Leia qualquer relatório sobre o futuro das operações e da fabricação de plantas, e há apenas um consenso: a automação irá revolucionar praticamente todas as áreas e processos, incluindo comunicações de equipamentos, manutenção e reparo, e produção.
Até o momento, a única área de fabricação que parece não ter sido afetada pela aquisição da automação são os controladores lógicos programáveis, ou PLCs. Há uma razão pela qual o mercado global de PLCs está em US$ 16 bilhões por ano e crescendo 9,2% ao ano. Seu design robusto, baixo custo e simplicidade diante da integração complexa os tornaram uma parte essencial da fabricação.
Sem PLCs, muitas organizações não seriam capazes de suportar a implementação de novas tecnologias de controle. Por enquanto, PLCs continuam sendo uma parte integral da transformação digital prometida pela Indústria 4.0.
O que um CLP foi projetado para fazer?
CLP significa "Controlador Lógico Programável" e é tanto uma combinação de unidades quanto um modelo teórico para controlar módulos de entrada e saída. O CLP deve incluir quatro componentes básicos para ser um sistema completo:
- Módulo CPU:Este é o processador central e a memória necessária para armazenar informações e executar tarefas. Todos os cálculos e processamentos de dados são feitos recebendo entradas e gerando saídas.
- Fonte de energia:Todos os módulos de um CLP dependem da fonte de alimentação. Os CLPs são projetados para receber energia CA e convertê-la em energia CC.
- Dispositivos de programação:PLCs exigem software de programação que introduza lógica de controle no sistema. O usuário pode então criar, transferir e fazer alterações temporariamente dentro do software PLC.
- Módulos de entrada/saída:Essas unidades são uma parte importante do sistema PLC. Módulos de entrada e saída coletam dados de sensores e atuadores, os alimentam no sistema PLC e então geram informações legíveis. Esses módulos podem ser digitais ou analógicos.
O fato de a unidade ou sistema ser programável é uma grande melhoria em relação ao manuseio anterior do controle de tarefas. Esta também é uma fonte de vantagem competitiva para PLCs: os técnicos não precisam alterar a fiação ao alternar entre tarefas ou aplicativos. Em vez disso, eles podem simplesmente reprogramar o dispositivo.
Um PLC consiste em um processador que realiza operações de controle com base em dados fornecidos por módulos de entrada e saída. A lógica de controle que gerencia o sistema PLC é primeiro desenvolvida e então transferida para o sistema PLC.
A maneira mais fácil de visualizar um PLC é imaginar um computador com um microprocessador, mas sem teclado, mouse ou monitor. Sua ampla gama de usos industriais frequentemente significa que esse sistema fisicamente robusto pode suportar ambientes muito severos.
Os recursos funcionais de um PLC podem incluir temporizadores e contadores, dispositivos de medição e sensores para parâmetros como vibração, pressão, temperatura e fluxo. Embora algumas indústrias tenham tarefas e aplicações únicas, os PLCs geralmente desempenham as seguintes funções:
- Comutação de relé
- Contagem, cálculo e comparação de valores analógicos
- Modificação da lógica de controle no menor tempo possível
- Resposta rápida a mudanças nos parâmetros do processo (a resposta pode ser programada)
- Monitoramento e controle ao longo do tempo para aumentar a confiabilidade geral do sistema de controle (intervenção manual necessária)
- Solução de problemas cada vez mais simples e eficaz ao longo do tempo
- Integração perfeita com computadores HMI (Interface Homem-Máquina)
Quando construídos corretamente, as empresas podem utilizar PLCs e usá-los em uma ampla gama de aplicações em vários setores. O que você pode não perceber é que passamos a depender de PLCs para que as tecnologias mais comuns e cotidianas funcionem corretamente. Padarias, máquinas de lavar, elevadores e até mesmo semáforos estão entre as muitas aplicações civis que exigem controle de PLC e coleta de dados para regular tarefas.
Por que as empresas de manufatura usam CLPs?
Em 2019 (e além), os PLCs continuarão a brilhar devido à sua simplicidade e flexibilidade inerentes. Eles são poderosos o suficiente para se adaptar a uma ampla gama de ambientes e tarefas, mas simples o suficiente para que até mesmo técnicos sem conhecimento de programação ou script possam dominá-los rapidamente.
Certos recursos específicos dos PLCs os tornam a primeira escolha para indústrias que dependem desses sistemas. Petróleo e gás, serviços públicos de água, fabricação de alimentos e bebidas e uso em obras públicas são apenas alguns exemplos de indústrias que dependem das oportunidades oferecidas pelos PLCs.
1) Os CLPs são fáceis de programar
Quando alguém apregoa a flexibilidade dos sistemas PLC como um benefício, está falando sobre como esses sistemas podem ser programados por indivíduos com o mais desleixado nível de conhecimento.
Isso significa que os técnicos podem usá-los tão facilmente quanto os consumidores. Você também pode expandir um sistema PLC programando-o para seguir um conjunto de instruções se certas condições forem verdadeiras.
Com uma ampla gama de usos em todos os setores, os funcionários de cada empresa terão seus próprios conjuntos de habilidades. Ao usar PLCs, a simplicidade da lógica de controle de programação em seu sistema significa que você não precisa de alguém versado nas nuances da linguagem de computador para reescrever um programa quando uma tarefa ou aplicativo muda.
2) Os PLCs podem fornecer um ambiente de programação unificado
Os CLPs são o método preferido para controlar, medir e executar tarefas em aplicações industriais e de fabricação complexas porque funcionam bem com outros sistemas. Os CLPs funcionam bem com PCs, PACs (controladores de automação programáveis), dispositivos de controle de movimento e IHMs.
No entanto, para ser eficaz, um ambiente unificado precisa ser bem planejado e não deve ser muito difícil para o usuário operar. No entanto, PLCs localizados em ambientes de programação maiores permitem que usuários com um nível básico de conhecimento acessem múltiplas funções que podem se comunicar entre si, fornecer dados uns aos outros e executar tarefas complexas.
3) O PLC coleta dados confiáveis
O número de entradas que você define no sistema PLC é determinado pelo usuário. Isso significa que não há limite para o número de fontes de dados e a quantidade de dados que podem fluir. Dispositivos de medição, sensores e controles de movimento podem adquirir vários parâmetros, então cabe ao usuário decidir como esses dados são coletados e como as saídas são exibidas.
4) Os CLPs podem ser usados para manutenção preditiva
Como os PLCs de hoje são equipados com mais memória e poder de processamento, eles podem ser programados para executar tarefas complexas e exigentes. Uma dessas tarefas é a manutenção preditiva. O poder da manutenção preditiva, especialmente no início da Indústria 4.0, não pode ser superestimado.
Na fábrica conectada, que é uma das características da quarta revolução industrial, uma máquina pode ser conectada e responsável pela operação de vários outros processos. Como resultado, a manutenção preditiva pode aumentar significativamente a eficiência e reduzir a frequência de tempo de inatividade e eventos catastróficos.
A manutenção preditiva começa com a manutenção preventiva. Se um equipamento específico atingir um limite predeterminado, um sensor desliga, informando aos técnicos que o equipamento precisa ser reparado ou substituído. Relatórios suficientes desses são coletados como pontos de dados para comunicar ao sistema quais fatores preveem desgaste ou problemas iminentes. O PLC irá interagir com o SCADA para exibir cronogramas de manutenção ou permitir flexibilidade na configuração de novas regras de manutenção.
Conclusão
Os PLCs estão agora mais do que nunca provando seu valor, à medida que empresas industriais de manufatura e baseadas em plantas adotam a transformação digital necessária para seus nichos de mercado. Sua facilidade de uso e simplicidade fundamentais os tornam uma solução flexível e familiar diante da crescente complexidade.
Profissionais preferem sistemas PLC ao usar outros aplicativos de IoT ou ao trabalhar com sistemas de controle como SCADA. Como um sistema de controle lógico, PLCs são bem adequados para tendências da Indústria 4.0 que exigem previsão de dados, previsão de estado de erro, descoberta de correlação entre dois ou mais fluxos de dados PLC independentes e otimização do sistema.
A posição crítica e o papel do PLC também exigem que ele permaneça totalmente funcional o tempo todo. Fabricantes e empresas de plantas podem adotar as melhores práticas para garantir que esses componentes principais estejam sempre funcionando perfeitamente.