CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS (CLP)

A pergunta “O que é um CLP ?”, tem-se tornado muito comum no ramo da Automação Industrial, onde os avanços tecnológicos proporcionam que hoje um sistema elétrico seja comandado e supervisionado de forma cada vez mais automática, simples, ocupando meno

s espaço e com custos cada vez menores. Portanto, o principal dispositivo para o ramo mencionado é o CLP, cuja sigla significa “Controlador Lógico Programável”, que é um computador capaz de executar funções específicas através de programas criados, isto é, um dispositivo que quando desenvolve-se um software atrelado a um hardware, é possível controlar e monitorar cargas (dispositivos de saída) de acordo com os parâmetros enviados ao CLP (dispositivos de entrada).

A programação realizada é totalmente personalizável, composta por uma série de instruções como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética o que torna o equipamento muito dinâmico, podendo ser usado em acionamento ou monitoramento de máquinas e processos de forma automatizada.

PROGRAMAÇÃO DO CLP

A programação do CLP é dividida em cinco linguagens diferentes, que se classificam em duas categorias principais: gráfica e textual.

A linguagem textual possui registros escritos e a gráfica apresenta elementos visuais, na forma de esquemas elétricos ou de blocos.

São cinco linguagens de programação em conformidade com a norma IEC 611 (Comissão Eletrotécnica Internacional).

Lista de Instruções

Esta linguagem textual, também chamada de Instruction List (IL), tem aspecto sequencial. Ela atende diretamente aos comandos do computador e é indicada para aplicações de pequeno porte ou para melhorar partes de um sistema. Sua estrutura contém um acumulador para armazenar resultados parciais. Neste modelo, cada instrução fica em uma linha e deve ser precedida de um rótulo (etiqueta) e, depois, devem ser inseridos dois pontos (:).

Texto Estruturado

Este nome é a tradução para Ladder Diagram (LD). Trata-se do tipo mais popular de linguagem de programação gráfica. É similar a uma escada, com barras verticais e paralelas.

Atua utilizando lógica de relés e contatos elétricos, gerando circuitos de comando. Seu funcionamento é simples, sendo o modelo mais indicado para os iniciantes em programação.

Diagrama de bloco funcionais

Este modelo de linguagem gráfica é muito comum na Europa. Seu nome vem do termo em inglês Function Block Diagram (FBD). Apresenta blocos interligados e é adequado para aplicações com troca de dados entre elementos de controle.

Esta linguagem é flexível e tem blocos elementares de funções, com entradas e saídas conectadas no bloco por meio de linhas. Permite o uso de blocos pré-programados, como contadores, lógicas booleanas e temporizadores.

Sequenciamento de gráficos e funções

Também conhecido como Sequential Function Chart (SFC) ou Grafcet. Esta linguagem gráfica é indicada para operações sequenciais, descrevendo atividades paralelas e alternativas. É uma boa opção para ser usado em CLPs de grande porte.

CLP É MESMO UM COMPUTADOR ?

Apesar do CLP ser considerado um computador, se compararmos ele com estes computadores de uso geral, como desktops e notebooks, ele possui menor capacidade de processamento de dados, armazenamento e é usado em aplicações específicas, portanto, não deve-se haver essa confusão.

Para não ocorrer a ambiguidade mencionada, utiliza-se a definição da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT): “CLP é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais”.

PARA QUE SERVE UM CLP ?

Como já dito anteriormente, quando há necessidade de gerenciar processos de forma automatizada, é preciso usar um equipamento capaz de controlar todo este processo, ou seja, receber sinais, processá-los e enviar sinais de comando para os atuadores. Em outras palavras, para que o sistema funcione de forma inteligente precisamos de um “cérebro”, que tenha as informações suficientes para tomar decisões.

Em ambientes industriais o CLP é um equipamento muito utilizado, porém não é o único que é usado para essa finalidade, apesar de ser um dos mais conhecidos. A seguir, tem-se alguns exemplos de processos em que o CLP é usado:

Controle de nível;
Controle de vazão;
Automação de esteira;

COMO SURGIRAM OS CLP’s ?

No final dos anos 60, a General Motors (GM) utilizou os primeiros CLPs desenvolvidos para alterar de forma rápida e barata os processos de suas linhas de produção, como produzir carros de um mesmo modelo só que de cores diferentes, porém sem que o processo fosse interrompido. Para realizar o proposto antes da utilização do CLP, havia a necessidade de reformular os painéis de comando, o que gerava um trabalho vagoroso e custoso. Sendo assim, diante de um cenário que cobrava uma produção cada vez mais personalizada e enxuta (Lean Manufacturing), foi preciso buscar inovações que facilitassem esse trabalho e tornassem a produção mais hábil.

Foi nesse contexto que nasceu o Controlador Lógico Programável (CLP). Desenvolvido por uma empresa norte-americana, o CLP começou a ser utilizado com grande sucesso pela GM e posteriormente foi difundido para outras indústrias nos mais diversos ramos.

Portanto, o surgimento do CLP é um grande marco na Automação Industrial. Afinal, ao simplificar a alteração dos processos, ele se tornou responsável por flexibilizar a linha de produção. Dessa forma, reduzindo os desperdícios de matéria-prima, tempo de produção e o custo da mão de obra, resultando assim, no aumento da produtividade e da lucratividade.

CARACTERÍSTICAS DOS CLPs

Como abordado anteriormente, os controladores lógicos programáveis são considerados computadores, pois possuem CPU, memórias e dispositivos de entrada e de saída. A seguir, será apresentado de forma detalhada sobre essas estruturas.

CPU

Do inglês CPU (Center Processing Data) ou central de processamento de dados, é o elemento responsável por ler os valores das entradas, executar as funções do programa e transferi-los para as saídas de acordo com as funções. Basicamente composto pelo processador e as memórias.

PROCESSADOR

O processador possui a função de ler e executar o programa desenvolvido pelo usuário, para isso é composto de um sistema operacional (não podendo ser modificado pelo usuário). O processador também tem função de analisar falhas do programa que está sendo executado e falhas internas do próprio CLP (auto diagnóstico) e gerenciar a comunicação de dados.

MEMÓRIAS

O CLP possui memórias voláteis e não voláteis, que são responsáveis por armazenar todas as informações necessárias para que o CLP seja capaz de executar as suas funções. As memórias voláteis são aquelas que perdem a informação quando são desenergizadas, como é o caso da memória RAM. As memórias não voláteis são aquelas que não perdem a informação quando são desenergizadas como acontece com o HD, SSD e pendrive.

MÓDULOS DE ENTRADAS

É responsável por fazer a conexão entre os atuadores e sensores de entrada com o CLP. A seguir, será abordado alguns tipos de sensores e atuadores que podem ser ligados às entradas (analógicas ou digitais) do CLP.

Botoeiras;
Chaves fim de curso;
Chaves de níveis;
Bóias;
Sensores diversos;
Termostatos;
Termopares;
Pressostatos;
Fluxostatos;
Encoders.

MÓDULOS DE SAÍDAS

Responsável por comunicar o CLP com as cargas diversas de um processo ou equipamento, pode ser composto de saídas analógicas ou digitais como as entradas. Trabalham como o resultado de um programa que tem por finalidade atuar as cargas diversas estas podem ser:

Atuadores eletropneumáticos;
Atuadores eletrohidráulicos;
Contatores (interfaceando com cargas diversas como motores, iluminações e resistências);
Bobinas e temporizadores internos ao CLP.

TERA ENGENHARIA

Como pode-se ver, a utilização do CLP vem crescendo cada vez mais e embora seja comumente usado nas indústrias, mas também há possibilidade de ser aplicado em instalações residenciais, que é o caso da automação residencial. Necessita automatizar um processo de sua indústria, comércio ou residência ? Contate a Tera Engenharia e faça um orçamento conosco.