7 - Funcionamento do CLP

1. Ciclo de Varredura

1.1. Funcionamento do CLP

1.2. Ciclo de Varredura

1.3. Inicialização

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

1.3.2. Verifica a configuração interna e compara com os circuitos instalados;

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

1.3.4. Desativa todas as saídas;

1.3.5. Verifica a existência de um programa de usuário;

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

1.4. Verificar o estado das entradas

1.4.1. O CLP lê o estado 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 microssegundos (Scan time).

1.5. Transferir os dados para a memória

1.5.1. 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.

1.6. Comparar com o programa do usuário

1.6.1. 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.

1.7. Atualizar as saídas

1.7.1. O CLP escreve o valor contido na Memória das Saídas, atualizando as interfaces ou módulos de saída.

2. Componentes

2.1. Componentes

2.2. Fonte de Alimentação

2.2.1. A fonte de alimentação do CLP converte a tensão alternada da rede elétrica para uma tensão contínua, ou seja, converte a tensão da rede de 110 ou 220 VCA em +5VCC, +12VCC ou +24VCC para alimentar os circuitos eletrônicos, as entradas e as saídas.

2.3. Unidade de Processamento - CPU

2.3.1. 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

2.3.2. Caracteristicas

2.3.2.1. Microprocessadores ou Microcontroladores de 8 ou 16 bits

2.3.2.2. Endereçamento de memória de até 1 Megabyte

2.3.2.3. Velocidades de CLOCK variando de 4 a 30 MHZ

2.3.2.4. Manipulação de dados decimais, octais e hexadecimais

2.4. Bateria

2.4.1. 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

2.5. Memória

2.5.1. A memória é a parte de um CLP que armazena dados, instruções e programa de controle, e sua medida é expressa geralmente em valores Kb

2.5.2. Medidas de Memórias

2.5.3. Bit X Bite X Word

2.5.4. Quanto Memória é necessária

2.5.4.1. O número de pontos de E/S utilizados

2.5.4.2. O tamanho do programa de controle

2.5.4.3. A necessidade de coleta de dados

2.5.4.4. A necessidade de funções de supervisão

2.5.4.5. A expansão futura

2.5.5. Tipos de Memorias

2.5.5.1. RAM

2.5.5.1.1. Random Access Memory

2.5.5.1.2. Memória Volatil usada para executar aplicações depois que a maquina ja esta ligada,e cujas as informações são perdidas depois do desligamento da maquina

2.5.5.2. ROM

2.5.5.2.1. Read Only Memory

2.5.5.2.2. Memoria localizada no chip responsável pela inicialização da maquina e não perde o seu conteudo quando a maquina é desligada

2.5.5.2.3. Tipos de Memória ROM

2.5.6. Memórias do CLP

2.5.6.1. Memória do programa supervisor

2.5.6.1.1. O programa supervisor é responsável pelo gerenciamento de todas as atividades do CLP

2.5.6.1.2. Não pode ser modificado pelo usuário

2.5.6.1.3. memórias do tipo PROM, EPROM, EEPROM

2.5.6.1.4. funciona de maneira similar ao Sistema Operacional dos microcomputadores

2.5.6.2. Memória do usuário

2.5.6.2.1. É a memória que armazena o programa do usuário

2.5.6.2.2. Constituída por memórias do tipo RAM, EEPROM ou FLASH-EPROM

2.5.6.3. Memória de dados

2.5.6.3.1. É a região de memória destinada a armazenar os dados do programa do usuário

2.5.6.3.2. Estes dados são valores de temporizadores, valores de contadores, códigos de erro, senhas de acesso, etc.

2.5.6.3.3. São normalmente partes da memória RAM do CLP

2.5.6.4. Memória imagem das entradas e saídas

2.5.6.4.1. Sempre que a CPU executa um ciclo de leitura das entradas ou executa uma modificação nas saídas, ela armazena o estado de cada uma das entradas ou saídas

2.5.6.4.2. funciona como uma espécie de “tabela” onde a CPU irá obter informações das entradas ou saídas para tomar as decisões durante o processamento do programa do usuário

2.6. Circuitos Auxiliares

2.6.1. São circuitos responsáveis para atuar em casos de falha do CLP

2.6.2. Tipos

2.6.2.1. Power On Reset

2.6.2.1.1. desliga todas as saídas assim que o equipamento é ligado, isso evita que possíveis danos venham a acontecer

2.6.2.2. Power Down

2.6.2.2.1. Monitora a tensão de alimentação salvando o conteúdo das memórias antes que alguma queda de energia possa acontecer

2.6.2.3. Wacth Dog Timer

2.6.2.3.1. evita que o programa entre em “loop” no caso de falha do microprocessador

2.7. Terminal de Programação

2.7.1. utilizado para inserir o programa na memória do processador

2.7.2. Tambem usado para monitorar o funcionamento do CLP

2.7.3. Tipos

2.7.3.1. Portatil

2.7.3.1.1. Terminal de programação Portatil

2.7.3.1.2. Solução integrada

2.7.3.1.3. Chão de Fabrica

2.7.3.2. PC

2.7.3.2.1. PC

2.7.3.2.2. Mais Utilizado

2.7.3.2.3. Software Especifico

2.7.3.2.4. Serial, Paralelo ou Ethernet

2.8. Módulos de Entrada e Saída

2.8.1. Fixa

2.8.1.1. E/S Fixa

2.8.1.2. típica dos CLP’s de menor porte

2.8.1.3. incorporada no equipamento sem separação

2.8.1.4. O processador e a E/S são montados juntos, e os terminais de E/S terão um número fixo de conexões embutidas para as entradas e saídas

2.8.1.5. Baixo Custo

2.8.1.6. falta de flexibilidade

2.8.1.7. se uma parte da unidade apresentar um defeito, será necessária a substituição da unidade toda

2.8.2. Modular

2.8.2.1. E/S Modular

2.8.2.2. dividida por compartimentos cujos módulos podem ser plugados separadamente

2.8.2.3. aumenta de maneira significativa suas opções e a flexibilidade da unidade

2.8.2.4. Os módulos são plugados no rack e estabelecem uma conexão com uma série de contatos, localizada na parte de trás do rack, chamada de painel traseiro ou placa-mãe

2.9. Módulos ou Interfaces de Entrada

2.9.1. As entradas são as interfaces que permitem ao CLP receber informações sobre o processo

2.9.2. onde entram os sinais provenientes de botoeiras, contatos de relés, sensores, encoders, etc

2.9.3. Tipos

2.9.3.1. Entradas Digitais

2.9.3.1.1. Entrada Digital

2.9.3.1.2. São aquelas que recebem sinais discretos

2.9.3.1.3. só possuem dois valores 1 e 0

2.9.3.2. Entradas Analógicas

2.9.3.2.1. Entradas Analógicas

2.9.3.2.2. recebem sinais contínuos

2.9.3.2.3. podem assumir qualquer valor entre o mínimo e o máximo valor de trabalho da entrada

2.10. Módulos ou Interfaces de Saída

2.10.1. As saídas são as interfaces através das quais o CPL pode alimentar uma carga

2.10.2. Tipos

2.10.2.1. Saídas Digitais

2.10.2.1.1. Saidas Digitais

2.10.2.1.2. São aquelas que só oferecem dois valores, 0 e 1.

2.10.2.1.3. podem ser ligadas lâmpadas, solenoides de contatores, solenoides de eletroválvulas, etc

2.10.2.2. Saídas Analógicas

2.10.2.2.1. Saida Analógica

2.10.2.2.2. São as interfaces através das quais o CPL pode variar continuamente no tempo a tensão ou a corrente sobre uma carga

2.10.2.2.3. Um bom exemplo é um motor CC que varia a rotação conforme varia a tensão sobre o induzido

2.11. CLP E/S