Clp_sensores

CLP ou CP

Controlador Lógico Programável

Introdução • O Controlador Lógico Programável (CLP) nasceu praticamente dentro da indústria automobilística americana, especificamente na Hydronic Division da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de se mudar a lógica de controle de painéis de comandos elétricos para cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em altos gastos de tempo e, • Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia as necessidades de muitos usuários de circuitos à relés, não só da indústria automobilística, como de toda a indústria manufatureira. • Nascia assim um equipamento bastante versátil e de fácil utilização, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicações.

Definição de um CLP • Microprocessador dedicado ao controle ou automatização de uma máquina ou processo.

SENSORES • MECÂNICOS • INDUTIVOS • CAPACITIVOS • FOTOELÉTRICOS

VARIÁVEIS DE CONTROLE

CLP

MÁQUINA OU PROCESSO

VARIÁVEIS DE SAÍDA

ATUADORES • RELES • CONTATORES • VÁLVULAS • SINALIZAÇÃO

Estrutura do CLP

SINAIS DE ENTRADA

Módulo de Entrada

Memória

CPU

Fonte

Módulo de Saída

LÓGICA DE CONTROLE

SINAIS DE ENTRADA

Terminal de Programação

Estrutura do CLP - Componentes: • CPU: – Executa o programa correspondente ao circuito, controlando as informações de entrada e saída. • Memória: – Local onde fica armazenado o programa e os estados das entradas e saídas. • Fonte: – Fornece alimentação elétrica para o CLP. • Entrada/Saída: – Ligação com o equipamento a ser controlado. • Terminal: – Permite a programação controlador lógico programável.

Estrutura do CLP

Princípio de Funcionamento: INICIALIZAÇÃO

VERIFICAR ESTADO DAS ENTRADAS

CICLO DE VARREDURA TRANSFERIR PARA A MEMÓRIA

COMPARAR COM O PROGRAMA DO USUÁRIO

ATUALIZAR AS SAÍDAS

Princípio de Funcionamento:

Características do CLP Basicamente, um controlador programável apresenta as seguintes características: • Hardware e/ ou dispositivo de controle de fácil e rápida programação ou • reprogramação, com a mínima interrupção na produção.

• Capacidade de operação em ambiente industrial sem o apoio de equipamentos ou • hardware específicos. • Sinalizadores de estado e módulos tipo plug-in de fácil manutenção e substituição. • Hardware ocupando espaço reduzido e apresentando baixo consumo de energia.

Características do CLP Continuação: • Possibilidade de monitoração do estado e operação do processo ou sistema, através da comunicação com computadores. • Compatibilidade com diferentes tipos de sinais de entrada e saída. • Capacidade de alimentar, de forma contínua ou chaveada, cargas que consomem correntes de ate 2A. • Hardware de controle que permite a expansão dos diversos tipos de módulos, de acordo com a necessidade. • Custo de compra e instalação competitivo em relação aos sistemas de controle convencionais. • Possibilidade de expansão da capacidade de memória.

Características - Hardware • Maior velocidade de varredura, devido à utilização de tecnologia bit-slice e microprocessadores de 16 a 32 bits; • Módulos de entrada e saída de alta densidade, possibilitando baixo custo e espaços reduzidos; • Módulos inteligentes, microprocessados, que permitem controles descentralizados (módulo PID, comunicação ASC II, posicionadores, emissores de relatório, etc.); • Interligação com módulos periféricos que permitem ao operador interfacear, armazenar e documentar as informações do processo.

Características - Software • Utilização de linguagem de programação de alto nível, permitindo grandes flexibilidade de programação quando da utilização de periféricos; • Representação do programa em diagrama de contatos, diagrama de blocos funcionais e lista de instrução; • Diagnósticos e detenção de falhas na monitoração de máquinas e processos; • Introdução da matemática de ponto flutuante, tornando possível o desenvolvimento de cálculos complexos.

Formas de Programação do CLP • Para facilitar a programação dos CLP's, foram sendo desenvolvidas durante o tempo, diversas linguagens de programação. • Essas linguagens constituem-se em um conjunto de símbolos, comandos, blocos, figuras, etc., com regras de sintaxe e semântica.

Formas de Programação do CLP Todas as figuras abaixo são representações possíveis de um mesmo circuito elétrico. Todas igualmente válidas para representar o circuito no CLP.

DIC ou Linguagem Ladder • A linguagem de programação Ladder ou simplesmente linguagem de contatos é uma das linguagens utilizadas nos controladores lógico programáveis (CLP) encontrados no mercado atual. • Esta linguagem permite a programação do CLP com a vantagem de se apresentar similar ao diagrama de contatos já utilizado em comandos elétricos, tornando seu aprendizado mais fácil.

Ladder – Exemplo de Partida Direta

DIL ou Blocos Lógicos • A linguagem DIL ou Blocos Lógicos é uma opção de programação dos CLP´s. • Sua principal vantagem é a possibilidade de implementação de funções lógicas e de circuitos digitais diretamente no CLP, pois nem toda solução de um processo resume-se a lógica de contatos elétricos.

DIL – Exemplo de uma função lógica

Lista de Instruções • A programação dos CLP´s avançou de tal forma que a lista de instruções foi o primeiro passo para uma programação em linguagem estruturada e conseqüentemente em linguagens de alto e médio nível. • Com a integração deste novo tipo de programação o CLP passou a ser chamado de CP (Controlador Programável), pois passa a integrar as funções de uma programação de computador para a realização de controle de processos em máquinas industriais.

Lista de Instruções – Exemplo do programa em DIL • •

Operações

⇒

EN LN

; prepara operação lógica. 0.7; Acumulador igual ao complemento da Emergência (Acc=I 0.7). ; inicia a função lógica E. 0.0; carrega o conteúdo do Sensor1. 0.1; realiza a função E entre os sensores. R0; armazena o resultado da operação. 0.3; carrega o conteúdo do botão de Manual. 0.4; realiza a função OU entre Manual e

I

• • • • •

A( L A = L

I I M I

•

O

I

•

A

M

•

)

R0; realiza a função E entre o resultado da posição dos sensores a o acionamento (modo manual ou automático). ; encerra a operação da função lógica

Q

0.0; o motor será ligado ou não, segundo o

Automático.

E. •

=

Mapeamento do CLP • Para realizar a programação em Ladder se faz necessário conhecer o mapeamento (endereçamento) do CLP, além da capacidade física do mesmo. Cada fabricante apresenta o seu sistema em particular – Exemplo (CLP Keyence); • ENDEREÇOS DE ENTRADA: • ENDEREÇOS DE SAÍDA: • CONTATOS INTERNOS: • TEMPOR./CONTADORES:

0000-0015 0500-0515 1000-1915 000 - 063

Instruções Básicas de um CLP • Contato NA e NF

Instruções Básicas de um CLP • Temporizador

Instruções Básicas de um CLP • Contador

Exemplo de Aplicação

Funcionamento – Tanque de Mistura • 1 - O botão “Liga” inicia o processo e o botão “Desliga” interrompe o processo; • 2- A Válvula de entrada é aberta até o Nível Máximo ser atingido; • 3 - O Motor do Agitador é ligado por 10 segundos; • 4 - A Válvula de Saída é aberta, até que o Nível Mínimo seja atingido; • 5 - O Motor do Agitador é desligado; • 6 - Ao ser detectado que o Tanque está vazio, a Válvula de Saída é fechada; • 7 – Ciclo encerrado.

Exemplo de Aplicação

Funcionamento – Prensa Excêntrica • • • •

• •

Grade de proteção fechada, S1 acionado. Ambos os botões de comando acionados, b1 e b2 acionados. Caso a grade seja aberta ou um dos botões solto, o estampo deve parar. Após ter sido acionado Fc-2, o estampo deverá subir mesmo que a grade de proteção esteja aberta. Ao acionar Fc-1, o ciclo estará completo. Botão b0 se acionado interro o processo (desl/emer.).

Apêndice • • • • •

Comandos Elétricos; Sensores; Acionadores eletromecânicos; Tipos de acionamento; Solenóides;

Motor trifásico comandado por botões

Diagrama de comando

2 ~ 60Hz 220v L1 F 21 95 F7 96 1 S0 2

3 S1

K1 4

A1 K1 A2 L2 F 22

CFP

13

14

Motor trifásico comandado por botões

L1 L2 L3

Diagrama Principal

3~ 60Hz 220V

3~ 60Hz 220V

F 1, 2, 3

F 1, 2, 3

1 3 5

K1

K1 2 4 6

F7

M1

F7

M 3~

Diagrama multifilar

CFP 1.18

M1

M 3~

Diagrama unifilar

Motor trifásico com reversão comandado por botões

Diagrama de comando

2 ~ 60Hz 220v L1 F 21

95 F7 96 1 S0 2

1

1 S1

S2 2

2

3

13

S1

4

14

1 FC1

1 FC2

2

2

21

21 K1

K2 22 A1 K1

F 22 L2

22 A1 K2

A2

13 K2

S2

K1 4

3

A2

14

Motor trifásico com reversão comandado por botões

3~ 60Hz 220V

Diagrama Principal

3~ 60Hz 220V

L1 L2 L3

F 1, 2, 3

F 1, 2, 3

1

3

5

K1

1

3

5

K1

K2 2

4 6

2 4

F7

K2

6

F7

M 3~

M 3~

DIAGRAMA MULTIFILAR

DIAGRAMA UNIFILAR

Motor trifásico com comutação automática estrela-triângulo

Diagrama de comando

2 ~ 60Hz 220v L1 F 21

95 F7 96 1 S0 2

3 S1 4

31 K1

13 K2

32

23

14

24

K1 14

23

31 K3

31

K2 24

32

K6

13

32

15 16

A1 K6 F 22 L2

A1 K2

A2

A1 K1

A2

A1 K3

A2

A2

Motor trifásico com comutação automática estrela-triângulo

L1 L2 L3

Diagrama Principal

3~60Hz 220V

F 1, 2, 3

1 3 5

1 3 5 K3

K1 2 4 6 1 3 5

K2 2 4 6

F7 2 4 6

1 2 3

M 3~

5 6 4

1 3 5

2 4 6

Motor trifásico com comutação automática estrela-triângulo e reversão

Diagrama de comando

2 ~ 60Hz 220v L1 F 21 95

F7

96 1

S0

2

3

3

S1

S2 4

K1

4

32 13 K2

31 32

K3

31

23

K4 14

24

1

S2

K6 F 22 L2

24

14

24

1

S1

2

41

K2

A1

K1

K4

31

42

42

32

A1

A1

A1

K1 A2

23

41

15

K4 A2

14 13

2

16 A1

23

K2

32

K6

13 31

K2 A2

K3 A2

A2

Motor trifásico com comutação automática estrela-triângulo e reversão

L1 L2 L3

Diagrama Principal

3~ 60Hz 220V

F 1, 2, 3

1 3 5

1 3 5

K1

K2 2 4 6

K4 2 4 6

1 3 5

1 3 5

F7

K3

2 4 6

2 4 6 1 2 3

M 3~

5 6 4

1 3 5

2 4 6

COMPONENTES DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS  Elementos de entrada de sinais elétricos.

 Elementos de processamento de sinais.

 Elementos de saída de sinais elétricos.

ELEMENTOS DE ENTRADA DE SINAIS ELÉTRICOS São aqueles que emitem informações por meio de uma ação: ♦ mecânica; ♦ eletrônica; ♦ combinação entre elas.

ELEMENTOS DE ENTRADA DE SINAIS ELÉTRICOS Botoeiras; Chaves fim de curso; Sensores Indutivos e/ou Capacitivos; Sensores Térmicos; Pressostatos Obs:Ou outros elementos destinados a emitir sinais para energização ou desenergização do circuito ou parte dele.

ELEMENTOS DE ENTRADA DE SINAIS ELÉTRICOS BOTÃO LISO TIPO PULSADOR

BOTOEIRAS

BOTÃO GIRATÓRIO COM TRAVA BOTÃO TIPO COGUMELO COM TRAVA (Botão de emergência)

BOTOEIRAS São chaves elétricas acionadas manualmente

Podem ser: Pulsadoras ou com trava.

BOTÃO LISO TIPO PULSADOR ♦ Possui dois contatos: ♦ um aberto e outro fechado ♦ Acionado por botão e retorno por mola.

BOTÃO GIRATÓRIO COM TRAVA Possui dois contatos: Um aberto e outro fechado Acionado por botão que permanece acionado e travado mesmo depois do acionamento.

BOTÃO TIPO COGUMELO COM TRAVA (BOTÃO DE EMERGÊNCIA) ♦ Possui dois contatos: ♦ Um aberto e outro fechado; ♦ Conhecido como soco-trava ♦ Acionado por botão e desacionado por um pequeno giro do botão no sentido horário.

ELEMENTOS DE ENTRADA DE SINAIS ELÉTRICOS CHAVE FIM DE CURSO TIPO ROLETE CHAVE FIM DE CURSO CHAVE FIM DE CURSO TIPO GATILHO

CHAVE FIM DE CURSO

* Possuem: * Dois contatos; * Um aberto e outro fechado; * São acionados mecanicamente; * Podem ser posicionados.

CHAVE FIM DE CURSO TIPO ROLETE

CHAVE FIM DE CURSO TIPO ROLETE

CHAVE FIM DE CURSO TIPO (GATILHO) ✤ Possuem: ✤ Contato comutador; ✤ Acionamento por gatilho;

ELEMENTOS DE ENTRADA DE SINAIS ELÉTRICOS Sensor Capacitivo

Sensor Magnético

Sensor Indutivo

Sensor Óptico Reflexivo

SENSOR DE PROXIMIDADE

Pressostatos

Sensor Óptico por Barreira Fotoelétrica

SENSOR CAPACITIVO ❀ Detectam qualquer tipo de material.

❀ Distância de detecção varia de 0 a 20 mm.

SENSOR INDUTIVO Detectam apenas materiais metálicos.

Distância de detecção varia de 0 a 2 mm.

SENSOR ÓPTICO POR BARREIRA FOTOELÉTRICA  Detectam qualquer tipo de objeto desde que não seja transparente.  Distância de detecção varia de 0 a 100 mm.  Normalmente construídos em dois corpos sendo um emissor e outro receptor.

SENSOR ÓPTICO REFLEXIVO ❏ Distância de detecção varia de 0 a 100 mm. ❏ Construídos em apenas um corpo do tipo reflexivo no qual emissor e receptor estão juntos.

SENSOR MAGNÉTICO  Detectam apenas materiais metálicos e magnéticos

PRESSOSTATOS

PRESSOSTATO HIDRÁULICO PRESSOSTATOS PRESSOSTATO PNEUMÁTICO

PRESSOSTATO PNEUMÁTICOS  São chaves elétricas.  Conhecidos como sensores de pressão.  Acionados por pressão piloto pneumático.

PRESSOSTATO HIDRÁULICOS  São chaves elétricas.  Conhecidos como sensores de pressão.  Acionados por pressão piloto hidráulica.

ELEMENTOS DE PROCESSAMENTO DE SINAIS ELÉTRICOS • São Aqueles Que: • Recebem informações; • Analisam as informações recebidas pelos elementos de entrada; • Combinam as informações recebidas.

ELEMENTOS DE PROCESSAMENTO DE SINAIS ELÉTRICOS CONTATORES DE POTÊNCIA

RELÉS TEMPORIZADORES

PROCESSAMENTO DE SINAIS RELÉS AUXILIARES

CONTADORES

RELÉS AUXILIARES • São chaves: • Elétricas; • Com quatro ou mais contatos; • Acionadas por bobinas; • Dois contatos abertos e dois fechados.

Relé Auxiliar com 3 Contatos NA e 1 NF

Relé Auxiliar Com Contatos Comutadores Grande versatilidade de contatos.

CONTATORES DE POTÊNCIA

RELÉS TEMPORIZADORES

RELÉS TEMPORIZADORES

RELÉ TEMPORIZADOR CÍCLICO

CONTADOR PREDETERMINADOR

CONTADOR PREDETERMINADOR

ELEMENTOS DE SAÍDA DE SINAIS ELÉTRICOS  São aqueles que:  Recebem as ordens já processadas e enviadas pelo comando elétrico;  Realizam o trabalho final esperado do circuito;

ELEMENTOS DE SAÍDA DE SINAIS ELÉTRICOS SINALIZADOR SONORO ELEMENTOS DE SAÍDA DE SINAIS ELÉTRICOS

SOLENÓIDES

INDICADOR LUMINOSO

INDICADOR LUMINOSO  São Lâmpadas incandescentes ou Leds;  Muito utilizados em sinalização visual.

SINALIZADOR SONORO  São campainhas, sirenes, cigarras ou buzinas;  Empregadas na sinalização acústica de eventos ocorridos.

SOLENÓIDES ♦ São bobinas eletromagnéticas que quando energizadas, geram um campo magnético capaz de atrair elementos ferrosos, comportando-se como um imã permanente.

SOLENÓIDE

SOLENÓIDE

SOLENÓIDE