Tecnologias de Automação: Controlador Lógico Programável e Sistemas de Supervisão

Módulo 2B Tecnologias de Automação Controlador Lógico Programável PRESENÇA DA ELETRÔNICA SISTEMAS DE GERENCIAMENTO SISTEMAS DE SISTEMAS DE SUPERVISÃO E CONTROLE EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS DE CAMPO Sistemas de supervisão e controle Controladores Lógicos Estações de trabalho e engenharia Servidores Equipamentos de rede clp Controlador Lógico Programável SENSOR 1 CLP SENSOR 2 SENSOR 3 SENSOR 4 SAÍDA 1 SAÍDA 2 FINALIDADE Inventado para substituir os relés de um circuito lógico sequencial ou combinacional Verifica o estado dos dispositivos ligados à sua entrada Opera a lógica de seu programa interno FUNCIONAMENTO SEQUENCIAL Opera a lógica de seu programa interno Determina o estado dos dispositivos ligados às suas saídas Processo Por que substituir os relés Histórico APLICAÇÕES ATUAIS Controle de variáveis analógicas Tráfego de informações do chão de fábrica às redes de alta velocidade Processos em bateladas e segmentos de Processos em bateladas e segmentos de manufaturas Automação PredialResidencial Modelos básicos Termos importantes 1 Sample Amostragem Hold Retenção Hold Sensor Hold atuador Conversor AD Conversor DA Conversor DA Quantização Resolução Multiplexação Demultiplexação Unidade Central de Processamento CPU Coração do CLP Acessa os dispositivos de entrada executa a lógica e aciona os dispositivos de saída Ainda faz temporização contagem retenção comparação e armazenagem de informações comparação e armazenagem de informações Varredura ou SCAN Tempo necessário para um CLP completar um ciclo de varredura do estado das entradas executar a lógica e acionar as saídas correspondentes acionar as saídas correspondentes Varia com o tamanho do programa capacidade da CPU número de entradas e saídas Entradas e Saídas As interfaces de entrada convertem os sinais oriundos do processo em sinais digitais lógicos As interfaces de saída convertem sinais As interfaces de saída convertem sinais lógicos em sinais de controle Módulos de saída normalmente possuem fusíveis de proteção por saída manutenção com o módulo em operação ou geral remover o módulo para troca ARQUITETURAS REDUNDANTES Redundância de CPU aumento de confiabilidade Duas CPUs em paralelo Principal e Reserva Reserva Principal é ligada às entradas e saídas Reserva apenas comunica com a principal e copia os estados de entradas e saídas Comutação quando detecta falha da Principal Desvantagens Alto custo Complexidade Consumo de memória Módulos adicionais de comunicação e Módulos adicionais de comunicação e transferência aumenta a probabilidade de falhas Rack para instalação Nem todas as falha são detectadas pode não comutar quando precisa congela as saídas não utilizar em aplicações de segurança MISSÃO CRÍTICA Atividades que não devem se interromper mas nos casos de força maior tem que ser interrompidas sem exceções exceções Redundâncias múltiplas votação 2 de 3 Sistemas de diagnóstico abrangentes Conceitos estatísticos garantindo que a probabilidade de falha de modo comum seja inferior a um determinado valor estipulado A Memory backup battery B Connectors for terminators C IO expansion ports D Power terminals E Keyswitch F Redundant Power Modules G Three Main Processors H COM slot empty I Two ICMs J DI module without spare K DO module with hotspare L AI module with hotspare M AO module without spare Arquitetura de tripla redundância Architecture of 16Point Supervised Digital Output Module HARDWARE Caixa única um único invólucro para fontes CPUs e entradas e saídas CLPs modulares invólucros independentes HARDWARE LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO Primeira linguagem desenvolvida e ainda hoje utilizada largamente Ladder LADDER Mais popular Simboliza contatos abertos e fechados e bobinas de relés familiaridade a pessoal de elétrica e eletrônica de elétrica e eletrônica Limitação quanto ao número de elementos que se pode associar em uma única linha de comando Praticamente presente em todos os CLPs Origem Exemplo Partida simples motor Diagrama de blocos funcionais Alguns módulos de saída possuem indicação de fusível queimado Módulos possuem indicação luminosa para entradas ou saídas ativas Entradas e Saídas para entradas ou saídas ativas Isolação dos canais Impede que ruídos no circuito que vai para a planta contaminem os circuitos lógicos do CLP Diagramas de blocos funcionais Usa funções booleanas Mais fácil para entendimento do sequenciamento Lista de instruções Linguagens de programação Muitos CLPs aceitam várias destas linguagens Alguns permitem que um programa único possa ser escrito usando em trechos diferentes linguagens diferentes linguagens diferentes Estas linguagens em alto nível existem apenas para que as pessoas entendam mais facilmente o programa Na linguagem de máquina o CLP enxerga o mesmo programa Arquitetura de controle com CLPs Normalmente CLPs controlam diretamente o processo enquanto os micros ligados a eles fazem a função de IHM interface HumanoMáquina IHM interface HumanoMáquina aquisição de dados e comunicação com redes de níveis superiores Limitações para aplicações de CLPs Controle de variáveis analógicas com PID estratégia de CPUs dedicadas Capacidade de computação limitada bem como a memória sobrecarrega com como a memória sobrecarrega com algoritmos matemáticos do tipo de otimização de processos Características Tamanhos e complexidades variadas de acordo com a aplicação Possibilidade de equipamento compacto ou modular custo x benefício ou modular custo x benefício Ferramentas de diagnóstico variadas Manutenção de CLPs Diagnósticos mais rápidos Trocas de módulos Trocas do conjunto completo Início do controle de versões de firmware compatibilidade Manutenção dos softwares backup controle de versão Obsolescência começa a ganhar importância Equipamento de controle industrial microprocessado Criado inicialmente para controle lógico de variáveis discretas de variáveis discretas Atualmente utilizado para todos os tipos de controle