A Linguagem Ladder

1. INTRODUÇÃO

A automação é, sem dúvidas, um suporte para o desenvolvimento de diversos setores principalmente o industrial. Para o aumento na produção e gerenciamento das empresas a automação tem tido uma grande importância nesse processo. A grande necessidade da humanidade em querer as coisas mais rápidas e com fácil acesso no dia a dia depende de projetos mais rápidos e produtivos, o que por sua vez tornou o mercado de automação mais abrangente. A área de aplicação é vasta, contemplando projetos de instalações elétricas, monitoramento remoto, controle e proteção de sistemas industriais.

A automação hoje requer a atenção de diversas áreas de conhecimento tal como, engenharia, eletrônica, controle de sistemas, mecânica, comunicações. O sucesso desta solução fez com que ela se desenvolvesse em uma vasta área de aplicações. Atualmente ela engloba micros controladores, displays touch screen, interfaces de operação, diversos protocolos de comunicação para todos os níveis de processo, servidores e sistemas supervisórios completos.

A criação de um CLP baseado em um arduino e em um projeto de automação possibilita a implementação de lógicas de controle através de programação computacional, não sendo necessária a inclusão e remoção de componentes físicos. Diversos fabricantes apresentam ótimas soluções em termos de controladores para os mais diferentes graus de complexidade de processo.

Dependendo, da distância do controle para o ponto de operação e do número de variáveis controladas, pode ser necessária a utilização de redes de comunicação como, por exemplo, o acesso remoto via internet para uma nova programação.

Além dos CLPs, os sistemas de automação normalmente precisam da interação humana para operação e manutenção do mesmo. Neste ponto, outro fator do projeto deve ser definido e implementado: o modo como a operação é controlada. Para esta etapa, há diversas soluções que vão desde simples toques na tela para uma programação nova até análise a distância onde poderá ser programado remotamente.

Dentre as ferramentas de software e hardware para desenvolvimento de sistemas de automação, os programas de simulação computacional estão sendo cada vez mais utilizados. A principal utilidade de tais ferramentas é a possibilidade de estudo e realização de testes sem a necessidade de um sistema físico real. Dessa forma, o engenheiro pode depurar a lógica de automação de forma mais segura e eficiente.

1. OBJETIVO GERAL

O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de um dispositivo capaz de realizar o controle em diversas áreas industriais onde será efetuado o trabalho de um CLP com uma programação semelhante à de um CLP convencional, usando a linguagem C/C++.

1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Usar o arduino para controle industrial onde o mesmo será programado através da IDE do próprio arduino;
2. Tornar mais acessível para os programadores já que a placa será programada em linguagem C/C++;
3. Mostrar o funcionamento e o gerenciamento da placa em diversos setores;
4. Projetar e testar um dispositivo eletrônico capaz de realizar o controle de alguns motores e sensores industriais;
5. Analisar e avaliar os resultados obtidos com os testes do dispositivo;
6. Quantificar e comparar os resultados do CLP com arduino e os demais CLP.

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1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

1. MICROCONTROLADORES

Os micros controladores, por serem pequenos e apresentarem a melhor relação custo/benefício, estão presentes em quase tudo que envolve a eletrônica. Eles são dispositivos que possuem internamente todos os componentes necessários para seu funcionamento autônomo. Segundo Silva.

Micros controladores são computadores de propósito específicos. Eles possuem tamanho reduzido, baixo custo e baixo consumo de energia. Devido a esses fatores há diversos segmentos, que os utilizam, tais como a indústria automobilística, de telecomunicações, de brinquedos, de eletrodomésticos, de eletroeletrônicos, bélica [...]. (SILVA, 2009, p.17)

Para o seu funcionamento autônomo, os micros controladores incorporam vários recursos em uma única pastilha, tais como: memória, portas de entrada e saída, processador e diversas outras peças, todas montadas em um circuito integrado com pequenas dimensões. A descrição completa dos componentes dos micros controladores feitos por Martins (2005, p. 16):

Tipicamente, um micro controlador caracteriza-se por incorporar no mesmo encapsulamento um microprocessador (com a finalidade de interpretar as instruções de programa e processar dados), memória de programa (com a finalidade de armazenar de maneira permanente as instruções do programa), memória de dados (com a finalidade de memorizar os valores associados com as variáveis definidas no programa), uma série de pinos de entrada/saída (com a finalidade de realizar a comunicação do micro controlador com o meio externo) e vários periféricos (tais como temporizadores, controladores de interrupção, temporizadores cão de guarda (WatchDogTimers – WDTs), comunicação serial, geradores de modulação por largura de pulso ou de PWM (Pulse Width Modulation), 18 conversores analógico/digital etc.), fazendo com que o hardware final fique extremamente complexo.

Martins (2005, p. 15) afirma ainda que existem vários tipos de micro controladores. Segundo ele, o que os diferencia são: a velocidade do processamento; a quantidade de memória interna disponível para armazenar dados (memória de dados) e para armazenar as instruções de programas (memória de programa); “a quantidade de pinos de [...] [entrada e saída], a forma de alimentação, os tipos e as quantidades de periféricos, a arquitetura e o conjunto de instruções disponibilizado nos circuitos internos”.

Um exemplo de micro controlador, talvez o mais popular, é o da série PIC, fabricado pela empresa Microchip Techology Inc., que se popularizou pelo bom plano de marketing “baseado na disseminação de uma ferramenta de auxílio à construção de programas – o MPLAB IDE. […] [e, por possuírem] uma linguagem Assembly menos complexa em relação àquelas disponibilizadas por outros fabricantes” (MARTINS, 2005, p. 15). Esses micros controladores da série PIC têm várias opções de memória de programas, como o One Time Programable (OTP) e o Erasableand Programmable Read Only Memory (EPROM). Ademais, têm “opções de baixa tensão e inúmeros tipos de circuito osciladores, assim como várias opções de encapsulamento” (MARTINS, 2005, p. 17).