5 - Controladores Lógico Programáveis

1. História

1.1. Evolução da Automação

1.2. Início marcado pela utilização de dispositivos eletromecânicos do tipo a relés e contadores

1.3. Com o advento dos dispositivos microprocessados, vieram os Controladores Lógicos Programáveis (CLP)

1.4. Surgiu em 1968, devido à grande dificuldade de mudar a lógica de controle dos painéis de comando na linha de montagem. Tais mudanças implicavam altos gastos de tempo e dinheiro

1.4.1. CLP é um aparelho digital que usa memória programável para armazenar instruções que implementam funções como: lógica, sequenciamento, temporização, contagem e operações aritméticas, para controlar através de módulos de entrada e saída (digital e analógica) diversos tipos de máquinas e processos

1.5. Criados por solicitação de David Emmett e William Stone da General Motors

1.6. Caracteristicas Solicitadas

1.6.1. Ser facilmente programado e reprogramado

1.6.2. Ser de fácil manutenção

1.6.3. maior confiabilidade que os painéis de relés

1.6.4. Ser fisicamente menor que os sistemas de relés

1.6.5. Ter condições de ser interligado a um sistema central de coleta de dados

1.6.6. Ter um preço competitivo com os relés e demais sistemas usados até então

1.7. Richard Morley

1.8. Decada de 80 -Evolução dos Microprocessadores

1.9. Relês X CLP

1.9.1. Relês tem Função Especifica

1.9.2. Dimensão Reduzida

1.9.3. Custo Reduzido

1.9.4. Comparação

2. Evolução

2.1. 1º Geração

2.1.1. Assembly

2.1.2. Conhecimento de Eletrônica

2.1.3. Equipe altamente qualificada

2.1.4. Programação na Construção do CPL

2.1.5. Texto

2.1.5.1. Os CLP’s de primeira geração se caracterizam pela programação intimamente ligada ao hardware do equipamento. A linguagem utilizada era o Assembly que variava de acordo com o processador utilizado no projeto do CLP, ou seja, para poder programar era necessário conhecer a eletrônica do projeto do CLP. Assim a tarefa de programação era desenvolvida por uma equipe técnica altamente qualificada, gravando-se o programa em memória EPROM, sendo realizada normalmente no laboratório junto com a construção do CLP.

2.2. 2º Geração

2.2.1. Primeiras Linguagens de Programação

2.2.2. Compilação

2.2.3. Terminais de Programação

2.2.4. Texto

2.2.4.1. Aparecem as primeiras “Linguagens de Programação” não tão dependentes do hardware do equipamento, possíveis pela inclusão de um “Programa Monitor” no CLP, o qual converte ( no jargão técnico ,Compila), as instruções do programa , verifica o estado das entradas, compara com as instruções do programa do usuário e altera o estados das saídas. Os Terminais de Programação (ou Maletas, como eram conhecidas) eram na verdade Programadores de Memória EPROM. As memórias depois de programadas eram colocadas no CLP para que o programa do usuário fosse executado.

2.3. 3º Geração

2.3.1. Programação Local

2.3.2. Debug

2.3.3. Sistemas Modulares

2.3.4. Texto

2.3.4.1. Os CLP’s passam a ter uma Entrada de Programação, onde um Teclado ou Programador Portátil é conectado, podendo alterar, apagar, gravar o programa do usuário, além de realizar testes (Debug) no equipamento e no programa. A estrutura física também sofre alterações sendo a tendência para os Sistemas Modulares com Bastidores ou Racks.

2.4. 4º Geração

2.4.1. Entrada Serial

2.4.2. Uso de PC

2.4.3. Softwares de programação

2.4.4. Texto

2.4.4.1. Com a popularização e a diminuição dos preços dos microcomputadores (normalmente clones do IBM PC), os CLP’s passaram a incluir uma entrada para a comunicação serial. Com o auxílio dos microcomputadores a tarefa de programação passou a ser realizada nestes. As vantagens eram a utilização de várias representações das linguagens, possibilidade de simulações e testes, treinamento e ajuda por parte do software de programação, possibilidade de armazenamento de vários programas no micro, etc.

2.5. 5º Geração

2.5.1. Padronização

2.5.2. Redes de Comunicação

2.5.3. Inter Operabilidade

2.5.4. Texto

2.5.4.1. Atualmente existe uma preocupação em padronizar protocolos de comunicação para os CLP’s, de modo a proporcionar que o equipamento de um fabricante “converse” com o equipamento outro fabricante, não só CLP’s, como Controladores de Processos, Sistemas Supervisórios, Redes Internas de Comunicação e etc., proporcionando uma integração afim de facilitar a automação, gerenciamento e desenvolvimento de plantas industriais mais flexíveis e normalizadas, fruto da chamada Globalização. Existe uma Fundação Mundial para o estabelecimento de normas e protocolos de comunicação.

3. Principais Fabricantes

3.1. KlocnerMoeller-WEG

3.2. Autos -Aromat

3.3. Atos -Siemens

3.4. Allen Bradley

4. Vantagens e Desvantagens

4.1. Vantagens

4.1.1. Tamanho

4.1.1.1. Comparação

4.1.2. Ocupam menos espaço;

4.1.3. Requerem menor potência elétrica;

4.1.4. Podem ser reutilizados;

4.1.5. São programáveis, permitindo alterar os parâmetros de controle;

4.1.6. Têm maior confiabilidade;

4.1.7. Sua manutenção é mais fácil;

4.1.8. Oferecem maior flexibilidade;

4.1.9. Permitem maior rapidez na elaboração do projeto do sistema

4.2. Desvantagens

4.2.1. Alto Custo

4.2.2. Tecnologia Proprietária

4.2.3. Arquitetura fechada

5. Classificação

5.1. Capacidade E/S

5.1.1. Nano e Micro

5.1.1.1. 16 pontos de E/S; módulo único; 512 passos de memória

5.1.2. Médio Porte

5.1.2.1. até 256 pontos de E/S, digitais e analógicos; módulo único; até 2048 passos de memória.

5.1.3. Grande Porte

5.1.3.1. quantidade de pontos de E/S escalável; construção modular ou em racks, apresentam uma ou mais CPU’s; quantidade de memória escalável.

5.2. Micro-Médio-Grande

5.2.1. Imagem

5.3. Outros Critérios

5.3.1. Também é possível a classificação por custo, tamanho da memória, tamanho físico e aplicação

6. Panorama Atual

6.1. OPC (Object Linked and embedding for Process Control) - Microsoft

6.1.1. Criado em 1995

6.1.2. Microsoft

6.1.3. Windows

6.1.4. OPC Classic

6.1.5. Rápida Aceitação

6.1.6. Limitado ao Windows

6.2. OPC-UA

6.2.1. Criado em 2008

6.2.2. Unified Architecture

6.2.3. Qualquer Sistema Operacional

6.2.4. OPC Foundation

6.2.5. Industria 4.0

6.3. Aplicações

6.3.1. Máquinas industriais (operatrizes, injetoras, têxteis, calçados)

6.3.2. Equipamentos industriais para processos (siderurgia, papel e celulose, petroquímica, química, alimentação, mineração, etc.)

6.3.3. Equipamentos para controle de energia (demanda, fator de carga)

6.3.4. Controle de processos com realização de sinalização, e controle Proporcional, Integral e Derivativo

6.3.5. Aquisição de dados de supervisão em fábricas, prédios inteligentes, Bancadas de teste automático de componentes industriais

6.3.6. Cada vez mais comum em eletrodomésticos veículos, etc

7. Para o Futuro

7.1. Tendencias

7.1.1. Aumento do poder de processamento

7.1.2. Barateamento

7.1.3. Massificação das aplicações

7.1.4. Descentralização na indústria

7.1.5. Utilização dos CLP em campos não industriais

7.1.6. Aplicação não só em processos, mas também em produtos

7.2. Industria 4.0

7.2.1. Caracteristicas

7.2.1.1. O que é?

7.2.1.2. Sistemas Físico-Digitais

7.2.1.3. Fabricas inteligentes

7.2.1.4. Convergência

7.2.1.5. Decisões descentralizadas

7.2.1.6. Estruturas Modulares

7.2.2. Pilares

7.2.2.1. Computação em Nuvem

7.2.2.2. Internet das coisas

7.2.2.3. Big Data

7.2.2.3.1. Data WereHouse

7.2.2.3.2. DataMining

7.2.2.3.3. ERP

7.2.2.3.4. Analytics

7.2.2.4. Drones

7.2.3. Mais um pouco

7.2.3.1. Como vai ser?

7.2.3.2. E o meu emprego?

7.3. Internet das Coisas