Controlador programável
A Unidade Central de Processamento (CPU) contém a memória e o sistema de comunicação que instrui o PLC sobre como executar. Portanto, a CPU é o "cérebro" do Controlador Lógico Programável. É também onde o processamento de dados e diagnósticos ocorrem. A unidade de memória fornece um local de armazenamento permanente para armazenar programas sem perder informações quando a máquina é desligada. Você pode selecionar o tamanho da memória de acordo com as tarefas atribuídas ao PLC. O sistema de comunicação permite que a CPU se comunique com outros dispositivos, como dispositivos de E/S, dispositivos de programação e outros sistemas PLC.
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Você também precisa de uma porta de comunicação, um chassi ou rack e um dispositivo de programação, como um computador externo. Dependendo do tipo de PLC, muitos desses componentes são combinados em um dispositivo. Por exemplo, um Módulo Compacto pode ter uma CPU com um certo número de E/Ss e uma porta de comunicação específica. Discutiremos cada componente e as opções disponíveis para cada um.
Entradas e saídas do controlador programável
Os módulos de entrada/saída (I/O) passam as informações necessárias para a CPU e comunicam a tarefa desejada em um loop contínuo. Os dispositivos de entrada e saída podem estar em formato digital ou analógico: dispositivos digitais são valores finitos expressos como valores 1 ou 0, dispositivos analógicos são valores infinitos e medem intervalos de corrente ou tensão. As entradas ou provedores são interruptores, sensores e dispositivos inteligentes em formato analógico ou digital. As saídas podem ser partidas de motor, luzes, válvulas e dispositivos inteligentes. Muitos tipos de módulos de I/O estão disponíveis para obter a configuração correta para executar sua máquina.
Nota adicional: As fontes de alimentação são integradas ao módulo base ou vendidas como componentes separados. As duas faixas de tensão mais comuns disponíveis para PLCs incluem 12-24VDC e 110/220VAC. Certifique-se de que a faixa de tensão selecionada seja suficiente para alimentar a CPU e os módulos de E/S.
Programação PLC
Os PLCs precisam ser programados antes que possam executar e realizar uma determinada tarefa. Esses programas geralmente são escritos usando um dispositivo de programação ou software. O programa é então baixado para a memória ou RAM do Controlador Lógico Programável. Com base no programa escrito, a CPU pode ler as informações fornecidas pelas entradas e instruir o PLC a executar as saídas desejadas. Existem muitas linguagens de programação disponíveis para configurar seu sistema PLC.
De acordo com a IEC 61131, há cinco linguagens de programação padrão disponíveis:
- Diagrama de escada ou lógica de escada (LD)
- Diagrama de Blocos Funcionais (FBD)
- Texto Estruturado (TE)
- Diagrama de funções sequenciais (SFC)
- Lista de Instruções (IL)
Lógica Ladder
A lógica Ladder é a linguagem de programação PLC mais popular. É uma linguagem de programação altamente usada e reconhecida em muitas indústrias de manufatura. Devido ao seu layout visual, é fácil de ler e programar. A lógica Ladder é um programa escrito em símbolos que convertem relés de abertura e fechamento, temporizadores, registradores de deslocamento, contadores e operações matemáticas. Os símbolos escritos transferem o programa do usuário para o sistema PLC.
Operação PLC
Se você quiser entender melhor um sistema PLC, é benéfico entender como um controlador PLC funciona depois de ter escrito um programa e selecionado os módulos de E/S apropriados. Um controlador lógico programável processará as informações fornecidas (entradas), executará instruções de um programa e fornecerá resultados (saídas) com base nas informações fornecidas e na lógica escrita. Depois que o usuário tiver determinado as entradas e saídas, o PLC operará em um ciclo repetitivo.
As quatro etapas básicas da operação do CLP são:
- Digitalização de entrada - detecta o status dos dispositivos de entrada conectados ao PLC
- Programa Scan - executa um programa criado pelo usuário
- Output Scan - opera todos os dispositivos de saída conectados ao PLC
- Limpeza - comunica-se com outros dispositivos e executa diagnósticos
Tipos de PLCs
PLC unitário
Um PLC unitário, também conhecido como PLC compacto ou integrado, é o tipo mais simples de controlador PLC e é adequado para processos simples. Um único PLC terá um certo número de pontos de E/S e uma CPU integrada com portas de conexão. Normalmente, você pode conectar esses controladores diretamente ao dispositivo ou aplicativo relevante.
CLPs modulares
PLCs modulares, também conhecidos como montáveis em rack, oferecem maior flexibilidade. Você ainda precisa de um módulo básico que inclua sua CPU, entradas e fontes de alimentação. No entanto, você pode personalizar seu PLC adicionando módulos de E/S adicionais, onde você pode basicamente enlouquecer e adicionar quantos módulos seu PLC permitir. Você pode até mesmo conectar um conversor de sinal analógico para digital.
Como escolher o tipo de CLP que preciso?
Agora que você entende os componentes básicos de um PLC e os tipos disponíveis, você pode estar se perguntando como restringir suas escolhas. A primeira coisa a considerar é se você está implementando um novo sistema ou adicionando a um existente. Se for um novo sistema, você tem uma ampla gama de opções. No entanto, se já houver um sistema em vigor, você precisará cumprir com os requisitos desse sistema.
Aqui estão 6 perguntas que você deve fazer a si mesmo ao comprar um Controlador Lógico Programável:
1. Você está implementando este CLP em um sistema novo ou existente?
2. Em que tipo de ambiente o CLP residirá?
3. Que tipo e quantos pontos de E/S seu sistema requer?
4. Quão complexo é o processo que você deseja controlar?
5. Como seu CLP se comunicará com outras redes, sistemas ou dispositivos de campo?
6. Qual linguagem de programação você usará para controlar os processos do CLP?
PLCs avançam
Os PLCs estão em todos os lugares, em lugares que nunca poderíamos imaginar, como semáforos. Os controladores PLC existem há mais de 50 anos e continuarão existindo, mas com o surgimento do "Big Data", integração de robótica e computação em nuvem, os PLCs terão que se adaptar a essas novas mudanças, pois a fabricação continua a se tornar mais rápida e eficiente. mais rápida e eficiente.
No futuro, os PLCs terão que se tornar mais robustos para suportar mudanças climáticas extremas, operar remotamente sem a necessidade de presença humana e se comunicar com sensores por meio da Internet Industrial das Coisas (IIoT) para coletar e analisar as escolhas de dados necessárias para fazer produtos melhores. Como todas as indústrias exigem segurança cibernética, os PLCs devem ser equipados com níveis mais altos de segurança.
Espero que você tenha uma nova apreciação por PLCs. Definitivamente é melhor do que tentar gerenciar centenas de relés eletromecânicos. Convencido do valor que PLCs podem trazer para seus processos? Se você ainda tiver dúvidas sobre PLCs, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco.