Apostila Automação Industrial - CLPs e Linguagem Ladder para Bancada

1 Introdução a automação O que é automação Histório da automação painel de relés placas eletrônicas clp 2 Controladores lógico programáveis Componentes que compoe uma clp Explicação de como funciona uma CLP CICLO DE SCAN Descrição de entradas e saídas em uma CLP saídas a transistor e saídas a relé 3 LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO PARA UMA CLP QUAIS SÃO FALAR UM POUQUINHO DE CADA UMA 4 clp clic 02 weg características do CLP e do modelo que vamos utilizar CONTROLADOR CLIC CLW0220 VRD 3RD 24VCC Exemplos de lógicas booleanas E OU XOR em ladder 5 Exercícios em ladder OBSERVAÇÃO Tentei produzir o documento da maneira mais próxima possível do sumário sugerido Acredito que cumpri bem a função Usei como material base principalmente as notas de aula de quando cursei essa disciplina destacando como referencial bibliográficos livros importantes da matéria Tentei escrever de forma fácil mas sem ser simplista Em anexo estão os resultados para os exercícios propostos Espero ter ajudado fiz com maior empenho que pude Utilizei um template próprio para apostilas didáticas Também estou enviando em anexo todas as imagens utilizadas no relatório Q02 a I0 I1 I0 Q I0 I1 I0 Q02 b I0 I0 I1 I0 A U T O M A Ç Ã O I N D U S T R I A L apo s t i l a p a ra g u i a de bancada Introdução à automação industrial CLPs e linguagem ladder Automação Industrial1 1apostila para bancada Contato Email Informações Adicionais Esperase que o aluno obtenha conhecimento em Conceitos básicos de automação industrial Controladores lógico programáveis CLPs Linguagens de programação ladder Lógica booleana CLIC 02 PA L AV R A S C H AV E automação industrial CLPs ladder clic 02 1 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 11 Introdução De maneira introdutória sabese que a automação elétrica industrial é um ramo da engenharia elétrica que vendo sendo explorado e desenvolvido de maneira contínua e abrangente nos últimos anos Em linhas gerais tratase de uma área de estudos voltada à realização de tarefas através de sistemas automáticos basicamente estes sistemas contém controladores responsáveis pela tomada de decisões a partir de informações captadas do ambiente Segundo 1 automação industrial envolve qualquer sistema apoiado em computadores que substitui o trabalho humano em favor da segurança das pessoas da qualidade dos produtos rapidez da produção ou da redução de custos assim aperfeiçoando os complexos objetivos das indústrias dos serviços ou bem estar Nesse contexto um serviço automatizado visa a implementação de sistemas que substituem o trabalho humano normalmente esses sistemas são desenvolvidos para serem estáveis precisos e eficientes No âmbito industrial a automação é utilizada por exemplo no controle de linhas de produção no controle de atuadores industriais etc Assim através de sua aplicação almejase um objetivo básico facilitar os processos produtivos permitindo pro duzir bens que tenham as seguintes propriedades Abreviações automação controladores clp ladder clic02 1 2 Automação Industrial Menor custo Maior quantidade Menor tempo Maior flexibilidade de modelos de manufatura Maior segurança coletiva para os operários Menores perdas materiais e de energia Maior qualidade De maneira genérica podese dizer que um sistema automatizado é composto pelos elementos da Figura 1 Os elementos primários são aqueles que envolvem o sensoriamento ou seja todo e qualquer elemento responsável por coletar dados referentes à grandeza que se deseja analisar Os controladores são responsáveis por realizar o controle do processo ou seja é a parte responsável por coletar os dados de entrada tratálos e emitir um sinal de saída Por fim os elementos finais são os atuadores que recebem como entrada o sinal de saída dos controladores FIG U R A 1 Elementos básicos de um processo de automação Apesar de os três componentes serem partes fundamentais e essenciais no processo os controladores têm uma importância significativa Eles são uma espécie de computador por automação responsável justamente por realizar a ligação entre a grandeza que se deseja controlar e como a mesma será controlada Um exemplo muito claro envolvendo o processo explicitado na Figura 1 é a linha de produção de indústria res ponsável pelo empacotamento de garrafás dágua No primeiro momento é necessário a atuação de sensores de nível para que seja possível detectar se as garrafas estão cheias ou não esse dado medido é enviado a um controlador que com base em um parâmetro de referência irá comparar o valor medido com o valor desejado A partir do momento em que o valor desejado é obtido o controlador envia uma informação para o atuador que neste caso pode ser uma válvula que fecha a transmissão e para de encher a garrafa Ainda a automação industrial pode ser classificada em termos de complexidade do processo As chamadas au tomações especializadas por exemplo apresentam menor complexidade São caracterizadas por empregar micropro cessadores com programação normalmente em linguagem de máquina e memórias do tipo ROM como automação interna aos aparelhos eletrônicos telefones eletrodomésticos automóveis etc 1 Já os chamados grandes sistemas de automação possuem maior complexidade e são aqueles utilizados em pro gramação comercial e científica em software de tempo real como controladores de voos nos aeroportos controle metroviário sistemas militares etc 2 Automação Industrial 3 12 Histórico Ainda neste contexto é válido também darmos destaque para o histórico no que diz respeito ao desenvolvi mento da automação industrial Podemos dizer que seu início se deu a partir do crescimento e desenvolvimento do que entendese por indústria principalmente na época em que houve a descoberta de novas fontes de energia e a substituição do ferro pelo aço 2 É nesse contexto por exemplo que surgem os dispositivos mecânicos conhecidos como relés que por muito tempo dominou os processos de controlabilidade na automação É nesse mesmo contexto que surge a chamada linha de montagem sendo este o grande desenvolvimento indus trial daquela época Basicamente isso significava a produção em massa aumento dos pontos de montagem estoques intermediários etc quase tudo feito através de máquinas automatizadas por relés painéis de relés ou por circuitos eletrônicos painéis eletrônicos Esses relés normalmente faziam parte de um painel de relés sua programação era extremamente complexa a estrutura exigia instalações difíceis e cabines de controle com muitos dispositivos mecânicos que por sua vez exigiam muita interconectividade e energia elétrica além disso os relés tinha baixa vida útil 3 A Figura 2 ilustra como eram construídos estes painéis FIG U R A 2 Painéis de relés Dizse que os painéis de relés eram ineficientes pois para efetuar uma modificação da lógica dos comandos era necessário um rearranjo na montagem e esse processo normalmente era demorado e dispendioso Além disso os relés estão sujeitos à desgastes mecânicos Por conta da demanda por algo mais eficiente em 1968 a empresa BedFord Association foi contratada para desenvolver um dispositivo eletrônico que substituísse os relés o MODICON Modular Digital Controller 2 Podese dizer inclusive que este foi um dos primeiros controladores lógico programáveis que surgiram ele se destacava por ser mais eficiente durável e econômico que os painéis de relés e os painéis eletrônicos Assim com o surgimento destas novas tecnologias o mercado e a indústria precisou se adaptar a fim de adequar os processos fabris visando uma automatização mais eficaz e que acompanhasse o ritmo das mudanças promovidas pelo avanço da tecnologia É nesse contexto que o mercado dos CLPs controladores lógico programáveis cresce Ainda segundo 2 os CLPs podem ser definidos como miniaturas de computadores industriais que contem um hardware e um software que são utilizados para realizar as funções de controles A Figura 3 ilustra dois exemplos de 4 Automação Industrial CLPs Basicamente eles são compostos por uma unidade central de processamento que recebe informações através de uma unidade de entrada de dados processa estas informações segundo as especificações de um programa ar mazenado em uma unidade de memória e devolve os resultados através de uma unidade de saída de forma muito semelhante ao que foi explicitado na Figura 1 3 Nesse sentido é necessário definir o significado de CLP destacar seus aspectos construtivos e os componentes que o compõem assim como destacar informações acerca dos tipos de saída e entrada e o seu funcionamento básico FIG U R A 3 Exemplos físicos de CLPs 2 CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMÁVEIS CLPS 21 Introdução Segundo a National Electrical Manufactures Associations NEMA O CLP é um aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para armazenar internamente instruções e para implementar funções específicas tais como lógica sequenciamento temporização contagem e aritmética controlando por meio de módulos de entradas e saídas vários tipos de máquinas ou processos De maneira geral podemos dizer que CLPs são computadores destinados à automação Historicamente como visto anteriormente eles vieram no intuito de substituir os circuitos com relés e circuitos eletrônicos complexos assumindo para si a responsabilidade do controle de máquinas e processos de maneira mais eficiente Tal substituição se deu principalmente pelos fatos de que o CLP 1 apresenta robustez adequada aos ambientes industriais 2 possui programação por meio de computadores pessoais 3 permite a utilização de linguagens amigáveis para o projetista de automação de eventos discretos 4 permite tanto o controle lógico quanto o controle dinâmico e 5 Inclui modelos capazes de conexões em grandes redes de dados 3 22 Aspectos de programação Em termos de linguagem de programação os programas são normalmente realizados na linguagem Ladder de forma que tal linguagem esquematicamente se aproxima bastante de um esquema elétrico baseado em relés Nesse contexto aplicando determinada lógica o programa é colococado na memória da CPU do CLP e baseado nas entradas o CLP atualiza as saídas a serem enviadas aos atuadores industriais Esse aspecto será explorado em detalhes nas seções posteriores Automação Industrial 5 23 Aspectos construtivos Já em termos de aspectos construtivos vale destacar os componentes constitutivos de um CLP O primeiro deles é a CPU basicamente a CPU dita o modo de operação do sistema sendo constituída por 1 microprocessador ou microcontrolador de 8 16 ou 32 bits e em CLPs maiores um coprocessador é adicionado para aumentar a capacidade de processamento Além disso é constituída também por 2 memória EPROM memória nãovolátil que não depende do sistema estar ligado ou não e 3 memória RAM ou memória volátil temporária Além disso um CLP normalmente possui um terminal de programação que nada mais é que o periférico que serve de meio de comunicação entre usuário e o controlador Esse periférico pode ser por exemplo um computador pessoal no qual será armazenado e rodado determinado programa com sua lógica específica elaborada pelo usuário Ainda o CLP também possui uma interface de comunicação que é justamente o que permite a comunicação do CLP com outros CLPs e com um computador Um exemplo disso são os cabos específicos para comunicaçãotransmissão de dados Além disso ainda em termos de aspectos construtivos o CLP pode ter sua configuração do tipo compacta em que a CPU e todos os módulos de entrada e saída se encontram no mesmo módulo e modular em que a CPU e cada um dos módulos de entrada e saída se encontram separados e vão sendo montados em função da configuração exigida 24 Aspectos de classificação Em termos de classificação os CLPs são classificados de acordo com sua capacidade de entradassaídas NATALE F São eles Micro CLP possui até 16 entradassaídas geralmente num único módulo CLP de médio porte possui até 256 entradassaídas podendo ser formado por um módulo básico que pode ser expandido CLP de grande porte possui até 4096 entradassaídas de construção modular cuja configuração e agrupamento dos módulos são definidos em função das necessidades do processo 25 Aspectos de estrutura e interface de programação Dando continuidade em termos de estrutura de programação o processamento das informações de entrada e saída é feito de forma sequencial através dos chamados ciclos de varredura A Figura 4 explicita este processo o CLP recebe os dados de entrada os transfere para sua memória e os aplica à lógica de programação elaborada previamente A partir disso temse como saída o próprio sinal de saída emitido pelo programa elaborado Já em termos de estrutura interna o CLP pode ser dividido em blocos sendo estes blocos representativos de elementos da rede elementos constitutivos do próprio CLP e a ligação entre entradas e saídas e o processo de controle Essa divisão pode ser melhor entendida a partir da compreensão da Figura 5 6 Automação Industrial FIG U R A 4 Estrutura de programação do CLP FIG U R A 5 Estrutura interna do CLP 26 Entradas e saídas do CLP Em termos de entradas e saídas os CLPs classificamse em tipos de variáveis analógicas ou digitais de tal forma que o tipo específico de saída a transistor ou a relé também tem papel fundamental Com relação ao tipo de variável as entradas digitais de um CLP são aquelas aptas a identificar a presença ou não de um sinal elétrico provindo de um determinado dispositivo de tal forma que o CLP dispõe de módulos de entrada responsáveis pela adequação elétrica dos sinais Esse tipo de entrada se caracteriza por nível alto 1 ou baixo 0 exemplos desse tipo de entrada são os interruptores botoeiras e chaves fim de curso 1 Já as entradas analógicas são aquelas empregadas em processos que exigem um controle mais preciso identifi cando e atualizando a cada varredura o valor instantâneo da variável de entrada Ou seja ao invés de dados discretiza Automação Industrial 7 dos pontos que descrevem determinada grandeza os dados são instantâneos Diferentemente das entradas digitais nesse caso são utilizados dispositivos que convertem as variáveis físicas em sinais elétricos proporcionais cujas am plitudes são reconhecidas pelas entradas analógicas do CLP exemplos desse tipo de entrada são os potenciômetros termopares e sensores diversos 1 Por sua vez as saídas digitais são as mais utilizadas em CLPs devido à sua simplicidade São àquelas onde há duas possibilidades de estado acionadas ou desacionadas Portanto basicamente são utilizadas para comutar um circuito elétrico e os equipamentos elétricos conectados à saída acionandoos ou desacionandoos exemplos desse tipo de saída são os contatores lâmpadas de sinalização etc 1 Além disso é interessante notar que a comutação das saídas pode ser a relé ou a transistor como indicam os cir cuitos gerais expostos na Figura 6 No primeiro caso são aplicadas tanto em corrente alternada CA quanto contínua CC Segundo 4 a vantagem deste tipo de saída é a de diminuir o risco de danificação do módulo de saída do CLP causado por um surto elétrico porém possui uma pequena vida útil dos contatos se comparados aos outros tipos Já no segundo caso esta saída pode ser composta tanto por um transistor típico como por um transistor de efeito de campo FET o que promove comutações com alta velocidade Também segundo 4 este tipo de saída é recomendado quando se trabalha com sinais em Corrente Contínua CC e tem uma capacidade de suportar uma corrente de aproximadamente até 1A FIG U R A 6 Saída a relé e a transistor Por fim com relação as saídas analógicas são geralmente utilizadas em processos que exigem um controle mais preciso ajustando o funcionamento dos atuadores às necessidades do processo Neste caso os atuadores recebe rão das saídas analógicas sinais elétricos variáveis não apenas energizando os equipamentos mas principalmente definindo a intensidade de sua atuação no processo um exemplo claro é o inversor de frequência 8 Automação Industrial 27 Modelo real e circuito genérico de um CLP Dito isso podemos apresentar um esquemático geral que representa um modelo real completo de um CLP Esse esquema é representado pela Figura 7 Nele é possível identificar os módulos de entrada e saída o microprocessador e a plataforma de interação onde a lógica de programação é realizada Já a Figura 8 apresenta um esquemático que representa um circuito genérico de um CLP cabe destacar as fontes de entrada os dispositivos de proteção os contatores e os módulos de saída Neste caso a figura dá exemplos de possíveis módulos de saída como o soft starter e o inversor de frequência FIG U R A 7 Modelo geral e real de um CLP FIG U R A 8 Esquema genérico do circuito de um CLP Automação Industrial 9 28 Funcionamento básico do CLP Ciclo de SCAN Ainda sobre as noções básicas acerca do CLP cabe agora explorarmos um pouco sobre seu funcionamento básico dando destaque ao chamado ciclo de scan Como já mencionado o CLP funciona lendo os sinais entregues pelas entradas toma as decisões com base no programa inserido em sua CPU e atua as saídas Este ciclo de funcionamento é contínuo e no caso do CLP recebe o nome de scan 6 A Figura 9 mostra de maneira simplificada os processos envolvidos nesse ciclo FIG U R A 9 Ciclo de scan Normalmente o ciclo de scan é muito rápido entre 1 e 100 milésimos de segundo dependendo do CLP e do tamanho da programação inserida De maneira geral o ciclo engloba desde o ínicio do processo atuação dos elemen tos primários até a atualização de saídas retornando ao processo inicial e mantendo certa estabilidade no controle exercido Basicamente tratase de um ciclo de processamento que descreve a atuação do CLP Portanto os sinais dos sensores são aplicados às entradas do controlador e a cada ciclo todos esses sinais são lidos e transferidos para a unidade de memória interna Estes sinais são associados entre si e aos sinais internos Ao término do ciclo os resultados são transferidos à memória de saída e então aplicados aos terminais de saída 5 3 LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO EM UM CLP De acordo com a norma IEC 611313 a programação do CLP é dividida em cinco linguagens diferentes que se classificam em duas categorias principais gráfica e textual A linguagem textual possui registros escritos como linhas de códigos em texto e a gráfica apresenta elementos visuais na forma de esquemas elétricos ou de blocos como blocos representativos que visam atribuir uma lógica através do funcionamento de chaves bobinas etc Seguindo a linha apresentada em 7 as cinco linguagens de programação do CLP são Lista de instruções Texto estruturado Diagrama Ladder Diagrama de blocos funcionais e Sequenciamento de gráficos de funções Cabe aqui mencionar aspectos gerais sobre cada um destes 1 Lista de instruções tratase de uma linguagem textual também chamada de Instruction List IL É uma lingua gem que estabelece uma conexão direta com os comandos emitidos pelo computador e é indicada para aplicações de pequeno porte ou para melhorar partes de um sistema Estruturalmente a linguagem é composta por um acumu 10 Automação Industrial lador responsável pelo armazenamento de resultados parciais Ainda as instruções lógicas são feitas em linhas de tal forma que cada uma delas precisa ser precedida por indicações de rótulos e um comando de dois pontos Um exemplo da estrutura dessa linguagem pode ser visto na Figura 10 FIG U R A 1 0 Estrutura da linguagem lista de instruções 2 Texto estruturado também tratase de uma linguagem textual conhecida como Structured Text ST sendo considerado uma linguagem de programação moderna e robusta com aplicações de alto nível em termos de com plexidade Além disso é uma linguagem que possibilita a administração de dados como duração de tempo datas e horas conseguindo também trabalhar com diferentes tipos de valores digitais e analógicos Em termos de estrutura a linguagem é baseada em instruções interacionais FORPARA WHILEENQUANTO e REPEATREPETIR e ins truções condicionais IFTHENELSESEENTÃOSE NÃO Um exemplo da estrutura dessa linguagem pode ser visto na Figura 11 FIG U R A 1 1 Estrutura da linguagem texto estruturado 3 Diagrama Ladder tratase de uma linguagem gráfica também conhecida como Ladder Diagram LD Estrutu ralmente por ser uma linguagem gráfica seu funcionamento é similar a uma escada com barras verticais e paralelas Em linhas gerais tem um funcionamento que visa representar de certa forma a lógica de relés e contatos elétricos através da geração de circuitos de comando É uma linguagem simples e bastante popular sendo foco principal nesta disciplina como veremos adiante Um exemplo da estrutura dessa linguagem pode ser visto na Figura 12 4 Diagrama de blocos funcionais tratase de um outro tipo de linguagem gráfica seu nome vem do termo em inglês Function Block Diagram Basicamente em termos de estrutura apresenta blocos interligados e é adequado para aplicações com troca de dados entre elementos de controle É uma linguagem flexível e tem blocos elementares de funções com entradas e saídas conectadas no bloco por meio de linhas Permite o uso de blocos préprogramados como contadores lógicas booleanas e temporizadores Um exemplo da estrutura dessa linguagem pode ser visto na Automação Industrial 11 FIG U R A 1 2 Estrutura da linguagem diagrama ladder Figura 13 FIG U R A 1 3 Estrutura da linguagem diagrama de blocos funcionais 5 Sequenciamento de gráficos de funções também se trata de uma linguagem gráfico conhecida como Sequen tial Function Chart ou Grafcet Esta linguagem gráfica é indicada para operações sequenciais descrevendo atividades paralelas e alternativas Sua aplicabilidade se dá principalmente em CLPs de grande porte Um exemplo da estrutura dessa linguagem pode ser visto na Figura 14 FIG U R A 1 4 Estrutura da linguagem sequenciamento de gráficos de funções 12 Automação Industrial 4 CLP CLIC 02 DA WEG Neste momento cabe explorarmos um tipo específico de CLP o CLP CLIC 02 da WEG mais especificamente o controlador CLIC CLW0220 VRD 3RD 24VV utilizado na bancada Primeiramente abordaremos as características gerais deste CLP e em seguida daremos destaque ao modelo a ser utilizado 41 CLIC 02 O programa CLIC 02 é uma propriedade da WEG tratase de um software gratuito disponível em português com possibilidade de simulação via computador sendo utilizado para gravar os programas elaborados no CLP Basicamente este software trabalha com linguagens de programação gráficas como a linguagem ladder ou o diagrama de blocos Nesse sentido as Figuras 15 e 16 representam respectivamente a interface inicial do programa e a aba de seleção do modelo a ser utilizado Portanto através desse programa é possível simular inclusive o modelo do CLP desejado FIG U R A 1 5 Interface do programa CLIC 02 FIG U R A 1 6 Aba para escolha do modelo a ser simulado Automação Industrial 13 Nesse momento é de suma importância apontar que os modelos de CLP possuem classificações Tais classifica ções se dão de acordo com a identificação do modelo do CLP Geralmente essa identificação visa trazer informações acerca do número de entradas e saídas do tipo de módulo do tipo de saída e do tipo de alimentação elétrica utilizada A Figura 17 mostra um exemplo de como essa identificação pode ser realizada FIG U R A 1 7 Identificação acerca do modelo do CLP Ainda à respeito do programa CLIC 02 é importante destacar que o mesmo apresenta em seu ambiente de desenvolvimento alguns comandos essenciais De maneira geral através da interface gráfica do programa é possível identificar a lista dos elementos utilizados os elementos de programação disponíveis bem como visualizar o CLP físico correspondente à lógica implementada Além disso há comandos referentes à simulação início parada reparo etc e a própria área de programação em si que é exatamente onde os diagramas são montados A Figura 18 apresenta de maneira genérica o que foi mencionado FIG U R A 1 8 Interface do CLIC 02 14 Automação Industrial Também é válido destacar as simbologias referentes às entradas e saídas digitais e analógicas empregadas no CLIC 02 As figuras 19 e 20 representam respectivamente ambas as opções Vale destacar que é de suma importância identificar os símbolos e as lengendas para cada um deles FIG U R A 1 9 Simbologia das variáveis digitais FIG U R A 2 0 Simbologia das variáveis analógicas Por fim cabe destacar também alguns aspectos muito importantes do modo de simulação do programa dando destaque nesse primeiro momento aos contadores Figura 21 e temporizadores Figura 22 ambos se tratando de mecanismos comumente utilizados na programação Os primeiros são responsáveis por armazenar dados referentes à contagem podendo esta ser do tipo contínua ou não contínua retentiva ou não retentiva de baixa ou alta velocidade etc Tratase de um mecanismo fundamental na automação Já o segundo os temporizadores são responsáveis pela controlabilidade temporal do processo Estes podem aplicar condições de retardo oscilação etc Automação Industrial 15 FIG U R A 2 1 Aspectos gerais dos contadores FIG U R A 2 2 Aspectos gerais dos temporizadores 42 CLIC CLW0220 VRD 3RD 24VV O CLIC CLW0220 VRD 3RD 24VV é um CLP popular compacto e eficiente apropriados para aplicações de pequeno e médio porte em tarefas de intertravamento temporização contagem e operações matemáticas básicas vindo a substituir contatores auxiliares temporizadores e contadores eletromecânicos reduzindo o espaço necessário e facilitando significativamente as atividades de manutenção 8 Em termos de aspectos construtivos são CLPs que se caracterizam por Unidades com 10 12 e 20 pontos de ES digitais e 2 ou 4 pontos de entradas analógicas 010 Vcc 08 bits Módulos de expansão de 4 entradas digitais e 4 saídas relé ou transistor com alimentação independente da unidade básica possibilitando diferentes tipos de tensões em uma mesma configuração Configuração máxima de 44 pontos de ES Saídas digitais a relé 8 A Carga Resistiva ou transistor 05A carga Resistiva Alimentação em 12 Vcc 24 Vcc ou 110 220 Vca 5060 Hz Display LCD 4 linhas x 12 caracteres 16 Automação Industrial Relógio de tempo real Duas entradas rápidas de 1 Khz Uma saída PWM Trem de Pulsos Programação em Ladder ou Blocos Lógicos Menu em português e mais 6 idiomas Memória Flash Eprom Comunicação em Modbus incorporado nos modelos 20VRD e 20VTD Capacidade de 200 linhas de programação em Ladder ou 99 blocos lógicos de função Especificamente e prioritariamente este CLP apresenta Alimentação 24VCC Entradas 12 entradas digitais 24V quatro podem ser configuradas como analógicas 0 a 10VCC duas entradas rápidas 1kHz Saídas 8 a relé Possui comunicação de rede 485 Modbus Programação pode ser feita na tela IHM local A Figura 23 mostra o aspecto físico deste CLP FIG U R A 2 3 CLP CLIC CLW0220 VRD 3RD 24VV 5 LÓGICA BOOLEANA E LINGUAGEM LADDER Neste momento fazse necessário uma revisão geral acerca da lógica booleana principalmente aplicada a lingua gem de programação em ladder bem como exemplos resolvidos utilizando essa lógica de programação Automação Industrial 17 51 Exemplos de lógica booleana em ladder Introdutoriamente precisamos mencionar que a programação de CLPs é composta basicamente por um conjunto de expressões booleanas Tais expressões compõem o que se conhece como algébra de boole e representam estados comandos possibilidades etc do circuito Através do CLP as expressões são avaliadas uma a uma sequencialmente a cada ciclo de varredura e o resul tado correspondente é armazenado na memoria intermediaria do CLP Ao terminar a avaliação a parte da memória intermediaria é copiada nas saídas 1 De maneira geral a programação em Ladder como visto anteriormente originouse dos diagramas elétricos cuja origem provém da lógica de relés Esta forma gráfica de apresentação está muito próxima a usada em diagramas elétricos tanto esquematicamente quanto visualmente Basicamente a programação em ladder provê nos CLPs uma representação por meio de símbolos gráficos através de contatos e bobinas Através da análise de uma diagrama em linguagem ladder é perceptível que este compõese de vários circuitos dispostos horizontalmente com a bobina na extremidade direita alimentados por duas barras verticais laterais Em linhas gerais existe uma linha vertical de energização a esquerda e outra linha a direita Entre estas duas linhas existe a matriz de programação formada por xy células dispostas em x linhas e y colunas A Figura 24 expressa esse esquema 1 FIG U R A 2 4 Disposição do circuito em ladder Basicamente a lógica deve ser programada de forma que as bobinas sejam energizadas a partir de um caminho de corrente entre as duas barras através de contatos ou blocos de funções interligados Em ladder o fluxo de corrente elétrica simulado em uma lógica flui no sentido da barra de energia esquerda para a direita 1 Nesse sentido cabe destacar os principais componentes utilizados nesse tipo de linguagem de programação com destaque aos contatos e bobinas Em suma os contatos são as entradas das sentenças e as bobinas são as saídas As Figuras 25 e 26 trazem informações acerca destes componentes respectivamente No primeiro caso cabe destacar que os contatos representados pelo símbolo A são representados em termos de estados normalmente fechado 1 e normalmente aberto 0 No primeiro caso há permissão de energização do circuito diretamente no segundo o circuito é desenergizado Em linhas gerais os contatos mudam de estado conforme a energização de bobinas associados à eles No segundo caso cabe destacar que as bobinas geralmente associadas aos contatos representadas pelo símbolo Q quando energizadas são responsáveis por alterar os estados de determinados contatos Como a própria figura indica também podem ter funções do tipo set e reset 18 Automação Industrial FIG U R A 2 5 Características dos contatos em ladder FIG U R A 2 6 Características das bobinas em ladder Por fim cabe trazer os exemplos de lógica booleana aplicados ao ladder 9 Dito isso cabe destacar as principais operações lógicas provenientes da álgebra de boole soma lógica função OU ou or produto lógico função E ou and inversão função NÃO ou not porta não eNAND porta não ouNOR porta ou exclusivaXOR Dessa forma as Figuras 27 a 32 representam a relação existente entre a operação booleana e o diagrama respec tivo em ladder para respectivamente a função OR AND NOT NAND NOR e XOR Automação Industrial 19 FIG U R A 2 7 Função OR em ladder FIG U R A 2 8 Função AND em ladder FIG U R A 2 9 Função NOT em ladder 20 Automação Industrial FIG U R A 3 0 Função NAND em ladder FIG U R A 3 1 Função NOR em ladder Automação Industrial 21 FIG U R A 3 2 Função XOR em ladder 52 Exercícios em ladder Os exercícios a seguir referemse à linguagem de programação ladder Primeiramente pedese que se encontre a expressão boleana referente aos circuitos em ladder das Figuras 33 34 e 35 FIG U R A 3 3 Exercício 11 22 Automação Industrial FIG U R A 3 4 Exercício 12 FIG U R A 3 5 Exercício 13 Já no segundo exercício exposto na Figura 36 pedese que se extraia a expressão lógica e que se construa a lógica ladder a partir de cada uma das tabelas verdade Cada tabela verdade faz parte de um exercício separado Automação Industrial 23 FIG U R A 3 6 Exercício 2 6 REFERÊNCIAS BILIOGRÁFICAS 1 MORAES C CASTRUCCI P L Engenharia de Automação Industrial 2 ª Ed Editora LTC ª Ed Editora LTC Rio de Janeiro 2007 2 SILVEIRA L LIMA W Um breve histórico conceitual da Automação Industrial e Redes para Automação Industrial UFRN 2003 3 NATALE F Automação Industrial 8ª Edição Editora Érica São Paulo 2000 Capítulo 2 Controladores Progra máveis 4 Site httpswwwsaladaeletricacombrentradassaidasclp Acesso em 29112022 5 PRODENGE Curso de controladores lógico programáveis Universidade do Estado do Rio de Janeiro 6 Site httpswwwmundodaeletricacombrcomofuncionaumclpparaqueserve Acesso 01122022 7 Site httpsblogkalateccombrprogramacaoclp Acesso 01122022 8 Site httpswwwlujeteccombrprodutocontroladorclicclw0220vrd3rd24vcc Acesso 01122022 9 Site httpswwwallaboutcircuitscomtextbookdigitalchpt6digitallogicfunctions Acesso 01122022