Instruções comuns de PLC e suas aplicações - Conhecimento

I. Introdução

No campo da automação industrial, os controladores lógicos programáveis (CLPs) tornaram-se dispositivos essenciais para controlar diversos equipamentos mecânicos e processos industriais devido à sua alta confiabilidade e flexibilidade. Ao executar uma série de instruções de controle, os CLPs permitem o controle automatizado e a otimização das linhas de produção. Este artigo fornecerá uma introdução detalhada às instruções de controle CLP comumente usadas, incluindo suas funções básicas, cenários de aplicação e métodos de programação, com o objetivo de servir como referência para engenheiros e pessoal técnico.

II. Visão geral das instruções de controle PLC

As instruções de controle PLC são os elementos fundamentais da linguagem de programação PLC. Eles descrevem como um CLP controla alterações nos sinais de saída com base no status dos sinais de entrada, permitindo assim o controle de equipamentos mecânicos. Classificadas por função, as instruções de controle PLC incluem principalmente os seguintes tipos:

Instruções de operação lógica

Instruções lógicas de entrada e acionamento da bobina (LD, LDI, OUT): Utilizadas para detectar o status dos sinais de entrada e, com base nesse status, controlar a ativação ou desativação das bobinas de saída.
Instruções lógicas seriais e paralelas (AND, ANI, OR, ORI): Usadas para realizar operações lógicas seriais e paralelas em vários sinais de entrada.
Instruções de conexão de bloco de circuito (ANB, ORB): Usadas para combinar vários blocos lógicos em configurações seriais ou paralelas.
Instruções de Inversão de Resultado de Operação Lógica (INV): Utilizadas para inverter o resultado de uma operação lógica.

Instruções do temporizador/contador

Instruções do temporizador: Usadas para gerar um sinal de saída após um intervalo de tempo especificado, implementando funções como controle de atraso e controle periódico.
Instruções do contador: Usadas para contar o número de pulsos de um sinal de entrada; quando a contagem de pulsos atinge um valor definido, um sinal de saída é gerado, implementando funções como controle de contagem.

Instruções de processamento de dados

Instruções de conversão (BCD_I-conversão de código BCD em um número inteiro; I_BCD-conversão de um número inteiro em código BCD, etc.): usadas para converter entre diferentes tipos de dados.
Instruções de operação aritmética (ADD, SUB, MUL, DIV, etc.): Usadas para realizar operações aritméticas como adição, subtração, multiplicação e divisão em dados.
Instruções de comparação (CMP? I para comparação de números inteiros, CMP? D para comparação de números inteiros duplos, etc.): usadas para comparar os valores de dois itens de dados e gerar um sinal de saída com base no resultado da comparação.

Instruções de fluxo de controle

Instruções de controle principal (MC, MCR): Usadas para implementar ramificação de programa e controle de loop.
Instruções de salto (JMP): Usadas para saltar incondicionalmente para outro local do programa para execução.
Instruções de chamada/retorno (CALL, RET): Utilizadas para chamar e retornar de sub-rotinas.

Instruções de entrada/saída

Instruções de entrada (XIC, XIO): Usadas para ler o status dos sinais de entrada.
Instruções de saída (OTE, OTL, OTU): Usadas para controlar o estado ligado/desligado dos sinais de saída.

III. Implementação de programação de instruções comuns de controle PLC

Durante a programação do PLC, as instruções de controle apropriadas devem ser selecionadas com base nos requisitos reais, e o programa deve ser implementado de acordo com padrões de programação específicos. A seguir estão exemplos de programação para algumas instruções de controle comumente usadas:

Implementação de programação de instruções de operação lógica

Por exemplo, para implementar lógica de controle para partida e parada de um motor, você pode usar instruções lógicas AND e de acionamento de bobina (LD, LDI, OUT) juntamente com instruções de circuito serial e paralelo (AND, ANI, OR, ORI). O processo de programação específico é o seguinte:

Quando o botão de partida é pressionado (I0.0 está ativo), use a instrução LD para ler o status do sinal e use a instrução OUT para acionar a saída de partida do motor (Q0.0 está ativo).

Quando o botão de parada é pressionado (I0.1 está ativo), utilize a instrução LDI para ler o estado do sinal, e utilize a instrução AND para conectá-lo em série com a saída de partida do motor, parando assim o motor (Q0.0 está desativado).

Implementação de programação de instruções de temporizador/contador
Por exemplo, para implementar uma lógica de controle de desligamento retardado, instruções de temporizador podem ser usadas. O processo de programação específico é o seguinte:

Quando for necessário um desligamento retardado, inicie o temporizador (TON T0 K10) e defina o tempo de atraso para 10 segundos.

Quando o temporizador atingir o tempo definido (T0.DONE está ativo), use a instrução OUT para acionar a saída de desligamento (Q0.1 está ativo).

Implementação de programação de instruções de processamento de dados

Por exemplo, para implementar uma lógica de controle para leitura e comparação de dados de temperatura, você pode usar instruções de conversão e comparação. O processo de programação específico é o seguinte:

Use o módulo de entrada analógica para ler os dados de temperatura (AIW0) e use uma instrução de conversão para convertê-los para um tipo inteiro (D0).

Use a instrução de comparação (CMP? D) para comparar D0 com um limite de temperatura definido e gerar um sinal de saída (como um sinal de alarme) com base no resultado da comparação.

4. Cenários de aplicação para instruções de controle PLC

As instruções de controle PLC são amplamente utilizadas na área de automação industrial; eles podem implementar várias lógicas de controle complexas e tarefas de automação de acordo com as necessidades reais. A seguir estão aplicações específicas de instruções de controle PLC em diferentes cenários:

Automação Industrial

Controle da linha de produção: Usando instruções de operação lógica e instruções de temporizador/contador, o PLC obtém controle preciso sobre vários equipamentos na linha de produção, como movimentos do robô, partida/parada da correia transportadora e contagem da máquina de embalagem. Através da programação, o PLC garante o funcionamento eficiente e estável da linha de produção.
Controle do Robô: No controle do robô, os PLCs permitem operações automatizadas do robô, controlando parâmetros como sequências de movimento, velocidade e posição. Por exemplo, em processos como soldagem, montagem e pintura, os CLPs podem direcionar os robôs para executar tarefas de acordo com programas predefinidos.

Indústria de energia elétrica

Controle de painéis e gabinetes de distribuição de energia: Na indústria de energia elétrica, os CLPs são usados principalmente para controlar equipamentos como painéis e gabinetes de distribuição de energia, permitindo monitoramento e operação remotos. Através de instruções lógicas e instruções de E/S, os CLPs podem monitorar o status dos equipamentos de energia, controlar sua comutação e operação e melhorar a estabilidade e segurança do sistema de energia.

Transporte

Controle de sinais de trânsito: Usando instruções lógicas e de temporizador, os CLPs controlam a ativação, desativação e comutação de semáforos para permitir o ajuste automático dos semáforos. Isso ajuda a otimizar o fluxo de tráfego e melhorar a eficiência das estradas.
Gerenciamento de praças de pedágio: os PLCs podem controlar equipamentos em praças de pedágio,-como barreiras automáticas e telas-para permitir o reconhecimento e faturamento automáticos de veículos. Isto reduz a taxa de erro associada às operações manuais e melhora a eficiência operacional das praças de pedágio.

Indústria de Proteção Ambiental

Controle de tratamento de águas residuais: PLCs controlam bombas, equipamentos de dosagem de produtos químicos, válvulas e outros dispositivos para automatizar o tratamento de águas residuais. Usando instruções lógicas e de processamento de dados, os PLCs podem monitorar parâmetros de qualidade da água em tempo real, ajustar protocolos de tratamento e garantir que a qualidade do efluente atenda aos padrões.

Indústria Médica

Controle de Equipamentos Médicos: Os PLCs podem ser usados para controlar equipamentos médicos, como mesas de operação e luzes cirúrgicas em salas de cirurgia, bem como leitos hospitalares em quartos de pacientes. Através de instruções lógicas e de entrada/saída, os CLPs garantem a operação precisa e o funcionamento seguro dos equipamentos médicos.
Controle de temperatura e umidade: Em ambientes como salas de cirurgia e laboratórios, os CLPs monitoram os parâmetros ambientais por meio de sensores de temperatura e umidade e mantêm condições adequadas de temperatura e umidade controlando equipamentos de aquecimento, resfriamento, umidificação ou desumidificação.

Automação Predial

Controle de iluminação: Os CLPs podem ser programados para permitir o controle inteligente da iluminação do edifício, como horários programados para ligar/desligar, configurações de cena e ajuste de brilho. Isto ajuda a melhorar a eficiência energética e o conforto dos ocupantes de um edifício.
Controle HVAC: Os PLCs podem monitorar parâmetros internos, como temperatura e umidade, e ajustar automaticamente o status operacional dos sistemas HVAC com base em estratégias de controle predefinidas para alcançar um equilíbrio entre economia de energia e conforto.

Agricultura

Controle de Máquinas Agrícolas: Os CLPs podem controlar a operação automatizada de máquinas agrícolas, como semeadoras e colheitadeiras. Através da programação, os PLCs garantem que as máquinas agrícolas operem ao longo de rotas e velocidades predefinidas, melhorando assim a eficiência da produção agrícola.
Controle de irrigação: os PLCs podem ajustar automaticamente o status operacional e o volume de irrigação do equipamento de irrigação com base em fatores como umidade do solo e condições de crescimento da cultura, permitindo irrigação de precisão e irrigação com economia-de água.

Conforme demonstrado pelos cenários de aplicação descritos acima, as instruções de controle PLC são amplamente utilizadas em vários setores, incluindo automação industrial, indústria de energia, transporte, proteção ambiental, saúde, automação predial e agricultura. Eles fornecem suporte robusto para implementar uma ampla gama de lógica de controle complexa e tarefas de automação.