O que é CLP: Tudo sobre a Programação Ladder.

O que é CLP: Tudo sobre a Programação Ladder.

Quando se trata de automação, certamente um dos primeiros dispositivos que vem à sua mente é o CLP.

Este dispositivo tem sido um dos assuntos mais pedidos em nosso canal Sala da Elétrica. Certamente você já ouviu falar sobre este dispositivo ou até mesmo já trabalhou com ele, mas fique tranquilo, o CLP não é um bicho de 7 cabeças.

Mas o que é o CLP? Porque ele é tão falado entre os eletricistas? Qualquer pessoa pode aprender sobre este assunto?

Sim, este assunto exige um pouco de dedicação e estudo, mas nada que o impeça de aprender sobre ele e aprimorar seus conhecimentos para seus estudos, seus trabalhos ou até mesmo para conseguir a sua promoção no trabalho. Neste artigo vou falar sobre o CLP, vou abordar as principais características sobre este componente.

O que é CLP?

No início dos anos 1970, com a indústria automobilística em alta, surgiram problemas relacionados à produção.

Estes problemas eram relacionados a como fazer carros do mesmo modelo, porém com cores diferentes, ou até mesmo em uma mesma linha com produzir diferentes modelos de veículos.

Este tipo de problema gerava a necessidade de reformulação dos painéis e comandos, e consequentemente gerava um grande trabalho e custo.

Devido a inflexibilidade e complexibilidade dos painéis, foi necessário buscar por novas opções, inovações que facilitassem esse trabalho e tornasse hábil a produção dos automóveis.

Então, uma empresa norte americana desenvolveu um dispositivo de computação que atendia às especificações da indústria automotiva, ou seja, foi criado então o CLP.

Mas como sabemos, o CLP não era uma necessidade somente da indústria automotiva, este dispositivo virou uma necessidade industrial.

O CLP nada mais é do que um Controlador Lógico Programável ou, também conhecido como PLC (Programmable Logic Controller).

Segundo a ABNT, CLP é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com as aplicações industriais.

Para a NEMA (National Electrical Manufacturs Association) o CLP é um aparelho eletrônico digital que utiliza memória programável para armazenar internamente instruções e para implementação de funções específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização contagem aritmética, entre outros.

Estas funções são feitas por meio de módulos de entradas, saídas e um módulo programável.

As partes mais importantes do CLP

Antigamente os CLPs só tinham as entradas e saídas discretas, e isso limitava o controle, fazendo com que fosse possível apenas o controle parcial dos sistemas.

Por esta razão, com o passar dos anos houve a necessidade de melhoria deste dispositivo, então foram criados os módulos de entrada e saída analógica, e desta forma foi possível controlar melhor os processos.

O CLP tem basicamente 3 partes que devem ser consideradas, sendo elas: Entradas, saídas e o dispositivo de programação.

Entradas do CLP

Podemos falar que as entradas do CLP representam a parte sensitiva do CLP, pois são elas que recebem os sinais de entrada do sistema, temos basicamente dois tipos de sinal de entrada, os sinais analógicos e digitais.

As entradas analógicas permitem a medição de sinais analógicos como tensão e corrente.

Este tipode de entrada permite com que o CLP seja sensitível ao processo produtivo, um exemplo é a variação de corrente e/ou tensão que represente um determinado status, por exemplo, a variação de temperatura vinda de um termopar, ou a variação de prssão proveniente de um pressostato, estes dispositivos representam estas variações através da variação de tensão e/ou corrente

As entradas digitais são aquelas que representam somente duas variáveis em seu funcionamento, são aqueles que demonstram apenas dois estados, por exemplo, uma botoeira só pode estar acionada ou não, ou estar ligado ou não, é 0 ou 1, este é um sinal digital.

Outros exemplos de sinal digital são chaves fim de curso, um contato, que pode estar aberto ou fechado.

Saídas do CLP

As saídas do CLP são os receptores de ordem, é a interface com os atuadores, são para as saídas que a CPU envia a informação resultante do processamento do programa executado. O cartão de saídas será responsável por acionar as cargas de acordo com o que foi determinado no programa do CLP.

São considerados componentes de saída os contatores, solenoides, são os componentes que necessitam ter as bobinas acionadas para realizar determinada ação. Assim como as entradas, as saídas também podem ser analógicas ou digitais.

As saídas analógica funcionam de maneira a disponibilizar um sinal variável para um determinado controle ou acionamento, por exemplo, supondo que queira controlar a velocidade de um motor elétrico através do CLP, você precisará de um inversor de frequência certo?

Mas para que o inversor seja sensível a variação desejada, você precisa que este sinal variável venha, neste nosso exemplo, do CLP, é exatamente neste momento que entra a necessidade da saída analógica, você poderá programar o CLP para variar o sinal de saída de maneira a controlar a velocidade desejada no motor através do inversor de frequência.

As saídas digitais, podem ser de dois tipos: a relé ou a transistor, estas, sempre trabalharão de maneira binária, ou seja, com dois únicos estados ógicos (ligado ou desligado), logo, você somente conseguirá realizar o “comando” de ligado ou desligado, acionando por exemplo uma bobina de um relé ou um sinaleiro.

Dispositivo de Programação

Dentro do módulo de programação existem algumas partes como CPU, processador e  dispositivo de programação que fazem com que o CLP funcione, é o computador do CLP, a CPU é a unidade central de processamento, é o cérebro do CLP.

Tem a função de ler os valores lógicos presentes nas entradas, executar as instruções do programa e transferir para as saídas as ordens provenientes dessas instruções, é formada basicamente por duas partes fundamentais: os processadores e as memórias.

O processador tem como função principal a execução do programa realizado pelo usuário.

Entretanto possui também outras tarefas como o gerenciamento da comunicação e execução dos programas de auto-diagnósticos.

Para poder realizar todas estas tarefas, o processador necessita de um programa escrito, denominado sistema operacional, como um computador, e também precisa do programa determinado pelo usuário.

Existem atualmente CLP’s que utilizam mais de um processador, conseguindo assim, dividir tarefas e com isso ganhar maior velocidade de processamento e facilidade de programação.

O dispositivo de programação é o dispositivo através do qual o programa é inserido na memória do processador, eles são bastante utilizados para programação e manutenção de CLP’s em campo.

Qual a diferença entre o CLP e Comandos Elétricos

Os conceitos de comandos elétricos é a base para você compreender como funciona o CLP. Na verdade, a lógica é a mesma, porém a leitura muda um pouco, por exemplo, a lógica ladder (linguagem CLP) nem sempre o contato fechado é realmente fechado, e nem o contato aberto é realmente fechado.

Na lógica de comandos e ladder o contato aberto é representado da seguinte forma:

E o contato fechado nas duas lógicas é representado da seguinte maneira:

E certamente as bobinas tem uma forma de representação também:

Em ladder o sentido de leitura é na horizontal de cima para baixo e na lógica de comandos o sentido de leitura é na vertical de cima para baixo, veja a imagem de comparação:

Esta dica de segurança você precisa entender [OBRIGATÓRIO]

Porém quando se trata de segurança existem algumas exigências e uma dela é que sempre que houver um dispositivo de segurança, com um botão de emergência, ele deve ser representado por um contato fechado no comando.

No CLP funciona da seguinte forma, este botão de emergência estará no cartão de entradas do CLP, e como o S0 é um botão NF, quando o CLP for acionado o contato I0.1 do CLP já vai ficar acionado.

Ou seja, o contato I0.1 do CLP vai receber constantemente uma alimentação em sua entrada como no exemplo:

Então o contato I0.1 do CLP vai entender que esta entrada está ativa, isso faz com que o comportamento na programação seja um pouco diferente do que o esperado.

Então, na lógica ladder se for inserido um contato NF na entrada, o contato laddder or NF e permanecer energizado, então o contato ladder I0.1 vai ficar constantemente aberto, impedindo assim o funcionamento do restante do circuito certo?

Então, para driblar esse comportamento, dentro da lógica ladder, quando se trata de circuitos de segurança, o contato que representa o botão S0 na lógica ladder, neste exemplo é o I0.1, deve ser NA.

Desta forma, quando o botão S0 NF estiver ligado a entrada, o contato I0.1, na linguagem ladder um contato NA, vai permanecer alimentado constantemente e então ficará fechado.

E quando o botão S0, for realmente acionado (NA), o contato I0.1 vai deixar de ser alimentado e então voltará ao seu estado inicial NA.

Lógica comandos contato S0 NF, lógica ladder contato I0.1 fechado (ERRADO)

Lógica comandos contato S0 NF, lógica ladder contato I0.1 aberto (CORRETO)

Por esta razão utilizamos este recurso.

Conexões CLP

Para que o CLP funcione corretamente é necessário fazer a ligação entre as entradas, CLP e saídas.

No cartão de entrada vamos conectar os componentes responsáveis pelos status externos, por exemplo um contato fechado do relé térmico (95 e 96), contato fechado de um botão (S0) (1 e 2) e o contato aberto de um outro botão (S1) (3 e 4). Então vamos conectar os dispositivos de saída, lembrando que raras vezes será possível colocar um contator direto na saída do CLP, por isso, utilizamos um relé de interface para realizar esta conexão.

Então deve-se conectar o CLP ao notebook e então desenvolver a programação. Após desenvolver a programação e carregá-la no CLP então sugiro que sempre seja testado o circuito desenvolvido.

Conclusão

O CLP (controlador lógico programável) foi, sem sombra de dúvidas, uma das criações mais úteis para as indústrias.

Este dispositivo auxilia na produção das grandes empresas como na Schneider por exemplo onde eles utilizam o CLP em sua linha de produção de interruptores.

Existem algumas particularidades no CLP, na linguagem ladder, mas pode-se dizer que os conceitos de Comandos elétricos são essenciais para o bom entendimento da lógica e programação CLP.

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