CLP completo de automação industrial
Soluções
Os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) são um dos principais dispositivos da automação industrial e uma aplicação chave que permite que as fábricas operem de maneira automatizada. Os CLPs são tipicamente sistemas modulares compostos por múltiplos módulos, projetados especificamente para controle lógico, controle sequencial, controle de temporização, controle de contagem e outras operações. Este artigo apresentará a aplicação de CLPs em automação industrial, bem como as soluções relacionadas desenvolvidas pela ST (STMicroelectronics) especificamente para aplicações de CLP.
Controlando a operação de equipamentos de automação industrial através de controle lógico
Os PLCs são amplamente utilizados em vários sistemas de automação. Tomando a unidade de controle (comumente chamada de unidade de processamento central, CPU) e vários módulos de entrada/saída ou outros módulos funcionais (módulos de expansão) como exemplos, a unidade de controle se comunica com os módulos de expansão por meio de um barramento dedicado (normalmente um barramento-específico do cliente conhecido como interface de backplane). A unidade de controle opera de forma cíclica e troca dados regularmente com os módulos de expansão. Módulos de entrada/saída estabelecem interfaces/conexões com o lado de processamento da planta, fornecendo informações sobre diversas variáveis físicas detectadas por sensores de um lado e possibilitando a interação com processos automatizados acionando diferentes atuadores do outro lado. Cada módulo deve ser integrado em um sistema automatizado completo para fornecer conectividade para vários fieldbuses e redes Ethernet industriais.
As principais funções dos CLPs na automação industrial incluem o controle lógico, que envolve o controle da operação de equipamentos com base em programas lógicos pré{0}}programados. Por exemplo, os CLPs podem determinar se uma máquina deve ser iniciada ou parada com base nas entradas dos sensores. Em termos de controle sequencial, os CLPs podem executar operações em uma ordem específica em linhas de produção automatizadas para garantir que cada processo seja concluído no prazo.
Além disso, os temporizadores e contadores internos nos CLPs podem ser usados para controle preciso de tempo e contagem de materiais. Os CLPs modernos também apresentam recursos de entrada/saída analógica, permitindo-lhes processar sinais analógicos, como temperatura e pressão. Os CLPs podem se comunicar com outros dispositivos através de vários protocolos de comunicação para facilitar o monitoramento e controle remotos, e podem detectar e diagnosticar falhas do sistema, retomando automaticamente a operação quando possível.
Os PLCs podem controlar a operação coordenada de vários tipos de equipamentos automatizados
Os PLCs são amplamente utilizados em linhas de produção automatizadas para controlar a operação coordenada de vários tipos de equipamentos, melhorando assim a eficiência da produção. Em indústrias como química e de alimentos e bebidas, os PLCs podem ser usados para controlar vários parâmetros no processo de produção, como temperatura, pressão e nível de líquido. Além disso, os PLCs podem ser usados para controlar a operação de equipamentos mecânicos, como máquinas-ferramentas CNC e máquinas de embalagem, para garantir sua operação precisa.
Os PLCs também podem ser aplicados na automação predial para controlar ar condicionado, iluminação, sistemas de segurança e muito mais. Em sistemas de tratamento de água e tratamento de águas residuais, os PLCs podem ser usados para controlar bombas, válvulas e outros equipamentos para obter operação automatizada. Em sistemas de gerenciamento de energia, os CLPs podem ser usados para monitorar e controlar a distribuição e o consumo de energia para obter efeitos-de economia de energia. A flexibilidade e confiabilidade dos CLPs fazem deles um componente indispensável na automação industrial, capaz de se adaptar a diversos requisitos complexos de controle.
Em aplicações fieldbus e Ethernet industrial, a tecnologia de comunicação com fio é amplamente utilizada na Indústria 4.0 e em aplicações industriais de IoT. Essa tecnologia está evoluindo continuamente, fazendo a transição de barramentos de campo tradicionais para barramentos baseados em Ethernet-para conectar interfaces homem-máquina (IHMs), controladores lógicos programáveis, máquinas, E/S, drives, atuadores e sensores.
As interfaces homem-máquina nos ajudam a controlar equipamentos de maneira eficaz e a tomar decisões com base no feedback da máquina. Essas interfaces podem ser telas simples montadas diretamente em máquinas para automação de fábrica ou painéis de exibição multi{2}toque usados para controlar linhas de produção inteiras. Além disso, para alcançar a Indústria 4.0, os CLPs podem utilizar redes de comunicação IO{5}}Link (IEC 61131-9) para conexões de dados bidirecionais-ponto a ponto (até o nível do atuador e do sensor), suportando pré-processamento de dados, ajuste de parâmetros do sensor e diagnósticos avançados.
Na aplicação de módulos de E/S digital, os módulos de entrada/saída (E/S) coletam dados de dispositivos de entrada (incluindo proximidade, pressão, sensores de temperatura e botões) e controlam atuadores como válvulas, relés e luminárias (dispositivos de saída). Esses módulos podem ser adicionados a gabinetes de controle PLC ou integrados em equipamentos de fabricação dentro de uma fábrica.
Em um CLP, a unidade de controle CLP é o principal componente para processar dados de dispositivos de entrada e controlar saídas. Ele pode ser integrado a módulos de E/S para fornecer a funcionalidade necessária. A unidade de controle PLC também suporta conexões com vários fieldbuses (incluindo PROFIBUS, Modbus e CANopen), Ethernet industrial (como Profinet e EtherCAT), tecnologias sem fio e barramentos de backplane conectados ao sistema.
