Ponte De Wheatstone

Controlador Lógico Programável em Acionamento de Máquinas

V. T. Correia.

Universidade Federal do Paraná

Centro Politécnico – Jd. das Américas – 81531-990 – Curitiba – PR – Brasil E-mail: [e-mail]

Resumo: Este artigo tem como finalidade apresentar o Controlador Lógico Programável (CLP) e demonstrar através de exemplos de aplicação os benefícios que este pode trazer no acionamento de máquinas.

Introdução

O Controlador Lógico Programável, ou simplesmente PLC (Progammable Logic Controller), pode ser definido como um dispositivo de estado sólido – um computador industrial, capaz de armazenar instruções para implementação de funções de controle (sequência lógica, temporização e contagem, por exemplo), além de realizar operações lógicas e aritméticas, manipulação de dados e comunicação em rede, sendo utilizado no controle de Sistemas Automatizados.

1. Resumo Histórico

Na década de 60, o aumento de competitividade fez com que a indústria automotiva melhorasse o desempenho de suas linhas de produção, aumentando tanto a qualidade como a produtividade. Fazia-se necessário encontrar uma alternativa para os sistemas de controle de relés. Uma saída possível, imaginada pela General Motors, seria um sistema baseado no computador.

Assim, em 1968, a Divisão Hydramatic da GM determinou os critérios para o projeto do CLP, sendo o primeiro dispositivo a atender às especificações foi desenvolvido pela Gould Modicon em 1969.

As principais características desejadas nos novos equipamentos de estado sólido, com a flexibilidade dos computadores, eram: o Preço competitivo com os sistemas a relé; o Dispositivos de entrada e saída facilmente substituíveis; o Funcionamento em ambiente industrial (vibração, calor, poeira, ruídos); o Facilidade de programação e manutenção por técnicos e engenheiros; o Repetibilidade de operação e uso.

Inicialmente, os CLPs eram chamados de PCs – Programmable Controllers, mas com o advento dos computadores pessoais (PCs – Personal Computers), convencionou-se PLCs (Programmable Logical Computers) para evitar conflitos de nomenclatura. Originalmente os CLPs foram usados em aplicações de controle discreto (on/off), como os sistemas a relés, porém eram facilmente instalados, economizando espaço e energia, além de possuírem indicadores de diagnósticos que facilitavam a manutenção. Uma eventual necessidade de alteração na lógica de controle da máquina era realizada em pouco tempo, apenas com mudanças no programa sem necessidade de alteração nas ligações elétricas.

A década de 70 marca uma fase de grande aprimoramento dos CLPs. Com as inovações tecnológicas dos microprocessadores, maior flexibilidade e um grau também maior de inteligência, os Controladores Lógicos Programáveis incorporam: 1972 – Funções de temporização e contagem; 1973 – Operações aritméticas, manipulação de dados e comunicação com computadores; 1974 – Comunicação com interfaces

Homem-máquina; 1975 – Maior capacidade de memória, controles analógicos e controle PID; 1979/80 – Módulos de I/O remotos, módulos inteligentes e controle de posicionamento.

Nos anos 80, aperfeiçoamentos foram atingidos, fazendo do CLP um dos equipamentos mais atraentes na automação industrial. A possibilidade de comunicação em rede (1981) é hoje uma característica indispensável na indústria. Além dessa evolução tecnológica, foi atingido um alto grau de integração, tanto no número de pontos como no tamanho físico, que possibilitou o fornecimento de minis e micros CLPs.

Atualmente, os CLPs apresentam as seguintes características: o Módulos de I/O de alta densidade (grande número de pontos de I/O por módulos); o Módulos remotos controlados por uma mesma CPU; o Módulos inteligentes (coprocessadores que permitem realização de tarefas complexas; controle PID, posicionamento de eixos, transmissão via rádio ou modem, leitura de código de barras); o Softwares de programação em ambiente windows (facilidade de programação); o Integração de aplicativos windows (Acess, excel, visual basic) para comunicação com CLPs; o Recursos de monitoramento da execução do programa, diagnósticos e detecção de falhas; o Instruções avançadas que permitem operações complexas (ponto flutuante, funções trigonométricas); o Scan Time (tempo de varredura) reduzido (maior velocidade de processamento) devido à utilização de processadores dedicados; o Processamento paralelo (sistema de redundância), proporcionando confiabilidade na utilização em áreas de seguranças; o Pequenos e micros PICs que oferecem recursos de hardware e de software dos CLPs maiores; o Conexão de CLPs em rede (conexão de diferentes CLPs na mesma rede, comunicação por meio de rede ethernet).

O mercado recebe constante novos e melhores produtos que agregam valores ao mesmo tempo que reduzem o custo das soluções baseadas em CLPs. Portanto, é insdispensável uma atualização contínua por intermédio de contato com fabricantes e fornecedores, sendo a internet uma ótima opção.

2. Classificação dos CLPs

Embora existam algumas divergências entre os autores e fabricantes quanto aos critérios de classificação, os CLPs podem ser divididos em grupos específicos de acordo com a estrutura que apresentem (especificamente relacionada à quantidade de pontos de I/O que a CPU pode controlar e a quantidade de memória de programação disponível): o Micros CLPs: até 64 pontos de I/O e até 2K words de memória; o Pequenos CLPs: de 64 até 512 pontos de

I/O e até 4k words de memória; o CLPs médios: de 256 a 2048 pontos de I/O e dezenas de Kwords de memória; o CLPs grandes: acima de 2048 pontos de I/O e centenas de Kwords de memória;

Em 1997, CLPs com até 14 pontos de I/O e tamanho muito reduzido foram lançados no mercado, tendo sido denominados pelos fabricantes de Nanos CLPs.

Entre os Micros e pequenos CLPs, ainda é possível encontrar outra divisão: o CLPs Compactos: que têm quantidade fixa de pontos de I/O; o CLPs Modulares: que permitam a configuração, por parte do usuário, da quantidade e combinação dos pontos de I/O.

3. Composição do CLP

Os principais blocos que compõem um CLP são: o CPU (Central Processing