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        Projetos de Automação
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1.     6  PROJETOS DE AUTOMA    O    Possibilidades  aplica    es  acionamento  Intertravamento  demanda  F P   retrofitting     REFER  NCIAS BIBLIOGR  FICAS     1      2    3    4    5    6     Jack  H     Automating Manufacturing Systems with PLCs     vers  o 4 6  dispon  vel em  http   claymore engineer gvsu edu  jackh books html  2004    NATALE  F     Automa    o Industrial     Ed    rica  S  o Paulo  2000    RABELO  F     Apostila do Micrologix 1000     CIBA  2004    RICHTER  C     Controladores Program  veis   Curso de Automa    o Industrial     DEXTER  2001    ANTONELLI  P L     CLP B  sico     1998    SILVA FILHO  B S     Curso de Controladores L  gicos Program  veis     LEE UERJ  Rio de Janeiro     RJ  1998     19     7  KILIAN     Modern Control Technology  Components And Systems     2   edi    o  2003     8  ALTUS  S  rie PICCOLO Manual de Utiliza    o Ref  6299 014 4 Rev  A 12 95     9  ALTUS  Manual de Utiliza    o   S  rie PICCOLO  Ver  D   2003  C  d  Doc MU299014     10  ALTUS  MASTERTOOL Manual de Utiliza    o Ref  6203 012 4 Rev  A 05 95     11  SOUSA  A M  e SCHUTTENBERS  R M C     Apostila de Laborat  rio  Controle de Processos e PLC       Belo Horizonte   MG  2   Ed   2000     bj    20    
2.   o t  m nenhuma a    o  Em AUTOM  TICO a bomba  d   gua seja ligada sempre que a chave de N  VEL BAIXO for acionada e que seja desligada toda vez que  a chave de N  VEL ALTO seja acionada    Observe o diagrama de estados da bomba d   gua representado pela figura 3 14 na elabora    o  do programa ladder        Edi  LIGA DESL   E   v O  BOMBA     Figura 3 13     Sistema Controle de N  vel     N  VEL ALTO    BOMBA    LIGADA  Figura 3 13     Diagrama de Estados da Bomba          BOMBA  DESLIGADA    c  A figura 3 15 mostra um misturador usado para fazer cores personalizadas de tinta  Dois  encanamentos alimentam o tanque  fornecendo dois ingredientes diferentes  enquanto que  um   nico  encanamento no fundo do tanque transporta a tinta misturada  produto final   Nessa aplica    o o  programa dever   controlar a opera    o de preenchimento  o n  vel do tanque  o funcionamento do  misturador e o per  odo de aquecimento conforme as seguintes etapas    1       Encher o tanque com o ingrediente 1    2       Encher o tanque com o ingrediente 2    3       controlar o n  vel do tanque para o acionamento da chave High Level    4       Manter o status da bomba se a chave Start est   aberta     5       Come  ar a mistura e o per  odo de aquecimento     6       Ligar o motor do misturador e a v  lvula de vapor     7       Drenar o tanque da mistura    8       Contar cada per  odo     17    Pump 1 Controls Pump 1 Pump 2 Pump 2 Controls  20 0 Q0 1             Valve    Figura 3 15     Sistema d
3.  disso  existem algumas regras impostas na  linguagem Ladder  Por exemplo  as bobinas devem ocupar somente a   ltima coluna a direita  Abaixo  temos a ordem de execu    o das c  lulas em uma l  gica Ladder  Note que o programa aplicativo pode  ser composto de v  rias l  gicas Ladder  Al  m disso  um m  dulo de configura    o permite especificar    par  metros do CLP  como modelo  velocidade de ciclo  endere  o do CLP na rede de comunica    o  etc        Figura 3 6     C  lulas de um L  gica Ladder     13    3 7 Aplica    es  Embora sejam bastante variadas as aplica    es dos CLP que podem ser representadas facilmente    atrav  s da linguagem Ladder  as de representa    o mais direta s  o aquelas relacionadas ao acionamento    de m  quinas el  tricas atrav  s de circuitos de comando e for  a     3 7 1 Exemplos de Programas Ladder  a  Partida Direta de um Motor   O programa representado na figura 3 7 corresponde ao acionamento de um motor atrav  s de  uma botoeira  a entrada do controlador corresponde aos comandos LIGA  contato NA do bot  o On da  botoeira  e DESLIGA  contato NF do bot  o Off da botoeira  A bobina MOTOR corresponde    sa  da do    controlador que acionar   um contactor respons  vel pela partida direta do motor     DESLIGA LIGA MOTOR  MOTOR    Figura 3 7     Programa Ladder para Partida de um Motor     O contato aberto da bobina MOTOR    respons  vel por realizar a reten    o  ou seja  manter   a sua    bobina energizada mesmo ap  s o operador parar de pressiona
4.  tico de plantas industriais de elevada  complexidade possibilitando disponibilidade de dados para supervis  o e controle inclusive atrav  s de    redes sem fio  wireless   Internet ou telefone celular     Instrumenta    o corresponde   s t  cnicas e dispositivos empregados na    medi    o  tratamento e transmiss  o das vari  veis do processo        1 2 Objetivos da Automa    o  Basicamente a automa    o de um processo produtivo visa a sua otimiza    o obtendo produtos   com um custo unit  rio reduzido em um tempo menor e com uma maior uniformidade  Isto     conseguido indiretamente quando alcan  ados os seguintes objetivos    e Aumentar e controlar a qualidade do produto   e Incrementar a produtividade   e Aumentar a confiabilidade do processo   e Disponibilizar dos dados referentes ao processo para an  lise    e Aumento da seguran  a em rela    o   s pessoas e ao ambiente    1 3 Efeitos da Automa    o    Considerando que todo processo pode  de alguma forma  ser automatizado  a decis  o entre a    utiliza    o da automa    o torna se uma quest  o mais de ordem econ  mico financeira que propriamente    t  cnica  Ao longo dos anos a automa    o tem provocado uma s  rie de mudan  as no ambiente de trabalho     Redu    o no n  vel de emprego de atividades repetitivas e ou que requerem pouca qualifica    o  Desaparecimento de algumas profiss  es  Aumento da qualidade e padroniza    o de produtos    Redu    o de custos de produ    o    2   CONTROLE DE PROCESSOS    Controlar um pro
5. Funda    o Universidade Federal do Rio Grande  Col  gio T  cnico Industrial   Professor M  rio Alquati  Curso de Projetos e Instala    es El  tricas    Prof  Jos   Eli Santos dos Santos                   M  dulo IV    Rio Grande  2005     AUTOMA    O    1  INTRODU    O    Atualmente a automa    o tornou se parte do cotidiano com diversas aplica    es na   rea    dom  stica  comercial e  principalmente  industrial     Entende se por autom  tico todo processo que se desenvolve sem a    necessidade de interven    o humana  medi    o  decis  o e a    o corretiva         Tabela 1 1     Aplica    es da Automa    o     APLICA    ES   DOM  STICA COMERCIAL INDUSTRIAL  e Climatiza    o e Caixas autom  ticos e Controle autom  tico de  e Eletrodom  sticos  banc  rios  processos industriais  Inteligentes  lavadoras  e Centrais telef  nicas e Intertravamento  aspiradores  etc   e Controle de tr  fego e e Gerenciamento de  e Monitoramento de estacionamento energia  alarmes e Sistema de cobran  a e Sistemas de Transporte  e Pr  dios inteligentes  etiqueta inteligente     e Sistemas de seguran  a    Al  m das aplica    es listadas na tabela 1 1 a automa    o tem como na agricultura um setor  emergente com controle de umidade e temperatura em estufas e controle de irriga    o e aplica    o de    herbicidas     1 1 Hist  rico    Em toda a hist  ria da humanidade est  o presentes as tentativas de substituir a for  a humana  E z o l     pela de animais  a    o dos ventos e quedas d   gua embora i
6. cesso corresponde a manter uma vari  vel deste processo num determinado    valor desejado     2 1 Defini    es    Processo     qualquer opera    o onde pelo menos uma propriedade f  sica ou qu  mica possa variar  ao longo do tempo    Vari  vel controlada     Propriedade que se deseja controlar  corresponde a sa  da do processo   Vari  vel manipulada     Propriedade que pode ser modificada diretamente pela a    o do  controlador e cuja varia    o ir   afetar a vari  vel controlada  corresponde a entrada do processo   Valor desejado  setpoint      Valor de refer  ncia para a vari  vel controlada  Em geral     determinado por um operador baseado nas necessidades do processo    Elemento prim  rio  sensor      dispositivo que utiliza a energia do processo para proporcionar  uma medida da vari  vel controlada    Transmissor     elemento que transforma a medida do sensor em um sinal padronizado que  pode ser transmitido e interpretado pelo controlador    Elemento Final de Controle  atuador      dispositivo que recebe o sinal do controlador e  desta  forma  altera a vari  vel manipulada  ex  v  lvulas  rel  s  etc      Controlador     dispositivo que compara o valor da vari  vel controlada com o valor desejado     calcula a a    o corretiva necess  ria e emite o sinal de corre    o para o atuador     2 2 Classifica    o    O controle de processos normalmente    considerado de dois tipos distintos  controle de    vari  veis cont  nuas  n  vel  temperatura  vaz  o  press  o  etc   ou c
7. de a  cada acionamento  O operando Op1    a mem  ria acumuladora unidades e  Op2    o n  mero limite  Sempre que as entradas Incrementa e Ativa   Op2      estiverem energizadas come  a a contagem  Se Ativa for desenergizada  Ativa sa  da Opl    zerado  Quando Op1   Op2  a sa  da    acionada     Increm  Opl sa  da    Na representa    o ladder existe uma linha vertical de energiza    o a esquerda e outra linha a  direita  Entre estas duas linhas existe a matriz de programa    o formada por xy c  lulas  dispostas em x  linhas e y colunas  Cada conjunto de c  lulas    chamado de uma l  gica do programa aplicativo  As duas  linhas laterais da l  gica representam barras de energia entre as quais s  o colocadas as instru    es a    serem executadas  As Instru    es podem ser contatos  bobinas  temporizadores  etc     A l  gica deve ser programada de forma que as instru    es sejam    energizadas    a partir de um     caminho de corrente    entre as duas barras  atrav  s de contatos ou blocos de fun    es interligados   Entretanto  o fluxo de    corrente el  trica    simulado em uma l  gica flui somente no sentido da barra da  esquerda para a direita  diferentemente dos esquemas el  tricos reais  As c  lulas s  o processadas em    colunas  iniciando pela c  lula esquerda superior e terminando pela c  lula direita Inferior     Cada c  lula pode ser ocupada por uma conex  o     fio      por um bloco  rel   de tempo  opera    o  aritm  tica etc   ou ainda por um contato ou bobina  Al  m
8. e Mistura de Tintas     3 7 3 CLP Piccolo   Os controladores program  veis da s  rie Piccolo foram desenvolvidos pela empresa ALTUS  Sistemas de Inform  tica S A  para a automa    o e controle de processos de pequeno e m  dio porte   apresentando dimens  es compactas  integram em um   nico gabinete pl  stico  CPU  pontos de entrada  e sa  da digitais  anal  gicos  entradas de contagem r  pida e canal serial para carga de programas e  conex  o    rede ALNET I  Os modelos presentes no laborat  rio de automa    o do Col  gio T  cnico  Industrial   Prof  M  rio Alquati s  o o 102 R  sa  das a rel    e o 102 T  sa  das a transistor  que possuem    14 entradas digitais 24 Vdc  10 sa  das digitais  canal serial R  232  Fig  3 16         oopdpunadak    1   ongtgroe s i  A  as     O       altus N  PIECE TUA    E E lol ri E  O ER  ENE DDB E 5     Figura 3 16     Painel Frontal do PL102 R     A tabela 3 3 apresenta a descri    o dos principias elementos do painel do CLP PL102 ilustrados  na figura 3 16    18    Tabela 3 3     Partes Principais do Painel do PL102     N   DESCRI    O  l Sa  das digitais a rel     transistor  conforme o modelo   2 Conector de alimenta    o  3 Interface Serial  4 LEDs de estado da CPU  5 Entradas digitais 24 Vdc    Manual Anexo    3 7 4 Mastertool    Utiliza    o    3 7 5 Exemplos de Aplica    es  controle discreto  anal  gico  exerc  cios  implementa    es     4  IHM    Tipos  IHM Foton 5  programa    o    5  REDES    Fieldbus  outros protocolos  ALTNET I 
9. ie de ferramentas    avan  adas de edi    o     3 6 1    Linguagens de Programa    o    Com a evolu    o dos CLP surgiram  ao longo dos anos  diversas linguagens de programa    o    possibilitando a confec    o de programas cada vez mais complexos e melhor estruturados     A norma internacional IEC 11313 define quatro linguagens de programa    o para CLP  sendo duas    textuais e duas gr  ficas     Textuais     Lista de Instru    es  IL  Instruction List     Texto Estruturado  ST  Structured Text     Gr  ficas     Diagrama Ladder  LD  Ladder Diagram     Diagrama de Blocos Funcionais  FBD  Function Block Diagram     Lista de Instru    es Texto Estruturado    LD A  ANDN B C   A AND NOT B    ST C    Diagrama de Blocos Funcionais Diagrama Ladder    Uran       Figura 3 5     Linguagens de Programa    o     A figura 3 5 ilustra uma mesma l  gica de programa representada pelas quatro linguagens  A    sele    o da linguagem de programa    o a ser empregada depende     da forma    o do programador    do problema a resolver    do n  vel da descri    o do problema   da estrutura do sistema de controle     da interface com outras pessoas   departamentos     Ladder tem sua origem nos EUA     baseada na representa    o gr  fica da l  gica de rel  s     Lista de Instru    es de origem europ  ia     uma linguagem textual  se assemelha ao assembler     11    Blocos Funcionais    muito usada na ind  stria de processos  Expressa o comportamento de  fun    es  blocos funcionais e programas como 
10. lada com o valor desejado  os c  lculos    necess  rios para corrigir este desvio e a a    o corretiva no processo para que a sa  da volte ao setpoint        Figura 2 4     Sistema de Controle de N  vel     3  CONTROLADORES L  GICOS PROGRAM  VEIS  C L P      2    Um controlador l  gico program  vel    um dispositivo f  sico eletr  nico  baseado num  microprocessador  dotado de mem  ria program  vel capaz de armazenar programas implementados por  um usu  rio com o objetivo de  baseado no estado de suas entradas  determinar o estado das sa  das de    forma a controlar um determinado processo     Controlador L  gico Program  vel    ABNT  Associa    o Brasileira de Normas T  cnicas      um equipamento eletr  nico digital  com hardware e software compat  veis com aplica    es industriais     NEMA  National Electrical Manufactures Association      um aparelho eletr  nico digital  que utiliza uma mem  ria program  vel para armazenar internamente instru    es e para  implementar fun    es espec  ficas  tais como l  gica  sequenciamento  temporiza    o   contagem e aritm  tica  controlando  por meio de m  dulos de entradas e sa  das  v  rios  tipos de m  quinas ou processos        3 1 Hist  rico    Concebido originalmente para a linha de montagem da General Motors em 1968 para substituir  os pain  is de controle a rel    estes pain  is possu  am pouca flexibilidade sendo necess  ria sua  reconstru    o a cada modifica    o do projeto  Como estas modifica    es ocorriam de maneira freq
11. o programador que  em geral  pode ser substitu  do  por um computador ou ainda podendo ser integrado ao controlador atrav  s de uma IHM  Interface  Homem M  quina  que possibilita o envio ou edi    o de programas  modifica    o de par  metros de  sintonia ou mesmo consulta aos valores de vari  veis do processo    A CPU    o elemento principal do controlador  respons  vel tanto pela execu    o dos programas  do usu  rio quanto pelas fun    es associadas ao endere  amento de mem  ria  opera    es aritm  ticas e  l  gicas e rel  gio    A mem  ria    o dispositivo respons  vel pela armazenagem de dados e programas utilizados  durante o funcionamento do CLP    O m  dulo de Entrada   Sa  da  1 O   Input   Output  corresponde    conex  o do controlador aos  sensores e atuadores do processo  As entradas podem ser do tipo digitais  vari  veis discretas    rel  s   bot  es ou anal  gicas  vari  veis cont  nuas    velocidade  temperatura  As sa  das da mesma forma    podem ser digitais   l  mpadas  contactores ou anal  gicas   servov  lvula  conversor de fregii  ncia     A figura 3 2 ilustra algumas entradas e sa  das t  picas de um CLP bem como a utiliza    o de uma    IHM e de um microcomputador como dispositivo de programa    o     Sensor  Sensor de de N  vel Chave    Temperatura Fim de Curso        Botoeira       Entradas Entradas                     Anal  gicas Digitais  Programa    o  CLP  Sa  das Sa  das  Anal  gicas Digitais 9  L  mpada de  Sinaliza    o       Conversor de V  lv
12. ontato Normalmente Fechado  NF   da mesma forma que o NA   pode  estar associado a uma entrada digital ou a um contato auxiliar         Bobina Simples  BOB   sempre que for acionada altera o estado de  todos os elementos associados a ela  abrindo contatos fechados e  fechando os abertos  atua enquanto for mantida a energiza    o     1  Bobina Liga  BBL   sempre que for acionada altera o estado de todos os  elementos associados a ela  abrindo contatos fechados e fechando os  abertos        D     Bobina Desliga  BBD   sempre que for acionada for  a o retorno ao  estado original de todos os elementos associados a ela     TEE Temporizador na Energiza    o  TEE   Realiza contagem de tempo com  a energiza    o de suas entradas  O operando Opl    a mem  ria  acumuladora de tempo e Op2    o tempo limite  d  cimos de segundo    Op2      Sempre que as entradas Libera e Ativa estiverem energizadas come  a a  Ativa sa  da contagem  Se Libera for desenergizada a contagem    interrompida e se  Ativa for desenergizada Opl    zerado  Quando a contagem de Opl   atingir o limite de Op2 a sa  da    energizada     Libera   Opl   sa  da    12    TED Temporizador na Desenergiza    o  TED   Semelhante ao TEE  realiza  contagem de tempo  por  m  com a energiza    o de sua entrada Bloqueia   Se Bloqueia for energizada a contagem    interrompida e se Ativa for  Op2 desenergizada Op1    zerado     Ativa sa  da    Bloqueia   Opl  sa  da    CON Contador Simples  CON   Realiza contagens simples  uma unida
13. ontrole de vari  veis discretas     controle da manufatura  posi    o  tempo  n  mero  etc    Uma poss  vel classifica    o est   ilustrada na    figura 2 1     CONTROLE    aart iiaa    CONTINUO eecnisetuesanas H  BRIDO          gt 2  05e DISCRETO  LINEAR N  O LINEAR CONDICIONAL SEQUENCIAL  Ex  PID Ex  Fuzzy    BOOLEANO SISTEMAS TEMPORAL  BASEADOS EM  ESPECIALISTAS EVENTOS  Ex  Timers    Ex  Contadores    Figura 2 1     Classifica    o dos Sistemas de Controle     2 3 Realimenta    o    O controle de um processo baseado em realimenta    o    alcan  ado pela realiza    o de tr  s  opera    es b  sicas  medi    o da vari  vel controlada  compara    o da vari  vel controlada com o valor    desejado e a    o corretiva           vari  vel    COME    O manipulada y  i i vari  vel  S  desvio l controlada  X  CONTROLADOR   ATUADOR PROCESSO  iE CS     Doa e re ea ati aan O ta T R di a a I  TRANSMISSOR SENSOR    realimenta    o    Figura 2 2     Sistema de Controle com Realimenta    o     V  rios sistemas de controle n  o possuem a etapa de realimenta    o  estes s  o denominados    controle em malha aberta  neste caso o controlador n  o recebe a informa    o da vari  vel controlada e     4    portanto  n  o pode corrigir automaticamente eventuais desvios em rela    o ao valor desejado  O seu  desempenho depende de uma pr   sintonia    Num sistema de controle em malha fechada  Fig  2 3  2 4  o controlador dever   ser capaz de  realizar a compara    o do valor medido da vari  vel contro
14. r o bot  o LIGA     b  Partida Direta e Revers  o de um Motor  A revers  o no sentido de rota    o de um motor trif  sico    poss  vel pela troca de duas das fases    que alimentam este motor conforme ilustrado pelo esquema de for  a da figura 3 8     os     Figura 3 8     Circuito de For  a para Partida e Revers  o     14    O programa representado na figura 3 9 ilustra um circuito de partida direta e revers  o de um  motor onde o acionamento do contactor C   permite a partida direta do motor no sentido hor  rio e C2 no    sentido anti hor  rio     DESLIGA LIGA SH SAH SH    SH        DESLIGA LIGA SAH SH SAH    SAH    Figura 3 9     Programa Ladder para Partida e Revers  o de um Motor     A sa  da SH do controlador acionar   C   enquanto que a sa  da SAH acionar   C gt   Neste caso C  e  C2 nunca poder  o ser acionados simultaneamente pois isto provocaria um curto circuito sendo  necess  rio  portanto  o intertravamento realizado pelo contato NF de SAH em s  rie com a bobina SH e  o contato NF SH em s  rie com a bobina SAH  Tanto a reten    o como o Intertravamento s  o realizados    utilizando comandos ladder sem a necessidade do uso dos contatos auxiliares dos contactores     c  Partida Estrela  Tri  ngulo    Neste caso  a partida do motor d   se na configura    o estrela  de forma a minimizar a corrente  de partida e  ap  s determinado tempo  comuta se o motor para a configura    o tri  ngulo que    corresponde ao regime normal de trabalho do motor        YGA A GIA    Figu
15. ra 3 10     Esquemas de Liga    o de um Motor Trif  sico     15    S  o utilizados tr  s contactores  C   que alimenta as pontas 1  2 e 3 do motor com as tr  s fases R   S e T  respectivamente  Cz que alimenta com a mesma sequ  ncia as pontas 6  4 e 5 e  C3 que interliga  as pontas 4  5 e 6  Desta forma a liga    o simult  nea de C   e C3 corresponde a configura    o estrela     enquanto que a liga    o de C   e C equivale a configura    o tri  ngulo  Fig  3 11      RAR     l H       Figura 3 11     Circuito de For  a da Partida Estrela Tri  ngulo     O diagrama ladder ilustrado na figura 3 12 representa a partida estrela tri  ngulo de um motor    onde o tempo    ajustado para 5 0 segundos     DESLIGA LIGA CI    C2    Cl       C2 C3    a A a l    Figura 3 12     Programa Ladder para Partida Estrela Tri  ngulo     E poss  vel observar  uma vez mais  as a    es de reten    o  C    e intertravamento  evitando que    C2 e C  sejam acionados simultaneamente      3 7 2 Exerc  cios    a  Elabore um programa Ladder de partida parada de um motor  semelhante ao representado na figura  3 7 por  m  desta vez  sem a necessidade do uso de reten    o     16    b  Elabore um programa para controlar o n  vel no tanque ilustrado na figura 3 13 de maneira que o  operador possa ser capaz de selecionar o modo se funcionamento  AUTOM  TICO ou MANUAL  Em  MANUAL  a bomba poder   ser ligada pressionando se o bot  o LIGA e desligada pressionando se o  bot  o DESLIGA  Neste modo  as chaves de n  vel n
16. rmite sua f  cil reutiliza    o   e    program  vel  permitindo a altera    o dos par  metros de controle     e Apresenta maior confiabilidade     e Sua manuten    o    mais f  cil e r  pida   e Oferece maior flexibilidade   e Apresenta interface de comunica    o com outros CLP e computadores     e Permite maior rapidez na elabora    o do projeto do sistema     3 3 Principais Fabricantes    Atualmente um grande n  mero de fabricantes atua na confec    o de CLP  disponibilizando ao    usu  rio softwares avan  ados de programa    o al  m de simuladores     Tabela 3 1     Fabricantes de CLP     Principais Fabricantes de Controladores    SIEMENS    M altus    em Rockwell Automation       Allen Bradley wuy    MoELLER       Invensys     TOSHIBA FOXBORO       TOKOGAWA          va  o     s a MITSUBISHI Honeywell  atos       a ii a p E RA G    3 4 Constitui    o    Os CLP s  o constitu  dos basicamente por uma fonte de alimenta    o  uma Unidade Central de  Processamento  Central of Processing Unit   CPU   al  m de m  dulos de entrada e sa  da  A CPU     onde s  o realizados todos os c  lculos necess  rios    obten    o dos valores necess  rios   s sa  das  com    base nas entradas lida  determinados pelo programa armazenado na mem  ria  Fig  3 1      Programador    Fonte CPU Mem  ria    M  dulos de Entrada   Sa  da                Entradas Sa  das  Anal  gicas   Digitais Anal  gicas   Digitais    Figura 3 1     Estrutura B  sica de um CLP     O CLP possui  eventualmente  um dispositiv
17. sto quase sempre tenha sido feito com o  emprego de m  quinas rudimentares  Este processo denominado mecaniza    o apresentou uma forte  evolu    o a partir da revolu    o industrial  s  c  XVIII com o uso de m  quinas a vapor e  mais adiante  com o aparecimento do motor a explos  o e de aplica    es bem sucedidas da energia el  trica    O desenvolvimento  por James Watt  do regulador centr  fugo de velocidade para m  quinas a  vapor  Fig  1 1  em 1769 aparece como um dos primeiro dispositivos autom  ticos pois permitia o    controle da velocidade sem necessidade de um operador     M  guina       Figura 1 1     Regulador de Velocidade de Watt     No in  cio do s  culo XX surgiram v  rios dispositivos capazes de controlar alguns processos  simples como termostatos e chaves de n  vel  Ap  s o surgimento dos primeiros controladores nos anos  30 e  com a evolu    o da instrumenta    o todo processo tornou se virtualmente pass  vel de ser  automatizado  Nos anos 60 apareceram as primeiras aplica    es de controle baseadas em computador e  aquisi    o de dados  a partir dos anos 80 o aparecimento de sensores e atuadores inteligentes  rob  s   tornos CNC  eficientes sistemas de supervis  o al  m do uso de protocolos redes que permitem a  Integra    o destes dispositivos  Hoje impulsionado pela evolu    o da eletr  nica com o aumento da  capacidade de processamento e de mem  ria dos dispositivos de controle dispomos de uma grande  variedade de elementos que permitem o controle autom 
18. uente   os CLP foram concebidos com o principal objetivo de facilitar e desonerar e reduzir a manuten    o das  linhas de produ    o  O primeiro controlador que atendia a estas especifica    es foi constru  do em 1969  pela Gould Modicon  Modular Digital Controller   em 1971 sua aplica    o foi ampliada a outras  ind  strias e  em 1973 surgiu o primeiro sistema de comunica    o que permitia que os CLP trocassem  informa    o entre si e  j   em 1975 passou a incorporar o controle PID  Proporcional   Integral    Derivativo   At   1977 os CLP eram implementados com componentes eletr  nicos discretos  somente a  partir de ent  o passando a serem confeccionados a partir de microprocessadores  Com a evolu    o dos  microprocessadores ocorreu o aumento da capacidade de processamento e de mem  ria dos CLP que  passaram a se tornar atrativos  al  m de todos os campos de atividade industrial  tamb  m  a   rea de  automa    o predial atuando no controle de climatiza    o  alarmes  ilumina    o  As atuais gera    es de  controladores possuem fun    es avan  adas de controle  disponibilidade de grande n  mero de entradas e  sa  das  al  m de uma grande facilidade de comunica    o com sistemas supervis  rios e sensores e    atuadores inteligentes     3 2 Caracter  sticas  Os CLP surgiram em substitui    o de sistemas convencionais baseados em rel  s e  em rela    o a  estes sistemas apresenta as seguistes caracter  sticas   e  Ocupa menor espa  o   e Requer menor pot  ncia el  trica   e Pe
19. ula  Freq    ncia    Figura 3 2     Poss  veis Entradas e Sa  das de um CLP     As entradas e sa  das discretas apresentam dois n  veis l  gicos     0    ou    1     ligado ou desligado  enquanto que as entradas e sa  das anal  gicas apresentam sinais cont  nuos que s  o padronizados para    trabalhar numa faixa  normalmente  4 a 20mA  corrente  ou O a 10V  tens  o      3 5 Funcionamento  Um controlador pode assumir o modo de espera quando est   sendo programado ou  parametrizado  estado de opera    o quando est   executando um programa ou estado de erro se ocorre    alguma falha no controlador  Fig  3 3      fan    ia  C m  gt  falha    Co    Figura 3 3     Modos de um CLP     Quando est   no estado de execu    o  um CLP trabalha em loop executanto  a cada ciclo de  varredura  cuja dura    o    da ordem de mili segundos  uma s  rie de instru    es referentes aos programas    presentes em sua mem  ria como ilustra a figura 3 4     Inicializa    o    Leitura das entradas    Executa o programa       Atualiza    o das sa  das    Figura 3 4     Ciclo de Varredura de um CLP     3 6 Programa    o    A grande respons  vel pela flexibilidade de um CLP    a sua capacidade de ser programado  seja    atrav  s de um dispositivo IHM ou de um microcomputador  Os softwares atualmente existentes    10    apresentam uma s  rie de facilidades no processo de programa    o e testes do programa possibilitando     inclusive  a realiza    o de simula    es  for  amento de entradas al  m de uma s  r
20. um conjunto de blocos gr  ficos interligados  como nos  diagramas de circuitos eletr  nicos  Se parece com um sistema em termos do fluxo de sinais entre  elementos de processamento    Texto Estruturado    uma linguagem de alto n  vel muito poderosa  com origem em Ada   Pascal e    C     Cont  m todos os elementos essenciais de uma linguagem de programa    o moderna   incluindo condicionais  IF THEN ELSE e CASE OF  e itera    es  FOR  WHILE e REPEAT   Estes  elementos tamb  m podem ser aninhados  Esta linguagem    excelente para a defini    o de blocos    funcionais complexos  os quais podem ser usados em qualquer outra linguagem IEC     3 6 2 Linguagem de Diagramas de Contados  ladder     Esta    a linguagem favorita dos t  cnicos com forma    o na   rea industrial por mais se  assemelhar aos circuitos de rel  s  consiste numa linguagem bastante intuitiva de f  cil interpreta    o  apresentando  no entanto  limita    es para sua utiliza    o em programas extensos ou com l  gicas mais    complexas     Tabela 3 2     Comandos B  sicos da Linguagem Ladder     S  mbolo Descri    o    Contato Normalmente Aberto  NA   pode estar associado a uma entrada  digital do controlador ou mesmo a um contato auxiliar  no caso de ser           uma entrada  p ex  NA de uma botoeira  ser   acionado modificando o seu  estado sempre que esta entrada for acionada  Da mesma forma  se for um  contato auxiliar  ser   acionado sempre que a bobina associada a esta  vari  vel for energizada        A    C
    
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