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O que é um CLP ou PLC ?

CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP OU PLC

Os Controladores Lógicos Programáveis - CLP - são um microcomputador de propósito específico dedicado para o controle de processos. Os CLP's foram desenvolvidos para o controle de sistemas com entradas e saídas binárias (de dois estados apenas: ligado - desligado, alto - baixo, etc.); porém, hoje têm adquirido muitas outras funções com alta confiabilidade, como é o caso de tratamento de sinais analógicos, controle contínuo multivariáveis, controle de posição de alta precisão, etc. Os CLP's nasceram para substituir reles na implementação de intertravamentos e controle seqüencial se especializando no tratamento de variáveis digitais. Algumas características mais relevantes dos CLP's são:

  • ? Caráter modular dos CLP's: permite adequar o controlador para qualquer aplicação, já que o projetista especifica só o número e tipos de módulos que precisa de acordo com o número de entradas, saídas e outras funções, que requer o processo a ser controlado, se adequando o controlador à aplicação;
  • ? Flexibilidade dada pela programação: pode ser aplicado a qualquer tipo de processo e facilmente mudadas as funções através do programa, sem mexer na instalação;
  • ? Comunicação: cada fabricante possui redes de comunicação proprietárias e possibilidades para comunicação com outros CLP's ou componentes como inversores de freqüência, o que possibilita a distribuição de tarefas de controle e a centralização 6 das informações através de computadores onde rodam aplicativos de supervisão. Diversos meios físicos são possíveis: fios trançados, fibras ópticas ou ondas de rádio;
  • ? Redundância: quando o sistema assim o requer, são fornecidos módulos e CPU's (Unidade Central de Processamento) redundantes (com mais de uma CPU) que garantem uma altíssima confiabilidade de operação até nos processos mais exigentes.

As linguagens de programação desenvolvidos para eles são fundamentalmente representados de três formas:

  • - Redes de contatos: similar aos esquemas elétricos de relês e contatores;
  • - Blocos funcionais: similares aos esquemas elétricos de circuitos digitais (AND, OR, XOR, etc.);
  • - Lista de instrução mnemônicas: similares aos programas escritos em assembler.

Os CLP's nasceram para substituir relês na implementação de intertravamentos e controle seqüencial, se especializando no tratamento de variáveis digitais. É caracterizado por:

  • - Fornecimento via projeto de integração;
  • - Sistema divido em diversas CPU's de CLP's a fim de obter melhor performance em aplicações críticas.

Redundância proporcionada pela duplicação de cartões de I/O (entrada / saída), fontes e CPU's;

  • - Redes de comunicação antes proprietárias, agora buscam obedecer a padrões internacionais. Uso recente de fibras óticas;
  • - Total liberdade de escolha de parceiros de equipamentos e engenharia;
  • - Programação do supervisório independente da programação do CLP;
  • - As variáveis devem ser definidas duas vezes: na base de dados do SCADA e no programa do CLP;
  • - Tecnologia em geral aberta;
  • - Muito eficiente no tratamento de variáveis discretas com poder e flexibilidade crescentes no tratamento de variáveis analógicas;
  • - Hardware e software padrões de mercado;
  • - Custos globais baixos quando comparado a SDCD - Sistemas Distribuídos para Controle Digital.

INTERFACE HOMEM-MÁQUINA

Embora existam diversas tecnologias de controle, deve existir o interfaceamento entre o controle com o comando, proporcionando uma melhor integração do homem com a maquina. Para esta finalidade, utilizou-se com freqüência anunciadores de alarmes, sinaleiros chaves seletoras botoeiras, etc..., que nos permitiam comandar ou visualizar estados definidos com ligado e desligado, alto ou baixo, temperatura elevada ou normal, mas não nos permitia visualizar os valores de alto, quanto alto, ou normal quão normal. Surgiram então os “displays” e chaves digitais ("thumbweel switchs"). Os “displays” nos permitiam visualizar os valores das variáveis do processo, bem como mudar parâmetros pré definidos, como por exemplo, temporizações através das chaves digitais. No entanto, este tipo de interface trazia dois problemas claros, o primeiro a dimensão da superfície do painel, que por muitas vezes necessitava de ser ampliada, somente para alojar tantos botões, ou informações que eram necessárias. Com o desenvolvimento das interfaces homem-máquina – IHM

  • - com visores alfanuméricos, teclados de funções e 7 comunicação via serial com o dispositivo de controle, o qual muitas vezes era um computador pessoal – PC
  • - estas traziam consigo os seguintes benefícios:
  • - Economia de fiação e acessórios, pois a comunicação com o CP seria serial com um ou dois pares de fio transados, economizando vários pontos de entrada ou saída do CP, e a fiação deste com os sinaleiros e botões.
  • - Redução da mão-de-obra para montagem, pois ao invés de vários dispositivos, agora seria montado apenas a IHM.
  • - Diminuição das dimensões físicas do painel - Aumento da capacidade de comando e controle, pois a IHM pode ajudar em algumas funções o CP, com por exemplo massa de memória para armazenar dados, etc.
  • - Maior flexibilidade frente a alterações no campo.
  • - Operação amigável
  • - Fácil programação e manutenção.

A evolução seguinte foi a utilização de interfaces gráficas ao invés de alfanuméricas. Quando utilizadas, as interfaces gráficas, em alguns casos mais simples substituem os sistemas supervisórios, ou quando usadas em sistemas de controle, integradas a sistemas supervisórios, estas além das funções das IHM’s alfanuméricas já citadas, executam também funções de visualização que aliviam o sistema supervisório para que a performance das funções de supervisão, alarme, tendências, controle estatístico de processo entre outras possa ser elevada. Logo, os softwares que tem a finalidade de servir como uma Interface Homem Maquina, não tem a finalidade de controlar nenhuma parte da maquina ou processo, ou seja, se ocorrer qualquer problema durante a sua execução, não prejudicará a automação da máquina ou processo. Normalmente estes softwares apresentam facilidades de configuração, mas estão limitados em segurança de dados, comunicação em rede, comunicação remota, controles de processo, etc. Os softwares que possuem as mesmas funções dos softwares IHM, além de poderem efetuar controle, distribuir informações entres estações via rede com performance e segurança, etc., são os softwares do tipo “sistema de controle e aquisição de dados”- SCADA.

Estes softwares normalmente são mais robustos e confiáveis para aplicações de grandes porte e para aplicações distribuídas em varias estações. Uma tipo de IHM é o indicador de alta frequência modelo 2300, fabricado pela Gefran Brasil. A FIG. 1 apresenta a fotografia deste componente. Algumas de suas especificações técnicas:

  • - Dimensão: 96mm x 48mm por 152mm de profundidade;
  • - Tecnologia: microprocessador de 16 bits;
  • - Entradas: duas entradas analógicas 0...10V, 4...20mA;
  • - Faixa de indicação: -1999...+9999;
  • - Resolução: 4.000 steps;
  • - Comunicação serial: RS485 – 4fios;
  • - Tempo de aquisição: 2ms. 

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