FUNCIONAMENTO DO CLP

1. INTRODUÇÃO

O CLP é um equipamento utilizado para aperfeiçoar sistemas de automação residencial, predial ou industrial. Com um CLP é possível criar diversas soluções em sistemas de automação industrial, visando reduzir custos com materiais elétricos industriais, como por exemplo: relês, temporizadores, contadores, etc, e ainda diminuir o tempo na execução e montagem de painéis elétricos. O CLP tem sido de grande ajuda em diversas áreas da indústria em geral. Os existentes são utilizados para automatizar máquinas industriais com a finalidade de aperfeiçoar seus processos, além de promover a segurança de operadores de máquinas.

1.1 INTRODUÇÃO CONCEITUAL – HISTÓRICO

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 mudar a lógica de controla de painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam em altos gastos de tempo e dinheiro. Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia as necessidades de muitos usuários de circuitos à reles, 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, o que justifica hoje (junho /1998) um mercado mundial estimado em 4 bilhões de dólares anuais. Desde o seu aparecimento, até hoje, muita coisa evoluiu nos controladores lógicos, como a variedade de tipos de entradas e saídas, o aumento da velocidade de processamento, a inclusão de blocos lógicos complexos para tratamento das entradas e saídas e principalmente o modo de programação e a interface com o usuário.

2. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

INICIALIZAÇÃO:

No momento em que é ligado o CLP executa uma série de operações pré - programadas, gravadas em seu Programa Monitor:

- Verifica o funcionamento eletrônico da CPU, memórias e circuitos auxiliares;

- Verifica a configuração interna e compara com os circuitos instalados;

- Verifica o estado das chaves principais (RUN / STOP, PROG, etc.);

- Desativa todas as saídas;

- Verifica a existência de um programa de usuário;

- Emite um aviso de erro caso algum dos itens acima falhe.

VERIFICAR ESTADO DAS ENTRADAS:

O CLP lê os estados de cada uma das entradas, verificando se alguma foi acionada. O processo de leitura recebe o nome de Ciclo de Varredura (Scan) e normalmente é de alguns micro - segundos (scan time).

TRANSFERIR PARA A MEMÓRIA:

Após o Ciclo de Varredura, o CLP armazena os resultados obtidos em uma região de memória chamada de Memória Imagem das Entradas e Saídas. Ela recebe este nome por ser um espelho do estado das entradas e saídas. Esta memória será consultada pelo CLP no decorrer do processamento do programa do usuário.

COMPARAR COM O PROGRAMA DO USUÁRIO:

O CLP ao executar o programa do usuário, após consultar a Memória Imagem das Entradas, atualiza o estado da Memória Imagem das Saídas, de acordo com as instruções definidas pelo usuário em seu programa.

ATUALIZAR O ESTADO DAS SAÍDAS:

O CLP escreve o valor contido na Memória das Saídas, atualizando as interfaces ou módulos de saída. Inicia - se então, um novo ciclo de varredura.

2.1 ESTRUTURA INTERNA DO CLP

O CLP é um sistema microprocessado, ou seja, constituí - se de um microprocessador (ou microcontrolador), um Programa Monitor, uma Memória de Programa, uma Memória de Dados, uma ou mais Interfaces de Entrada, uma ou mais Interfaces de Saída e Circuitos Auxiliares.

DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS ITENS

FONTE DE ALIMENTAÇÃO:

A Fonte de Alimentação tem normalmente as seguintes funções básicas:- Converter a tensão da rede elétrica (110 ou 220 VCA) para a tensão de alimentação dos circuitos eletrônicos, (+ 5VCC para o microprocessador, memórias e circuitos auxiliares e +/- 12 VCC para a comunicação com o programador ou computador);

- Manter a carga da bateria, nos sistemas que utilizam relógio em tempo real e Memória do tipo RAM;

- Fornecer tensão para alimentação das entradas e saídas (12 ou 24 VCC).

UNIDADE DE PROCESSAMENTO:

Também chamada de CPU É responsável pelo funcionamento lógico de todos os circuitos. Nos CLP's modulares a CPU está em uma placa (ou módulo) separada das demais, podendo - se achar combinações de CPU e Fonte de Alimentação. Nos CLP's de menor porte a CPU e os demais circuitos estão todos em único módulo. As características mais comuns são:

- Microprocessadores ou Microcontroladores de 8 ou 16 bits (INTEL 80xx, MOTOROLA 68xx, ZILOG Z80xx, PIC 16xx);

- Endereçamento de memória de até 1 Mega Byte;

- Velocidades de CLOCK variando de 4 a 30 MHZ;

- Manipulação de dados decimais, octais e hexadecimais.

BATERIA:

As baterias são usadas nos CLP's para manter o circuito do Relógio em Tempo Real, reter parâmetros ou programas (em memórias do tipo RAM), mesmo em caso de corte de energia, guardar configurações de equipamentos etc. Normalmente são utilizadas baterias recarregáveis do tipo Ni - Ca ou Li. Nestes casos, incorporam se circuitos carregadores.

2.1.1 CIRCUITOS AUXILIARES:

São circuitos responsáveis para atuar em casos de falha do CLP. Alguns deles são:

- POWER ON RESET: Quando se energiza um equipamento eletrônico digital, não é possível prever o estado lógico dos circuitos internos. Para que não ocorra um acionamento indevido de uma saída, que pode causar um acidente existe um circuito