO DE CONVERSÃO COM 3 BITS
VALOR ANALÓGICO
VALOR BINÁRIO
111
VALOR MÁXIMO
110
VALOR MÉDIO
100
010
VALOR MÍNIMO
000
CLP - Maurício
110
101
011
001
45
MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
• 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
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MÓDULOS DE ENTRADAS ANALÓGICA
• 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
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47
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
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49
MÓDULOS DE SAÍDAS DIGITAIS
# TRIACS;



PODEM OPERAR APENAS EM CORRENTE ALTERNADA
SÃO MAIS RÁPIDOS QUE OS CONTATOS SECOS;
TÊM LONGA VDA ÚTIL
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50
MÓDULOS DE SAÍDAS DIGITAIS
# TRANSISTORES;



PODEM OPERAR APENAS EM CORRENTE CONTÍNUA;
SÃO MAIS RÁPIDOS QUE OS CONTATOS SECOS;
TÊM LONGA VDA ÚTIL
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51
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
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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
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