Linguagens De Programação Para CLP

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS     UNIPAM

ENGENHARIA ELÉTRICA

DOUGLAS MARIANO SOUZA

NORMA IEC 61131

LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO PARA CLP

Patos de Minas

2023

NORMA IEC 61131

LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO PARA CLP

Pesquisa em formato ABNT sobre a norma IEC 61131, com foco em linguagens de programação para o CLP descritas na norma e exemplos de aplicação.

ORIENTADOR(A): Prof. Me. Gaspar Eugenio Oliveira Ramos

Patos de Minas

 2023

INTRODUÇÃO

        A criação de diversos modelos de equipamentos dedicados à automação industrial resultou em uma ampla variedade de dispositivos e, como resultado, gerou incompatibilidades nas características de programação desses dispositivos. Para atender às necessidades da comunidade industrial internacional, foi formado um grupo de trabalho dentro da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) para avaliar o projeto completo de controladores lógicos programáveis, abrangendo hardware, instalação, testes, documentação, programação e comunicação.        

        Posteriormente, foram estabelecidas forças-tarefa de especialistas para desenvolver as diferentes partes do padrão. A Força-Tarefa 3 recebeu o objetivo principal de criar um novo padrão para linguagens de programação em controladores programáveis. Isso marcou o primeiro esforço internacional eficaz na padronização de linguagens de programação para automação industrial.

LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO

        Há cinco categorias fundamentais de linguagens geralmente presentes em controladores programáveis, as quais são estandardizadas pela norma IEC 61131-3:

Linguagens Textuais:

- Texto Estruturado (Structured Text - ST)

- Lista de Instruções (Instruction List - IL)

Linguagens Gráficas:

-Diagrama Ladder (LD)

-Diagrama de Blocos Funcionais (Function Block Diagram - FBD)"

Texto Estruturado (Structured Text - ST)

        Trata-se de uma linguagem de nível elevado de considerável potência, cujas origens remontam a Pascal e 'C'. Ela engloba todos os componentes essenciais de uma linguagem de programação contemporânea, incorporando estruturas condicionais (IF-THEN-ELSE e CASE OF) e loops (FOR, WHILE e REPEAT).

        No Exemplo 1 temos um CLP que controla uma resistência de aquecimento para manter a temperatura de um tanque em um determinado valor.

Exemplo 1

PROGRAM ControleTemperatura VAR     TempDesejada: REAL := 70.0;   // Temperatura desejada em graus Celsius     TempAtual: REAL := 25.0;      // Temperatura atual em graus Celsius     PotenciaAquecimento: REAL;    // Potência de aquecimento     Erro: REAL;                   // Erro entre a temperatura desejada e atual     Kp: REAL := 0.5;              // Ganho proporcional do controlador     // Função para calcular a potência de aquecimento com base no erro     FUNCTION CalcularPotenciaAquecimento(Erro: REAL): REAL;     BEGIN         RETURN Kp * Erro;     END_FUNCTION; BEGIN     // Loop principal do programa     WHILE TRUE DO         // Calcular o erro entre a temperatura desejada e atual         Erro := TempDesejada - TempAtual;         // Calcular a potência de aquecimento usando a função         PotenciaAquecimento := CalcularPotenciaAquecimento(Erro);         // Aplicar a potência de aquecimento à resistência (saída física)         // Atualizar a temperatura atual com base no sistema físico (ex: sensor)         // Aguardar um intervalo de tempo (ex: 1 segundo) antes da próxima iteração         DELAY 1 SEC;     END_WHILE; END_PROGRAM.

---

Nesse exemplo, o programa utiliza um loop principal para continuamente calcular a potência de aquecimento necessária com base no erro entre a temperatura desejada e a temperatura atual. A potência de aquecimento calculada é então aplicada à resistência de aquecimento. O programa também espera um intervalo de tempo antes de cada iteração para simular o processo de controle em um ambiente real.

Lista de Instruções (Instruction List – IL)

        É composto por uma série de comandos normalizados que correspondem a funções. Tem semelhanças com a linguagem Assembly.

        O conjunto de instruções expresso na linguagem descritiva 'Se as entradas E00 e E01 estiverem ativas, ative a saída S80' pode ser convertido para a forma de uma lista de instruções como:

[pic 1]

         A E00                 : Contato E00

AND A E01                 : EM SÉRIE Contato E01

           = S80                 : = Acionamento de saída S80

Diagrama Ladder (LD)

        A linguagem Ladder, como mencionado anteriormente, é a forma de programação mais amplamente utilizada e disseminada em Controladores Lógicos Programáveis (PLCs). Ela também é reconhecida como a lógica de diagrama de contatos, devido à sua semelhança com a notação convencional de esquemas elétricos e de painéis de controle com relés.

        Nesse exemplo, vamos supor que temos um PLC controlando uma bomba para manter o nível da água em um reservatório.

[pic 2]

---

        O Diagrama Ladder começa com o primeiro contato [ ], que representa o sensor de nível de água indicando que o reservatório está cheio. Este contato está em série com a bobina para ligar a bomba (primeiro bobina ( )). Isso significa que, quando o reservatório estiver cheio, a bomba será ligada.

...