Introdução ao estudo do Controlador Lógico Programável (CLP)

O CLP é um equipamento eletrônico programável que é utilizado para controlar máquinas e processos industriais. Também é conhecido por PLC que é a sigla para “Programmable Logic Controller”. O CLP possui “hardware” e “software”.

O “Hardware” é a parte física formada pelos componentes e circuitos eletrônicos. O “Software” é composto pelos programas que fazem o CLP funcionar e fica armazenado nas memórias eletrônicas do CLP.

CLP SIEMENS MODELO SIMATIC S7-1200

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Constituição do CLP

As três partes principais do CLP são: módulos de entrada, módulos de saída e a CPU.

Esquema representando as três partes principais do CLP

As entradas do CLP servem para monitorar tudo que acontece na máquina ou processo. É por meio das entradas que o CLP fica “sabendo” que um botão foi pressionado, ou que um sensor foi ativado. 

As saídas do CLP geram os sinais elétricos para os acionamentos de relés, válvulas, lâmpadas, geração de alarmes e outros. É por meio das saídas que o CLP faz o controle do processo ou da máquina.

Unidade Central de processamento (CPU)

A CPU é o “cérebro” da máquina, contém o processador e as memórias onde os programas ficam armazenados. O programa é composto pelas instruções que determinam o que CLP deverá fazer. Se o CLP não for programado, ele não será capaz de executar as ações. 

Fonte de Alimentação

A fonte de alimentação converte a tensão alternada (127 V ou 220 V) da rede elétrica para a tensão de alimentação dos circuitos eletrônicos internos, como exemplos: + 5VCC para o microprocessador, memórias e circuitos auxiliares; +/-12VCC para a comunicação com o programador ou computador. A fonte também pode fornecer tensão para alimentação das entradas e saídas do CLP (24VCC). Em alguns modelos de CLP, a fonte de alimentação é separada dos demais módulos.

Bateria

Alguns modelos de CLP possuem uma bateria que serve para reter informações e programas no caso de falta de energia elétrica.

TIPOS DE ENTRADAS E SAÍDAS DO CLP

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            Entradas Digitais

As entradas digitais aceitam somente dois níveis de tensão. O nível Lógico baixo ou nível “0” ocorre quando a tensão na entrada é igual a zero. O nível Lógico alto ou nível “1” ocorre quando a entrada está energizada, normalmente com 24 VDC. Nas entradas digitais podemos ligar botões, fim de curso, sensores de proximidade, termostatos, etc.

·         Entradas Analógicas:

As entradas analógicas podem receber tensão e corrente elétrica dentro de uma faixa pré-estabelecida. O mais comum são entradas que recebem tensão na faixa de 0 a 10V DC ou corrente na faixa de 4 a 20mA.  Também existem entradas específicas para receber sinais de sensores de temperatura, como termopares ou PT100. É por meio das entradas analógicas que podemos monitorar grandezas como temperatura, pressão, nível, vazão, e outras.

·         Saídas digitais

As saídas digitais são utilizadas para enviar energia para outros componentes. É através das saídas digitais que podemos gerar o sinal de comando para partida de motores, abertura de válvulas, avanço e recuo de pistões, etc. Somente aceitam uma das possibilidades a seguir:

Nível Lógico baixo ou nível “0”: ocorre quando a tensão na saída é igual a zero.

Nível Lógico alto ou nível “1”: ocorre quando a saída está energizada, normalmente com 24 VDC.

·         Saídas analógicas

As saídas analógicas disponibilizam tensão ou corrente elétrica dentro de uma faixa pré-estabelecida. As faixas mais comuns são de tensão de 0 a 10V DC ou corrente na faixa de 4 a 20mA.

Exemplos de utilização das saídas analógicas:

A saída analógica de 4 a 20mA pode ser utilizada para controlar a abertura de uma válvula proporcional (de 0 a 100%). A saída analógica de 0 a 10V DC pode enviar sinal para um inversor de frequência variar a velocidade de um motor.