Introdução às Funções 9º ano: Diagrama de flexas, Valor numérico de uma funçã...
Automacao clp
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A AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
A automação industrial se verifica sempre que novas técnicas de controle são
introduzidas num processo. Associado ao aumento de produtividade, como fator preponderante
do aumento da qualidade de vida por meio do poder de compra adquirido pela sociedade. Torna-
se o maior poder gerado de riquezas que jamais existiu. Segundo alguns autores, “as técnicas de
produção e a produtividade do trabalho são o fator preponderante do poder de compra”.
Pode-se dizer que automação industrial é oferecer e gerenciar soluções, pois ela sai do
nível de chão de fabrica para voltar seu foco para o gerenciamento da informação. Apesar da
diferença sutil entre os termos, é importante salientar a existência de dois termos muito
difundidos popularmente: automatização e automação.
O termo automatização se difundiu desde a construção das primeiras máquinas e se
consolidou com a revolução industrial e, portanto, automatização está indissoluvelmente ligada
à sugestão de movimento automático, repetitivo, mecânico e é sinônimo de mecanização,
portanto reproduz ação. Caso se entenda que tal mecanização implica somente em uma ação
cega, sem correção, tem-se um sistema no qual a saída independe da entrada, ou seja, não existe
uma relação entre o valor desejado para um sistema e o valor recebido por este, por meio da
variável responsável por sua atuação. Diz-se que esse tipo de controle se dá por malha aberta.
Neste caso, o sistema terá sempre o mesmo comportamento esperado, pois ele, é determinado
por leis físicas indissoluvelmente associadas ao hardware utilizado. Hardware que pode ser da
natureza mecânica, elétrica, térmica, hidráulica, eletrônica ou outra.
A automação é um conceito e um conjunto de técnicas por meio das quais se constroem
sistemas ativos capazes de atuar com uma eficiência ótima pelo uso de informações recebidas do
meio sobre o qual atuam. Com base nas informações, o sistema calcula a ação corretiva mais
apropriada para a execução da ação e esta é uma característica de sistemas em malha fechada,
conhecidos como sistemas de realimentação, ou seja: aquele que mantém uma relação expressa
entre o valor de saída em relação ao da entrada de referencia do processo. Essa relação
entrada/saída serve para corrigir eventuais valores na saída que estejam fora dos valores
desejados. Para tanto, são utilizados controladores que, por meio da execução algorítmica de um
programa ou circuito eletrônico, comparam o valor atual com o valor desejado, efetuando o
cálculo para ajuste e correção. O valor desejado também é conhecido da literatura inglese como
setpoint.
Na automação, prevê-se o uso extensivo dos mesmos conceitos associados à
automatização. Entretanto, o nível de flexibilidade imputado ao sistema é bem mais elevado pelo
fato de estar indissoluvelmente associado ao conceito de software. Tal recurso provê, a um
sistema dotado de automação, a fim de, intencionalmente, produzir-se uma gama diferenciada de
resultados.
Embora se esteja associando o conceito de um controle de malha aberta ao de malha
fechada por meio dos termos automatização e automação, respectivamente, o termo
automatização também é empregado para situações em que a saída depende da entrada por meio
de uma realimentação em sua malha de controle, uma vez que máquinas da época apresentavam,
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mesmo de forma primária, um controle em malha fechada, revelando ser possuidoras de
um sistema de controle inteligente”.
Apesar de sutil diferença entre os termos, confundidos até por importantes autores na
área, em ambos os casos o sistema deverá seguir as leis básicas da cibernética (ciência que
estuda e estabelece a teoria geral de sistemas). Uma delas é que todo sistema dotado de retroação
e controle implica na presença de três componentes básicos, cuja principal característica é a
realimentação das informações requeridas para o seu controle, conforme ilustra a malha de
realimentação da figura abaixo.
Processo
Atuador Sensor
Processo
Controlador
Sensor é definido como sendo um dispositivo sensível a um fenômeno físico, tais como:
temperatura, umidade, luz, pressão, entre outros. Por meio desta sensibilidade, os sensores
enviam um sinal, que pode ser um simples abrir e fechar de contatos, para os dispositivos de
medição e controle. Ou, caso exista a necessidade de medir um grandeza elétrica (como por
exemplo: corrente) a partir de um fenômeno físico qualquer envolvendo grandezas físicas que
não sejam de natureza elétrica, tem-se , conceitualmente, a necessidade de utilizar um
transdutor, que se caracteriza por um dispositivo capaz de responder ao fenômeno físico, ou
estímulo, de forma a converter sua magnitude em um sinal elétrico conhecido, proporcional à
amplitude desse estímulo. Os transdutores também são conhecidos como conversores de sinais.
Os atuadores são dispositivos a serem acionados para executarem uma determinada
força de deslocamento ou outra ação física, definida pelo sistema controlador por meio de uma
ação de controle (maneira pela qual o controlador produz o sinal de controle). Podem ser
magnéticos, hidráulicos, pneumáticos, elétricos ou de acionamento misto. Como exemplo, tem-
se: válvulas e cilindros pneumáticos, válvulas proporcionais, motores, aquecedores, entre outros.
Num sistema automatizado, para que se possa calcular e implementar um tipo de
controlador dedicado, é preciso modelar matematicamente o processo, conhecendo-se, portanto,
toda sua planta. Por meio de critérios de estabilidade conhecidos da teoria “clássica de controle”,
obtêm-se os parâmetros necessários para o correto projeto desse controlador, em que será
possível obter uma efetiva ação de controle. Neste trabalho, porém, o controle abordado será do
tipo discreto, portanto o controlador que se está preconizando é o controlador lógico
programável, a ser visto em detalhes posteriormente.
Muitas das aplicações existentes destinadas ao controle de processos se mostram
insatisfatórias, pois dentro de um curto período de tempo, existe a necessidade de amostrar o
sinal a ser controlado e de obter uma alta velocidade de resposta. Basta um atraso na
realimentação do sistema e os novos dados irão gerar uma solução de controle baseada em
valores passados. O problema será tão maior quanto for o seu atraso. Seu estudo e determinação
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são feitos pela análise dinâmica do processo. Tais problemas existem e são geralmente
encontrados em sistemas de controle em tempo real.
A MALDIÇÃO DO EMPREGO DA MÁQUINA
A grande questão que deve ser abordada, com muito cuidado, é a velha falácia de que a
automação é sinônimo de desemprego. Com a pretensão de mostrar algumas facetas dessa
polêmica frase, sem correr o risco de que vire mais um fetiche, é preciso uma contextualização
histórica.
Desde 1767, quando Hargreaves construiu uma máquina de fiar que substituía o
trabalho que era executado pelo equivalente a 100 homens, e mais tarde, quando Arkwright
inventou o tear mecânico (movido pela força da água), calculava-se haver, na Inglaterra,
aproximadamente 7900 pessoas empregadas na produção de tecidos de algodão. Todas elas
preocupadas com a dificuldade futura de encontrar emprego. Em apenas 25 anos, o número de
pessoas que estavam trabalhando em fiação e tecelagem de algodão era aproximadamente
320.000, um aumento de quase 4.000%.
O que se verificou neste caso foi um aumento da produção, proporcionado pela
possibilidade de se produzir em série, com máquinas automatizadas que revolucionaram o
paradigma industrial da época.
Em 1870 e 1880, a marinha mercante inglesa aumentou seu movimento para cerca de
22.000.000 de toneladas, só em carregamentos para o exterior e descargas, entretanto, o número
de homens empregados na realização desse grande movimento diminuiu em 1880, quando
comparado ao de 1870. Isto ocorreu motivado pela introdução de máquinas de içar a vapor e
elevadores de grãos e cereais.
Verifica-se. neste caso uma aparente diminuição da mão-de-obra, porém outros
empregos foram criados, quando da fabricação dessas máquinas de içar a vapor e de tais
elevadores, além da possibilidade de redução dos custos portuários da época. Refletindo assim,
no preço operacional final dos produtos que por ali passavam.
Além do que, a potência, que já estava sendo produzida pelas máquinas a vapor
existentes no mundo. e em operação no ano de 1887, foi calculada pelo departamento de
estatística, em Berlim, como o equivalente à 200.000.000 cavalos, o equivalente a 1.000.000.000
de homens, ou, pelo menos, três vezes a população ativa da Terra.
Na depressão de 1932, começou-se novamente a lançar à máquina a culpa pelo
desemprego.
Por outro lado, a preocupação em criar empregos, em Houston, Texas, por volta de
1941, era tanta, que mestres-encanadores e o sindicato concordaram em que canos pré-fabricados
para a instalação só seriam instalados pelos membros do sindicato, somente se a rosca de uma
das extremidade do cano fosse cortada, para que se pudesse acrescentar uma nova rosca, no local
da instalação. Em várias outras cidades, o sindicato dos eletricistas exigia que, se qualquer luz ou
força temporária tivesse que ser usada numa construção, deveria ser mantido na obra um
eletricista, com tempo integral, ao qual não deixam o operário sem seu emprego.
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A primeira dama norte-americana, Sra. Eleanor Roosevelt, em 1945, escreveu
numa coluna de jornal sindicalizado: “chegamos, hoje, a um ponto em que os processos para
economizar mão-de-obra só são bons quando não deixam o operário sem seu emprego”.
Nos Estados Unidos, em 1961, líderes sindicais e funcionários do governo falavam
solenemente da “automação” como a principal causa do desemprego. Esse processo tecnológico
contínuo e irreversível foi debatido como se fosse alguma coisa inteiramente nova no mundo.
Neste avanço tecnológico alguns inventos apenas aperfeiçoam seus materiais, tornando
sua aplicabilidade mais confiável e de mais qualidade como é o caso do plástico, vidro, madeira
e o aço. Outros, como o avião, realizam operações que a mão-de-obra direta não poderia realizar
e são possíveis graças ao nível de automação que se tem atualmente. E a grande maioria delas
acabam criando novas profissões, gerando diversas ocupações decorrentes de seu impacto social
tecnológico, como é o caso dos televisores, computadores e o telefone.
As novas profissões surgem também do hibridismo de duas ou mais ocupações como,
por exemplo, as oriundas da mecatrônica, biotecnologia, bioengenharia, entre outras. E algumas
profissões encontram-se em extinção como é o caso do datilógrafo, sapateiro, torneiro mecânico,
linotipista (compositor manual de textos de jornais, livros e revistas). Algumas passam por
transformações bem acentuadas como é o caso do agrônomo, do médico, do engenheiro e do
costureiro.
Como não poderia deixar de ser diferente, no Brasil, o setor de automação se constitui
um mercado emergente. O setor conta com fornecedores nacionais e internacionais de todas as
linhas de produtos para o controle de processos nos mais diferentes níveis. Como a informação
se constitui um processo rápido de atualização e o acesso a ela é feito de forma global e imediata,
como, por exemplo: o acesso disponível pela rede mundial de computadores – a Internet, o
Brasil conta com o que há de mais moderno nessa área, apresentando soluções sofisticadas e de
última geração, estando representado pelas principais empresas do setor mundial.
Estima-se que a taxa de faturamento e crescimento desse mercado gira em torno de
15%, caso persista o crescimento econômico dado pela estabilização da economia brasileira
neste final de século. O mercado potencial brasileiro para este setor, em 1998, segundo a
ABINEE – Associação Brasileira da Indústria Elétrica Eletrônica, vais ser US$ 1,6 bilhões,
devendo ultrapassar o milênio com um mercado aberto, seguindo a taxa estimulada, no valor de
US$ 1,8 bilhões.
Observe o gráfico da figura abaixo mostrando o faturamento bruto das principais
empresas do setor até 1997, dados coletados no 8o Congresso e Exposição Internacional de
Automação.
Faturamento Bruto US$ milhões
700
600
630
500
540
400
530
300 500
200 450
100 370
0
93 94 95 96 97 98(*)
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Segundo os dados do Ministério do Trabalho, no Brasil, entre 1990 e 1997, houve
uma redução de mais de 2 milhões d empregos formais dentre os quais, os empregos de
atividades relacionadas à automação contribuíram de maneira substancial. É clara que esta
situação deve ser analisada juntamente com o contexto sócio-econômico global, em que fortes
crises internacionais também contribuíram para que esses números fossem expressivos.
Em linhas gerais, pairam atualmente sobre a sociedade questões de cunho filosófico
cujas respostas não são imediatas e nem triviais. Entre elas:
Por que automatizar
Trata-se de um processo de evolução tecnológica irreversível;
Valorização do ser humano em sua liberação na execução de tarefas entediantes
e repetitivas, ou mesmo em situações de trabalho insalubres e de riscos;
Aumento da qualidade de vida de toda uma sociedade, promovendo seu conforto e
maior integração;
Maior enriquecimento pelo menor custo do produto (pela baixo manutenção, ou
pela rapidez e precisão na execução de tarefas) ou pelo aumento de produtividade
(num curto período de tempo);
Uma questão de sobrevivência e forte apelo de marketing, dentro de um mercado
altamente competitivo;
Criação de empregos diretos e indiretos, além de novos empregos relacionados
com a manutenção, desenvolvimento e supervisão de sistemas;
Busca pela qualidade do produto e a satisfação do cliente.
Por que não automatizar
Por ser um processo irreversível, torna-o imprevisível, cujas as consequências só
poderão ser avaliadas no futuro;
Pelo fato de existir um profissional cada vez mais qualificado para o exercícios
dessas funções, vem impondo uma política de emprego de afunilamento;
À medida que a população passa a crescer desordenadamente, aumentam as
desigualdades sociais, provocando um limite de instabilidade;
Como toda tecnologia nova, pode trazer sérios riscos ao setor de produção;
Devido ao mercado globalizado, somente os grandes grupos de empresas
possuem acesso rápido e fácil a toda essa nova tecnologia;
Diminuição imediata de emprego disponível;
Na busca pela qualidade , deixa de se valorizar o artesão para se apostar nas
grandes produções, tornando o homem cada vez mais dependente
tecnologicamente.
Perfil para o profissional do século XXI
Conhecimento técnico especializado e profundo dos produtos comercializados
pela empresa para obter uma maior compreensão do contexto econômico em que
a empresa atua;
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Capacidade de análise de mercado, avaliando a concorrência de modo a
poder medir com segurança o grau de satisfação de seus clientes;
Visão ampla com capacidade de adaptação em outras áreas da empresa,
possuindo a característica flexível da empregabilidade;
Disciplina e automotivação;
Disposição para aprender, desenvolver suas próprias habilidades;
Fazer bom uso do tempo, organizá-lo, priorizá-lo e equilibrá-lo;
Ser honesto, trabalhador e ético.
A sociedade ativa da revolução industrial era formada por operários, homens executores
de tarefas repetitivas, dentro de uma concepção mecênica, tornando-se escravos da máquina. Na
sociedade atual, verifica-se um trabalhador portador do conhecimento, executor de si mesmo,
dentro de uma concepção digna, estão descobrindo uma nova relação de produção, inserida à
revolução científica e técnica do novo significado do trabalho.
“O objetivo econômico de qualquer indivíduo, como o de qualquer nação, é o de obter
os melhores resultados com um mínimo de esforço; este, talvez, seja o fetiche do pleno
emprego”.
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LÓGICA COMBINACIONAL
Quando se pretende medir uma determinada grandeza a ser observada, a instrumentação
eletrônica proporciona dispositivos que se caracterizam por serem digitais, uma vez que seus
mostradores são a display, e outros, por serem analógicos, pelo fato de seus mostradores serem
representados por meio de ponteiros ou formas de onda.
Na verdade, mesmo que este ou aquele equipamento esteja sendo classificado, por
exemplo, como do tipo digital, não se pode esquecer que internamente ele pode estar
manipulando sinais analógicos ( um transistor operando como amplificador), assim como
manipulando sinais digitais ( um transistor operando como chave).
Portanto, diz-se que, mesmo que um dispositivo seja do tipo digital ou analógico, ele
opera internamente com um sistema misto digital/analógico).
SINAIS ANALÓGICOS E DIGITAIS
Muitas são as vantagens dos circuitos digitais em relação aos analógicos, mas para
entender tais primazias, faz-se necessárias a compreensão de suas diferenças.
Sinais Analógicos
Um sinal é dito analógico quando varia continuamente no tempo, também chamado de
sinal de tempo contínuo. Essa variação contínua estabelece a marcação de infinitos valores
dentro de um intervalo qualquer, como representado na figura abaixo. Com isto, qualquer
instrumento que indique variáveis por meio de ponteiros ou formas de ondas são exemplos de
dispositivos analógicos, tais quais; velocidade de automóvel, relógios de ponteiros, entre outros.
Sinal de tempo contínuo Sinal de tempo discreto
Sinais Digitais
Um sinal é dito digital quando varia bruscamente no tempo, também chamado de sinal
de tempo discreto. Essa variação discreta estabelece a marcação de uma quantidade finita de
valore dentro de um intervalo qualquer, como representado na figura acima. Com isto, qualquer
instrumento que indique variáveis por meios de números ou dígitos são exemplos de dispositivos
digitais, tais quais: calculadora eletrônica, relógio com saída tipo display, entre outros.
Os circuitos digitais operam informações com base no processo de tomada de decisões em dois
níveis: nível alto e nível baixo, também chamados de nível lógico 1 (um) e nível lógico 0 (zero)
respectivamente. Cada nível estabelece um valor de tensão, dependendo da tecnologia digital
empregada (CMOS, TTL, entre outras). Sendo assim, enquanto os circuitos analógicos operam
por meio do sistema decimal de unidades, o digital opera pelo sistema binário.
Muita são as vantagens dos circuitos digitais por operarem por meio de valores discretos de
tensão, em relação aos circuitos analógicos. Imaginem se existisse um sinal digital de “base
10”,no qual dez níveis de tensão seriam processados para representar os algarismos de 0 a 9.
Uma pequena variação da fonte e tudo estaria descontrolado. Um 9 poderia, repentinamente, se
8. 8
tornar um 8, e vice-versa. Quanto maior o número de variáveis envolvidas na representação
de uma grandeza, menor sua estabilidade.
Com a presença ou ausência de tensão, mesmo com variações de tensão (ruídos internos
– produzidos por chaves, externos – produzidos por flutuações da rede), os circuitos podem ainda
facilmente diferenciar entre a presença e a ausência numa boa margem de valores, e o 0 continua
sendo 0, assim como 0o 1 continua representando o mesmo nível lógico.
Diz-se que os circuitos digitais são mais precisos e mais exatos que as técnicas
analógicas, pois além de serem menos afetados por ruídos, são menos
susceptíveis à mudança nos parâmetro elétricos.
Em função de os circuitos digitais poderem atuas segundo uma determinada faixa de
tensão, para o reconhecimento e um determinado nível lógico, seus projetos são mais baratos que
os analógicos, uma vez que os digitais empregam essencialmente circuitos de chamamento
(transistores, resistores e diodos) fundamentalmente) e os analógicos se utilizam de dispositivos
mais robustos (capacitores, indutores, resistores de precisão, transformadores), sendo menos
adequados para a integração de componentes.
Os projetos que incluem as técnicas digitais são menos complexos e mais
adequados quanto à integração dos componentes.
Como conseqüência do exposto, os circuitos digitais são mais velozes na realização de
operações lógicas e aritmética, eliminam a possibilidade de correção de erros de transmissão ou
recepção, além de serem mais simples e mais baratos.
SISTEMAS NUMÉRICOS
Os sistemas numéricos foram criados pelos homens para representara quantidade
relacionada às sua observações. Tais sistemas foram desenvolvidos por meio de símbolos,
caracteres e do estabelecimento de regras para a sua representação gráfica. O número de
caracteres que define um sistema é chamado de base ou raiz do sistema, representado pela letra
“r”. A correta notação, para se representar a base que identifica um símbolo qualquer, faz-se
colocando-a como subscrito à direita do caractere menos significativo do valor que está sendo
identificado, como por exemplo: 1610 que representa o algarismo dezesseis na base 10. Os
sistemas abordados ao longo deste estudo são:
Decimal Sistema de base 10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9);
Binário Sistema de base 2 (0,1);
Octal Sistema de base 8 (0,12,3,4,5,6,7);
Hexadecimal Sistema d base 16 (01,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F).
Observe que as seis primeiras letras maiúsculas do alfabeto representam os
caracteres, equivalentes aos decimais 10,11,12,13,14 e 15 do sistema de base 16.
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Decimal
O sistema decimal é representado por dez símbolos, que são os caracteres de 0 a 9.
Quando, por exemplo, necessitar efetuar um valor numérico de 127,33 volts, acaba-se de
registrar cento e vinte e sete vírgula trinta e três unidades de tensão. Cada caracter possui um
valor referente à posição que ele ocupa em relação aos demais , ou seja, essa notação é chamada
de notação posicional do valor observado. Os caracteres têm maior significação no sentido da
direita para a esquerda do número. Neste caso, o algarismo 1, à esquerda, é o mais significativo e
o 3, mais à direita, o menos significativo. No caso da base ser decimal, esse índice pode ser
omitido.
Qualquer sistema representado em sua forma posicional pode ser decomposto numa
forma polinomial, como um somatório de potências de mesma base igual à raiz desse sistema.
Exemplo
435,2610 = 400 + 30 + 5 + 0,2 + 0,06
= 4 x 102 + 3 x x 101 + 5 x 100 + 2 x 10-1 +6 x 10-2
Binário
O sistema binário é representado por dois símbolos que são os caracteres 0 e 1. Uma
representação posicional no sistema binário pode ser desenvolvida numa forma polinomial que
envolve um somatório de potência de 2. Veja o exemplo abaixo.
10112 = 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 1 x 20
Caso se efetue o somatório dos valores anotados no exemplo anterior, obter-se-ia o
valor 11 (onze) no sistema decimal.
Qualquer algarismo ou dígito de número binário é denominado “bit” (binary digit).
11101110112 ⇒ 9 bits.
1 byte está associado à combinação de números binários de o bits.
1 niblle ou tétrada está associado à combinação de números de 4 bits.
1 word está associada à combinação de 16 bits.
1 double-word, a 32 bits.
O caractere 1 mais á esquerda corresponde ao caractere mais significativo, ou seja:
most-significative-bit, e é denominado MSB. O caractere 1 mais à direita corresponde ao menos
significativo, ou least-significative-bit, denominado LSB.
Os circuitos digitais processam informações representadas no sistema binário.
Conversão Binário para Decimal
Conclui-se que o equivalente de um binário qualquer é obtido pela representação
polinomial do número na base 2, pelo processo da soma.
Exemplo:
101,12 = 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 + 1 x 2-1
= 4 + 0 + 1 + 0,5
= 5,5
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Conversão Decimal para Binário
Neste caso, usa-se um método conhecido como método das “divisões sucessivas”, no
qual o número decimal é sucessivamente dividido por 2, o que mostra o exemplo abaixo.
2310 = 23 2
1 11 2
1 5 2 2310 = 101112
1 2 2
0 1
Ocatal
Uma representação posicional no sistema octal pode ser desenvolvida numa forma
polinomial que envolva um somatório de potências. Os controladores programáveis possuem,
em geral, seu endereçamento de memórias baseado no sistema octal.
Exemplo:
56,328 = 5 x 81 + 6 x 80 + 3 x 8-1 + 2 x 8-2
= 40 + 6 + 0,375 + 0,03125
= 46,40625
Conversão Octal para Decimal
O equivalente é obtido da representação polinomial, exemplo acima, do número da base
8 pelo processamento da soma.
Conversão Decimal para Octal
Método das “divisões sucessivas”. Número decimal dividido por 8.
Exemplo:
7710 = 77 8
5 9 8 7710 = 1158
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Hexadecimal
Uma representação posicional no sistema hexadecimal pode ser desenvolvida numa
forma polinomial que envolva um somatório de potências de 16.
Exemplo:
5A3,E116 = 5 x 162 + A x 161 + 3 x 160 + E x 16-1 + 1 x 16-2
= 5.256 + 160 + 3 + 14 + 0,0625 + 0,0039063
= 1443,8789...10
Lembre-se que:
A16 = 1010
EH = 1410
Ambas as formas de representar a base hexadecimal são válidas, com índice
”16” ou “H”.
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Código BCD
Em muitos casos, na indústria, para facilitar a interpretação pelo usuário, a informação
processada num sistema digital deve ser convertida para o sistema decimal e, em muitas
aplicações , o sistema digital estará representado pelo código BCD.
Para efetuar a conversão do sistema decimal para o código BCD (Binary Coded
Decimal), cada dígito decimal é diretamente convertido para 4 bits no código binário. O exemplo
abaixo mostra como representar o decimal no sistema BCD.
3 2 4 , 1 6
0011 0010 0100 0001 0110
324,1610 = 0011 0010 0100,0001 0110BDC
ESTADOS LÓGICOS
Como foi anteriormente, os circuitos digitais processam informações utilizando-se do
sistema de numeração binária que correlaciona os níveis lógicos, altos e baixo, ou seja, 0 e 1.
Sendo uma proposição caracterizada sempre como ”verdadeira ou falsa”, pode-se fazer uma
analogia com uma lâmpada cujos estados serão correlacionados, como mostra a figura abaixo.
Lâmpada Apagada Lâmpada Acesa
Os dois estados lógicos mostrados acima são correlacionados de várias maneiras, tais
quais:
um dos estado 1 ligado alto verdadeiro sim.
outro estado 0 desligado baixo falso não.
Operações Lógicas
A relação entre duas ou mais variáveis que representam estados binários é estabelecida
por meio de três operações lógicas, classificadas em:
produto lógico (função e)
soma lógica (função ou)
inversão (função não)
Para melhor entender, suponha que uma lâmpada estará acesa sempre que duas
condições forem satisfeitas. São elas:
A) a lâmpada esteja boa e
B) o interruptor esteja ligado.
Estabelecidas as premissas, suponha que Y seja a proposição de que a lâmpada esteja
acesa ou apagada, verdadeiro ou falso, respectivamente. Y será verdadeiro quando A e B forem
verdadeiros. Se A e B forem falsos, Y será necessariamente uma proposição falsa. As relações
entre as variáveis A e B e A ou B representam operações lógicas. Como será definido
posteriormente, Y representa a saída da função lógica desse exemplo.
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Tabela Verdade
Também chamada de tabela de combinação. A confecção da tabela verdade é, em
geral, o primeiro passo para a análise e compreensão de um problema de lógica.
Mostrar uma tabela verdade é escrever todas as combinações possíveis dos estados
lógicos de todas as variáveis da função, incluindo o estado lógico resultante de cada combinação.
O número de combinações possíveis de “n” variáveis é na ordem de 2n. Para o exemplo da
lâmpada, o valor de “n” é 2, encerrando quatro combinações, portanto.
Observe como montar a tabela verdade do exemplo proposto anteriormente.
Primeiramente, listam-se todas s hipóteses possíveis pertinentes ao caso apresentado:
1. lâmpada queimada, interruptor desligado;
2. lâmpada queimada, interruptor ligado;
3. lâmpada boa, interruptor desligado e
4. lâmpada boa, interruptor ligado.
A seguir, monta-se a tabela, criando as colunas das premissas, também conhecidas
como variáveis de entrada. Neste exemplo, têm-se as variáveis A e B. Tais colunas devem ser
preenchidas segundo o número total de hipóteses avaliadas no problema. Neste caso, como são
apenas as variáveis de entrada, têm-se quatro combinações de ocorrência. A última coluna
define o resultado lógico esperado, ou variáveis de saída. A variável Y é verificada segundo o
método dedutivo pelo argumento afirmação do antecedente. Verifique o resultado nas tabelas do
exemplo abaixo.
A B Y A B Y
F F F 0 0 0
F V F 0 1 0
V F F 1 0 0
V V V 1 1 1
Observe que ao associar estado lógico “verdadeiro” ao valor binário “1” e “falso” ao
nível lógico “0”, estão sendo dadas as condições de realizar operações lógicas, com regras
apoiadas na álgebra de boole, que será estudada posteriormente.
A figura abaixo traz um diagrama em blocos que mostra como resolver, em etapas, um
problema de lógica.
Interpretação Tabela - Geração de
lógica Verdade funções
lógicas
Organização do raciocínio na solução de problemas de lógicas
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Funções Lógicas
Define-se uma função lógica como aquela definida na álgebra elementar, porem sua
imagem fica restrita aos valores representados pelos níveis lógicos 0 e 1.
No exemplo da lâmpada, pode-se prever que a equação lógica observada da tabela de
combinações é:
Y=A*B
Em que o símbolo “*” representa a operação lógica da multiplicação.
As operações lógicas envolvidas fazem parte de um corolário baseado na álgebra de
boole. A seguir, apresentam-se as funções lógicas básicas seguidas de sua tabela verdade e
analogias com um circuito elétrico e seu diagrama de contatos (também conhecido originalmente
como diagrama de Ladder).
Função “SIM ou IDENTIDADE”
Função: Tabela verdade:
A Y
Y=A 0 0
1 1
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
A
A Y
Y
Lâmpada apagada
Observe em sua tabela de combinações que a saída é um espelho da entrada.
Função “OU”
Função: Tabela verdade:
A B Y
Y = A +B 0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
A
B A Y
B
Y
14. 14
Função “E”
Função: Tabela verdade:
A B Y
Y=A*B 0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
A B
A B Y
Y
Função “NÃO”
Função: Tabela verdade:
A Y
Y=A 0 1
1 0
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
R A Y
ou
A Y
A Y
Função “NÃO OU”
Função: Tabela verdade:
A B Y
Y = A +B 0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
R A Y
B
A B Y
15. 15
Função “NÃO E”
Função: Tabela verdade:
A B Y
Y=A*B 0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
R
A A B Y
Y
B
Função “OU EXCLUSIVO”
Função: Tabela verdade:
A B Y
Y=A*B+A*B 0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
R A
B A A B Y
Y A B Y
B A B
A B
Função “NÃO OU EXCLUSIVO”
Função: Tabela verdade:
A B Y
Y=A*B+A*B 0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Circuito elétrico equivalente: Diagrama de contatos:
A B
A B A B Y
A B
Y
O diagrama de contatos apresentados em todas as funções lógicas representa a
linguagem de programação mais usadas nos controladores lógicos programáveis, como será
visto mais adiante.
16. 16
Ainda com relação aos circuitos elétricos equivalentes, deve-se tomar o
cuidado para não relacionar o fato de um contato ser do tipo NA com o estado
lógico 0, bem como, do tipo NF com o nível 1, pois, futuramente, descobrir-se-á
que um contato NF poderá ser associado ao nível lógico 0, como também um NA,
ao nível 1.
ÁLGEBRA DE BOOLE
Ao associar os bits 0 e 1 aos estados lógicos, cria-se um raciocínio lógico de operação.
Uma vez que os computadores processam essas lógicas, devem-se criar procedimentos e
modelos matemáticos que possam ser interpretado por eles. Estes princípios matemáticos são
denominados Álgebra de Boole.
Como a álgebra tradicional, o silogismo matemático se apoia em postulados específicos.
Tais postulados serão relacionados de forma sucinta e não rigorosa.
Postulados
Entes abstratos que provocam uma definição intuitiva, em que haja a necessidade de
demonstração. Os postulados servem de base e sustentação aos teoremas, assim como na álgebra
convencional. São eles:
1. Associativa das operações “e” e “ou”.
(A*B) * C = A * (B*C) ∴ (A + B) + C = A + (B + C)
2. Comutativa das operações “e” e “ou”.
A * B = B *A ∴ A+B=B+A
3. Elemento Neutro das operações “e” e “ou”.
1*A=A ∴ 0+A=A
4. Distributiva da operação “e” sobre a operação “ou”.
A * (B + C) = (A * B) + (A * C)
5. Distributiva da operação “ou” sobre a operação “e”.
A + (B * C) = (A + B) * (A + C)
6. Existência de um elemento complemento das operações “e” e “ou”.
A*A=0 ∴ A+A=1
Com exceção dos dois últimos postulados apresentados, 5 e 6, todos os demais possuem
correspondência na álgebra tradicional.
A operação “e” continua tendo prioridade sobre a operação “ou”, do mesmo modo que
os operações de multiplicação possuem sobre as operações de adição da álgebra tradicional.
Valem, portanto, as mesmas regras da utilização dos parênteses, chaves e colchetes.
17. 17
Teoremas
São regras, leis, não intuitivas, que necessitam ser demonstradas para se tornar
evidentes. Tais proposições são apresentadas a seguir, segundo o grau de aplicação para o
conteúdo abordado e explorado pelos circuitos lógicos orientados para o controle de processos.
Uma vez que tais teoremas são de extrema simplicidade, sua demonstração não será
necessária.
1. Teorema da Dualidade das operações e e ou.
A*A=A ∴ A+A=A
2. Teorema da Convolução (complemento do complemento)
A=A
3. Teorema “De Morgan”
Parte 1. O complemento de uma “soma” de elementos é igual ao “produto” dos
seus complementos.
A + B + C + ... = A * B * C * ...
Parte 2. O complemento de um “produto” de elementos é igual à “soma” dos
seus complementos.
A * B * C * ... = A + B + C + ...
Dada a importância de tais postulados e teoremas, observe no quadro abaixo que segue
algumas operações que devem ser entendidas e memorizadas:
0*0=0 1+1=1
1*0=0 0+1=1
1*1=1 0+0=0
A*0=0 A+1=1
A*1=A A +0 = A
0=1 0=0
1=0 1=1
A+A=A A*A=A
18. 18
MAPAS DE KARNAUGH
Os diagramas ou mapas de Karnaugh, tais como uma tabela verdade, caracterizam um
meio de mostrar a relação entre as variáveis de entrada em função da saída de uma expressão
booleana. Tais mapas são representados por arranjos retangulares divididos em 2n quadradosm
chamados celas, em que “n” caracteriza o número de variáveis envolvidas. Cada “cela” possui
um código binário que a caracteriza. Esse código também pode ser o correspondente decimal ou
ainda, representado de forma algébrica, como por exemplo: A * B.
A seguir, mostra-se um mapa de Karnaugh com duas variáveis. Observe que para “n” =
2, o número de combinações, ou celas, eqüivale a quatro.
a) b) c)
B B B
A 0 1 A 0 1 A 0 1
00 01 0 1
0 0 0 A*B A*B
10 11 2 3
1 1 1 A*B A*B
Celas nominadas com Celas nominadas com
código binário código decimal Celas nominadas
algebricamente
Embora todas as três formas de nomear uma “cela” sejam válidas, optar-se-á pela
nomenclatura do item b) para a representação de mapas. Quando o interesse for de nomes a
grupos de “celas”, dar-se-á maior importância à nomenclatura do item c).
Para um mapa de três variáveis, tem-se um total de oito celas que devem estar dispostas
na forma vertical ou horizontal, como mostra a figura abaixo.
a)
B b)
AB 0 0 1 1 BC
00 01 11 10
00 A 0 1 3 2
2 3
0
01 4 5 7 6
6 7
1
11
4 5
10
Para um mapa de quatro variáveis, tem-se um total de 16 “celas”, como mostra a figura
abaixo.
CD
00 01 11 10
AB 0 1 3 2
00
4 5 7 6
01
12 13 15 14
11
8 9 11 10
10
19. 19
Representação da Função
Para obter a função algébrica de uma tabela verdade por meio de técnica gráfica de
Karnaugh, deve-se obedecer a um procedimento básico quando do seu mapeamento. Tlal
procedimento é descrito em seguida:
1. Representação da função no mapa.
Um bit “1” deve ser colocado na cela de mesmo nome (equivalente decimal) que a
função assume o valor 1, ou seja, os mintermos (produto algébrico de todas as variáveis) para os
quais a função assume o nível lógico 1 devem ser transportados para o mapa. Por exemplo: uma
tabela verdade com três premissas, a combinação A = 0, B = 1 e C = 1, deve fazer com que a
função se torne verdadeira, isto é, assuma nível lógico 1, a cela correspondente ao decimal 3
(011 em binário) deve ser conter o valor 1 e as demais celas permanecerão inalteradas.
2. Formação de grupos.
Deve-se entender por grupo, um número conveniente de celas adjacentes. Para uma
função com “n” variáveis, dá-se prioridade, e nesta ordem, aos grupos com 2n-1, 2n-2, 2n-3,...,
2n-(n-1) , 20 “celas”. Conclui-se que na formação dos grupos tem que se tomar o cuidado de formá-
los com o maior número de celas possíveis, caracterizando o menor número de grupos. Por
exemplo: caso se tenha uma tabela com três variáveis, devem-se formar grupos de no máxima
quatro celas, seguidas de duas e por último, uma única cela. Observe que o número de celas do
grupo deve ser igual a uma potência de 2, cuja única exceção serve para o grupo unitário (com
uma única cela).
Deve-se repetir este procedimento até que todas as celas, para as quais a função assumir
o estado lógico 1, estejam devidamente agrupadas.
3. Nomeação dos grupos formados
Após a formação dos grupos formados, eles devem ser nomeados obedecendo a regras
próprias. Primeiramente, verifique os conjuntos comuns a todas as celas do grupo. O nome do
grupo será formado pelas variáveis comuns a todas essas celas. Caso uma variável seja comum e
possuir o estado lógico 0, esta irá contribuir para o nome do grupo representado pelo seu
complemento. Ver exemplo abaixo.
CD CD
00 01 11 10 00 01 11 10
AB 0 AB
11 13 2
AD
0 1 3 2
00 00
4 A
15 17 4 5 7
6 6
01 01
12 13 15 14 12 13 15 14
11 11
8 9 11 10 8 9 11 10
10 10
D
20. 20
Observe que para as celas 1,3,5 e 7, as únicas variáveis que não variam são: A e
D. Como a variável A assume o estado lógico 0 nas quatro celas, seu complemento dá nome ao
grupo, bem como a variável D assume o estado lógico 1 nas quatro celas, ela também dá nome
ao grupo.
4. Exclusão de grupos.
Devem-se excluir grupos que estejam totalmente inclusos em outro grupo. Logo, só
participará da expressão minimizada, o grupo que pelo menos uma das suas celas não pertença a
outro grupo. Ver exemplo abaixo.
CD
00 01 11 10
AB O grupo AD deve ser excluído,
10 1 1 1 3 1 2 AD uma vez que suas celas já participaram da
00
4
15 17
6
formação de outros dois grupos.
01
12
1 13 1 15 14
A função lógica é um somatório de
11 BD
8 9 11 10 todos os grupos encontrados, ou seja
10 F = AB + BD
AB
Existem casos em que um grupo pode ser formado de mais de uma maneira, ou
seja, com celas diferentes. Tal arranjo deve gerar expressões algébricas distintas,
porém equivalentes.
A exclusão de grupos torna-se o último procedimento a ser verificado na representação
da função por meio do mapeamento de Karnaugh.
Observe a resolução de um problema de lógica combinacional em todas as suas etapas
no exemplo abaixo.
Exemplo
Pedro decidiu ir ao boliche desde que Márcia fosse com ele e pudesse ser usado o carro
da família. Márcia, no entanto, decidiu ir à piscina desde que não estivesse chovendo e a
temperatura estivesse acima de 25 graus. O pai de Pedro planejou usar o carro para ir ao
supermercado caso chovesse, ou se a temperatura estivesse acima dos 25 graus. Em que
condições Pedro irá ao boliche? Encontre a expressão lógica que torne verdadeira sua reposta.
Solução:
Primeiramente, deve-se organizar o problema, descobrindo quais são as premissas.
Observe que Pedro só irá ao boliche se puder contar com o carro e se Márcia for com ele, porém
tanto Márcia quanto o carro dependem das condições ambientais, tais como: tempo e
temperatura. Logo, Pedro depende do tempo e da temperatura. Veja como é feita a atribuição
lógica.
sem chuva 0 maior que 25o 0
Tempo (t) Temperatura (T)
sem chuva 1 menor que 25o 1
21. 21
Esta atribuição de nível lógico é aleatória, ou seja: a hipótese de estar chovendo
poderia também ter recebido o estado lógico1; fica evidente que o contrário seria 0.
Veja como ficaram as proposições:
Para Márcia
Márcia vai à piscina se: não estiver chovendo e a temperatura estiver acima dos
25 graus
Márcia vais ao boliche se: estiver chovendo ou a temperatura estiver abaixo dos
25 graus.
Observe que a negação da primeira proposição implica no seu complemento e como
conseqüência o cumprimento do teorema de De Morgan.
Márcia vais ao boliche para T = 0 “ou” T = 1.
Para o carro.
Pai de Pedro irá ocupar o carro caso: chover ou a temperatura estiver a acima
dos 25 graus
Pai de Pedro não irá ocupá-lo se: não chover e a temperatura estiver abaixo dos
25 graus.
Pedro vais com o carro para: t = 1 “ou” T = 1.
Observe que Pedro vai ao boliche somente se Márcia aceitar seu convite (item 1), e
puder sair (item 2), portanto: o resultado é a intersecção das condições (1) e (2). A única hipótese
que torna as proposições verdadeiras ao mesmo tempo é para T = 1 e t = 1. Observe a tabela
verdade.
T t P
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Em que, a variável de saída determina se Pedro vai ao boliche ou não. Foi utilizado o
critério segundo o qual: P = 0, não vai ao boliche; e P = 1, Pedro vai. A expressão lógica que
torna este problema verdaeiro é representada pelo produto lógico entre as variáveis de entrada,
ou seja, Pedro irá ao boliche se a temperatura for menor que 25o e o tempo estiver sem chuva:
P=T*t
Observe que para o problema proposto não foi necessária a utilização do mapa de
Karnaugh para a representação de sua função booleana, devido à facilidade de sua tabela
verdade, mas caso tivesse sido optado pelo mapa, o modelo seria o da figura abaixo.
T
t 0 1
00 01
0
10
1 11
Tt
1
22. 22
Funções Incompletas
Existem certos problemas que apresentam, em uma das combinações possíveis de sua
tabela verdade, o resultado lógico indefinido, ou seja, para aquela proposição tanto faz um estado
lógico 0 ou 1. Para esses casos, deve-se proceder marcando com a letra “x” o valor da saída
dessa proposição. A cela correspondente no mapa de Karnaugh também recebe o mesmo valor, a
letra “x”, que participa na formação dos grupos como se ali tivesse um nível lógico 1.
23. 23
CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMÁVEIS
INTRODUÇÃO
Este estudo tem como objetivo uma prover visão geral das características e recursos
hoje disponível no mercado de Controladores Programáveis (CP’s), bem como, a sua aplicação
nos diversos campos da automação industrial e controle de processos, onde as necessidades de
flexibilidade, versatilidade, disponibilidade, alta confiabilidade, manutenabilidade,
modularidade, robustez e baixos custos, o tornam uma excelente opção.
Mas, o que é um Controlador Programável? Como surgiu?
Mesmo antes da industrialização da eletrônica digital, os primeiros projetistas de
comando elaboravam circuitos digitais como contatos programáveis. O programa era
armazenado em plugs multi-pinos e as instruções codificadas por meio de ligações elétricas entre
os pinos destes plugs. Esses programas eram muito limitados, e, sua principal função era a
seleção das operações das máquinas e/ou processos.
Desta forma, além de uma operacionalidade muito baixa, existiam outros problemas:
alto consumo de energia, difícil manutenção, modificações de comandos dificultados e onerosos
com muitas alterações na fiação ocasionando número de horas paradas, além das dificuldades em
manter documentação atualizada dos esquemas de comando modificado.
Com a industrialização da eletrônica, os custos diminuíram, ao mesmo tempo em que a
flexibilidade aumentou, permitindo a utilização de comandos eletrônicos em larga escala.
Mas alguns problemas persistiram, em que sentia estes problemas de forma significativa
era a indústria automobilística, pois a cada ano com o lançamento de novos modelos, muitos
painéis era sucateados pois os custos para alteração eram maiores do que a instalação de novos
painéis.
Porém, em 1968 a GM através de sua Divisão Hidromatic preparou as especificações
detalhadas do que posteriormente denominou-se de Controlador Programável (CP). Estas
especificações retratavam as necessidades da indústria, independentemente do produto final que
iria ser fabricado. Em 1969 foi instalado o primeiro CP na GM executando apenas funções de
inter-travamento.
Historicamente os CP’s tiveram a seguinte evolução:
De 1970 a 1974, em adição às funções inter-travamento e sequenciamento (lógica),
foram acrescentadas funções de temporização e contagem, funções aritméticas, manipulação de
dados e introdução de terminais de programação.
De 1975 a 1979 foram incrementados ainda maiores recursos de software que
propiciaram expansões na capacidade de memória, controles analógicos de malha fechada com
algoritmos PID, utilização de estações remotas de interfaces de E/S (Entradas e Saídas) e a
comunicação com outros equipamentos “inteligentes”.
Com os desenvolvimentos deste período, o CP passou a substituir o microcomputador
em muitas aplicações industrias.
Nesta atual, através dos enormes avanços tecnológicos, tanto de hardware como de
software, pode-se dizer que o CP evoluiu para o conceito de controlador universal de processos,
pois pode configurar-se para todas as necessidades de controle de processos e com custos
extremamente atraentes.
24. 24
Abaixo descreve-se alguns dos recursos e funções que foram implementados:
Interfaces de E/S “inteligentes” (microprocessadas) para funções de controle
PID, posicionamento, acoplamento, etc.
Unidades periféricas especiais, tais como: terminais de vídeo monocromático e
coloridos, terminais de fita cassete, microcomputador PC, consoles locais com
teclado numérico-funcional e display alfanumérico, impressora, etc.
O conceito de família de CP’s, ou seja, linha de produtos em diversas faixas de
aplicação, desde pequenos controladores (pequena capacidade de memória e
números de pontos de E/S) até sofisticados controladores de concepção bastante
modular.
Linguagens de programação de alto nível para operações não atendidas pelas
linguagens convencionais.
Desenvolvimento de pacotes de software aplicativos, de forma configurável, tais
como: regulação e cálculos complexos de aritmética de ponto flutuante,
monitoração de valores digitais e analógicos, protocolação (processamento de
textos, relatórios de eventos, quando em operação conjunta com periféricos tais
como terminais de vídeo e impressora), etc.
Redes de comunicação entre CP’s e entre CP’s a outros equipamentos.
Assim os técnicos em controle de máquinas e processos passaram a contar com um
dispositivo capaz de:
a) Permitir fácil diagnóstico de funcionamento ainda na fase de projeto do sistema
e/ou de reparos em falhas que vem a ocorrer durante a sua operação.
b) Ser instalado em cabines reduzidas devido ao pequeno espaço físico exigido.
c) Operar com reduzido grau de proteção, pelo fato de não serem gerados
faiscamentos.
d) Ser facilmente reprogramado sem necessidade de interromper o processo
produtivo (programação on-line).
e) Possibilitar a criação de um banco de armazenamento de programas que podem
ser reutilizados a qualquer momento.
f) Manter uma documentação sempre atualizada com processo em execução.
g) Apresentar baixo consumo de energia.
h) Manter o funcionamento da planta de produção com uma reduzida equipe de
manutenção.
i) Garantir maior confiabilidade pela menor incidência de defeitos.
j) Emitir menos níveis de ruídos eletrostáticos.
k) Ter flexibilidade de expansão do número de entradas e saídas por serem
controladas.
l) Ter a capacidade de se comunicar com diversos outros equipamentos.
Devido à ampla gama de equipamentos e sistemas disponíveis para controle industrial,
aliada à crescente capacidade de recursos que o CLP vem agregando, existe a possibilidade de
confundir outros equipamentos com ele. Para evitar tal equívoco, devem-se observar as três
características básicas, que servem de referência para identificar um equipamento de controle
industrial como sendo um controlador lógico programável:
25. 25
a) O equipamento deve executar uma rotina cíclica de operação enquanto em
funcionamento;
b) A forma básica de programação deve ser realizada a partir de uma linguagem
oriunda dos diagramas elétricos de relés;
c) O produto deve ser projetado para operação em ambiente industrial sujeito a
condições ambientais adversas.
A utilização de siglas também é um fator de confusão. Veja as mais utilizadas:
CLP: tradução para o português da sigla Programmable Logic Controloller, ou seja,
Controlador Lógico Programável, a qual tem sua utilização restrita uma vez que se tornou marca
registrada de propriedade exclusiva de um fabricante nacional.
PLC: abreviatura do termo em inglês Programmable Logic Controloller;
CP: tradução da abreviatura do termo em inglês Programmable Logic, a qual se refere a
um equipamento capaz de efetuar controles diversos além do de lógica.
DEFINIÇÃO
Sistema eletrônico digital, desenvolvido para uso em ambiente industrial, que usa uma
memória Programável para armazenamento interno de instruções do usuário, para
implementação de funções específicas, tais como: lógica, sequenciamento, temporização,
contagem e aritmética, para controlar, através de módulos de entrada e saída (digital analógica),
vários tipos de máquinas e processos.
O CLP e seus periféricos, ambos associados, são projetados de forma a poder serem
integrados dentro de um sistema de controle industrial e finalmente usados a todas as funções as
quais são destinados.
A norma NEMA define formalmente um PLC como: “Suporte eletrônico-digital para
armazenar instruções de funções específicas, como de lógica, seqüencialização, contagem e
aritmética; todas dedicadas ao controle de máquinas e processos”.
Já a norma ABNT cita que Controlador Programável é um equipamento eletrônico-
digial, com harware e software compatíveis com as aplicações industriais.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O CLP, como todo sistema microprocessado, tem seu princípio de funcionamento
baseado em três passos:
1. Trazer dados da máquina ou processo para o CLP, através de entradas;
2. Processar estes dados de acordo com uma lógica pré-determinada;
3. Transmitir os dados processados para as saídas do CLP.
Para melhor compreensão do que seja um CLP e do seu princípio de funcionamento, são
apresentados, em seguida, alguns conceitos associados, os quais são de fundamental importância
que sejam assimilados.
Variáveis de entrada:
São sinais externos do que recebidos pelo CLP, os quais podem ser oriundos de fontes
pertencentes ao processo controlado ou de comandos gerados pelo operador. Tais sinais são
gerados por dispositivos como sensores diversos, chaves ou botoeiras, dentre outros.
26. 26
Variáveis de saída:
São os dispositivos controlados por cada ponto de saída do CLP. Tais pontos poderão
servir para intervenção direta no processo controlado por acionamento próprio, ou também
poderão servir para sinalização de saída de contactores, válvulas, lâmpadas, displays, dentre
outros.
Programa
Seqüência específica de instruções, selecionadas de um conjunto de opções oferecidas
pelo CLP em uso e, que irão efetuar as ações de controle desejadas, ativando ou não as memórias
internas e os pontos de saída do PLC a partir da monitoração do estado das mesmas memórias
internas e/ou dos pontos de entrada do CLP.
Um CLP é basicamente composto por dois elemento principais: uma CPU (Unidade
Central de Processamento) e interfaces para os sinais de entrada e saída. A ilustração abaixo
mostra o diagramas de blocos de um CLP genérico.
E Proces- Memó- S
N sador ria A
T
R Í
A D
D C.P.U.
A A
O diagrama de blocos a seguir, ilustra a lógica funcional de um CLP.
M E M Ó R IA D E
PRO G RA M A
U N ID A D E C E N T R A L D E
PRO C ESSA M EN T O
FO N TE
M E M Ó R IA
DE DADOS
I N T E R F A C E D E E /S
P R O C E S S O O U M Á Q U IN A
Com a partida, o CLP executará as seguintes tarefas:
1. Transferirá os sinais existentes na interface de entrada para a memória de dados
(RAM).
27. 27
2. Iniciará a varredura do software aplicativo armazenado na memória de
programa (SCAN), utilizando os dados armazenados na memória de dados.
Dentro deste ciclo, executará todas as operações que estavam programadas no
software aplicativo, como intertravamento, habilitações de
temporizadores/contadores, armazenagem de dados processados na memória de
dados, etc...
3. Concluída a varredura do software aplicativo, o CLP transferirá os dados
processados (resultado de operações lógicas) para a interface de saída.
Paralelamente, novos dados provenientes da interface de entrada irão alimentar a
memória de dados.
O tempo total para a execução dessas tarefas, depende, dentre outros fatores, da
velocidade e característica do processador utilizado, do tamanho do programa de controle do
usuário, alem da quantidade e tipo de pontos de entrada/saída. Como regra geral, tal tempo se
encontra na faixa média de milissegundos (até microssegundos nos CLP de última geração).
Em algumas situações críticas de controle, em que o processo não pode esperar todo o
tempo de execução do ciclo de varredura, pois deve executar uma rotina imediatamente, ou ainda
quando o sinal de entrada é emitido por um tempo inferior ao mesmo ciclo, há casos em que o
CLP tem a capacidade de interromper a execução do ciclo de varredura, para, prioritariamente,
atender a essa situação. Entretanto, apesar de não se regra geral, a compreensão do ciclo de
varredura é suficiente para conhecer seu princípio básico de funcionamento.
CONSTITUIÇÃO DO CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL
Para executar demonstrados acima é necessário que o CLP possua obrigatoriamente, as
seguintes partes básicas:
FONTE DE ALIMENTAÇÃO
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTOS – (C.P.U.)
MEMÓRIAS
INTERFACE DE ENTRADA E SAÍDA (E/S)
TERMINAL DE PROGRAMAÇÃO
FONTE DE ALIMENTAÇÃO:
É um dispositivo que converte a voltagem de rede elétrica local, de corrente alternada
para uma voltagem em corrente contínua (figura abaixo). Ela fornece todos os níveis de tensão
exigidos para as operações internas do CLP (Ex.: CPU, Memória, E/S).
O CLP recebe alimentação da rede elétrica local; caso falte energia elétrica, a bateria
mantém o programa do usuário para não perder toda a programação. Quando a energia elétrica
retorna, o processador entra em operação e reinicia o ciclo de trabalho no programa do usuário.
28. 28
ALIMENTAÇÃO FONTE DE Mantém o CLP
REDE ELÉTRICA ALIMENTA- em
LOCAL ÇÃO ESTA- funcionamento
127VAC BILIZAÇÃO
220VAC
A bateria mantém os
COMPARTI- dados na memória,
MENTO DE caso falte energia
BATERIA elétrica
Diagrama em blocos resumido do sistema de alimentação de CLP
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO (CPU):
A CPU é o cérebro do sistema. Ela lê o sinal das entradas na memória de dados, executa
operações aritméticas e lógicas baseadas na memória de programa, e gera os comandos
apropriados para a memória de dados controlar os estados das saídas.
A principal função do processador é o gerenciamento de todo o sistema composto pelo
CLP. Tal função é efetuada pelo executivo, semelhante a um sistema operacional de computador
(como o DOS ou Windows), o qual é responsável, dentre outras tarefas, pela garantia de
execução do ciclo de varredura.
C . P . U.
Periféricos Sistema Programa
Terminal de Operacional Do
programação do CLP Memórias
Usuário
Gravador “Monitor”
Abaixo são apresentados algumas considerações e características principais:
Utiliza microprocessadores ou microcontroladores de 8, 16 0u 32 bits e, em CP’s
maiores, um coprocessador (microprocessador dedicado) adicional para
aumentar a capacidade de processamento em cálculos complexos com aritmética
de ponto flutuante.
A maioria dos fabricantes de CLP’s especificam os tempos de varredura como
função do tamanho do programa (p.e. 10ms/1k de programa), e situam-se na faixa
desde 0,5 até 10ms/k, caracterizando a existência de CLP’s rápidos e lentos.
Alguns fabricantes provêem recursos de hardware e software que possibilitam
interrupções na varredura normal de forma a “ler” uma entrada ou “atualizar”
uma saída imediatamente.
Recursos auto-diagnose para detecção e indicação de falhas (comunicação,
memória, bateria, alimentação, temperatura, etc) são também disponíveis em
29. 29
alguns CLP’s. Normalmente os indicadores estão localizados na parte
frontal do cartão da CPU.
MEMÓRIAS
O termo programável do CLP implica numa seqüência de instruções, o programa, que
deve estar armazenada e disponível em algum local. Tal região é denominada sistema de
memória, que deverá estar organizada de modo a formar o “mapa de memória”. Para entender o
assunto, faz-se necessário definir o que seja uma célula de memória e que tipo existem
disponíveis atualmente, para então, em seguida, compreender como são organizados os mapas de
memória em um CLP.
Uma célula de memória é a unidade básica para armazenamento de um único bit de
informações em um sistema de memória. As memórias semicondutoras, a gravação magnética e
a gravação ótica são os métodos mais largamente utilizadas para armazenamento de informação
digital. Embora não se encontrem ainda discos de CD-ROM para armazenamento de programas
de CLP, o armazenamento em meios magnéticos é largamente difundido entre os equipamentos
comerciais. Entretanto, para compreensão do funcionamento da CPU é importante que se
conheça um pouco sobre as memórias semicondutoras, as quais substituíram dispositivos mais
antigos formados por núcleos de ferrite.
O circuito eletrônico utilizado para construir memórias semicondutoras são usualmente
flip-flops por meio de transistores bipolares, MOS ou outra tecnologia. Embora existam diversos
tipos disponíveis, as memórias semicondutoras podem ser classificadas em duas categorias:
Volátil e Não Volátil
Memórias de armazenamento voláteis são aquelas nas quais uma perda, mesmo que
breve, de alimentação de energia resultará na perda da informação armazenada. Em
contrapartida, memórias de armazenamento não voláteis mantêm sua informação mesmo durante
ausência de alimentação, o que às vezes é denominado memória retentiva. Na organização do
sistema de memória dos CLP, encontra-se o uso de ambos os tipos, incluindo-se ainda, em
alguns equipamentos, um sistema de fornecimento de energia via baterias ou acumulador, a fim
de manter os dados que estão armazenados em memórias voláteis. Os tipos de memórias e como
suas principais características afetam a forma de armazenamento/alteração dos dados serão
relacionados em seguida:
RAM: (Random Access Memory) é o tipo de memória volátil mais amplamente
utilizado. Sua principal característica reside no fato de que os dados podem ser gravados e
alterados facilmente, ficando a critério das necessidades do usuário. Nos CLP’s, são utilizadas
para formar uma área de armazenamento temporário como espécie de rascunho de informações
tanto de dados como de programas.
ROM: (Read Only Memory) são memórias especialmente projetadas para manter
armazenadas informações que, sob hipótese alguma, poderão ser alteradas. Assim, sua única
forma de acesso é para operação de leitura. Devido a essa característica, elas se encaixam na
categoria de memórias não voláteis. Num CLP, elas podem ser encontradas para o
armazenamento do programa executivo, por exemplo.
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PROM: (Programmable Read Only Memory) semelhante às ROM, esse tipo de
memória permite que os dados sejam gravados pelo próprio usuário, porém em uma única
operação de gravação que, caso mal sucedida, comprometerá permanentemente a sua utilização.
EPROM: (Erasable Programmable Read Only Memory) é um tipo especial de PROM
que permite ao usuário efetuar alterações nos dados ali contidos. O processo de apagamento dos
dados pré-armazenados é feito pela exposição temporária do chip a uma fonte de luz ultravioleta.
A EPROM pode se constituir um excelente meio de armazenamento não volátil do programa de
controle que o CLP irá executar, após, porém, o mesmo Ter sido elaborado e totalmente isento
de erros enquanto armazenado em RAM.
EEPROM: (Eletrically Erasable Programmable Read Only Memory) são dispositivos
de memória que , apesar de não voláteis, oferecem a mesma flexibilidade de reprogramação
existente nas RAM. A grande maioria dos CLP’s atuais vêm equipados com EPROM em seu
sistema de memória devido à sensível vantagem advinda do seu uso. Porém, elas apresentam
duas limitações: primeiro, é o processo de regravação de seus dados que só pode ser efetuado
após a limpeza da célula (o que exige um tempo da ordem de milissegundos por byte), e
segundo, que a vida útil de uma EEPROM é limitada pelo número de reprogramação que ela
pode receber (da ordem de dez mil operações limpeza/escrita).
Após esta rápida apresentação dos principais tipos de memórias semicondutoras, em
seguida, será visto como elas são organizadas e, quais suas principais atribuições no caso
específico de um CLP.
Um sistema de memória pode ser, a princípio, visualizado como uma longa fila de
células de memória. Como cada uma dessas células contém uma informação digital do tipo “0” e
“1”, passarão a ser denominadas simplesmente bit de memória. Entretanto, como os
processadores podem manipular mais de um bit de cada vez, essa lista de bit na memória passa a
ser organizada em grupos compatíveis com a capacidade do processador. Esses grupos recebem
denominações específicas conforme seu tamanho, como já foi definido anteriormente. Tem-se
que:
Nibble = 4 bit
Byte = 8 bit
Word = 16 bit
double Word = 32 bit
Estes elementos formarão estrutura do mapa de sistema de memória, conforme
ilustrado abaixo, e cuja quantidade máxima de grupos irá depender da capacidade de
endereçamento do processador.
bit Nibble Byte Word
DoubleWord
Unidade de memória
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A forma como é organizado o mapa de memória em um CLP varia de fabricante
para fabricante e ainda entre modelos para um único fabricante. Porém, como as necessidades
inerentes à operação de um CLP são semelhantes, pode-se generalizar que seu mapa de memória
seja constituído por cinco regiões distintas, como ilustrado abaixo.
Programa Executivo
Área de Dados para o Executivo
Tabela de Entradas/Saídas
Área de Dados para a Aplicação
Programa Aplicação
(escrito pelo usuário)
Mapa de memória genérico em um CLP
A área referente ao executivo deve ser não volátil, já a sua área de trabalho deve ser do
tipo volátil, uma vez que os dados ali armazenados são constantemente atualizadas como, por
exemplo, data, hora e estado do equipamento. Essas duas regiões previamente descritas são
internas e de responsabilidade exclusiva do fabricante, sendo acessível ao usuário apenas para
leitura de algumas variáveis do sistema.
Nas suas áreas do programa de aplicação e de trabalho, é que irão se localizar as linhas
de controle escritas pelo usuário conforme desejada, bem como os dados necessários à sua
parametrização. Para o programa, encontram-se normalmente regiões de memória regraváveis,
seja por RAM protegida via bateria ou acumulador, seja por EEPROM. Já na área de dados pode
ser volátil, sendo que, em alguns equipamentos, apresenta uma parcela de sua região protegida
por baterias ou acumulador.
Ë na área dedicada às entradas e saídas do CLP que se encontram as informações
referentes ao estado de cada um dos dispositivos ligados a ele. Na ilustração abaixo, pode-se
verificar um exemplo de como é constituída uma área de memória para entradas /saídas.
INTERFACE
MEMÓRIA
DE
ENTRADA
INTERFACE
DE
SAÍDA
Mapa de memória da área de entrada/saída
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Observa-se que a chave fechada da entrada ocasiona a transição para o nível
lógico 1 do seu respectivo bit na memória, assim como a colocação em nível 1 de um bit de saída
leva, por exemplo, ao acendimento de uma lâmpada que esteja hipoteticamente conectada a essa
saída.
INTERFACES DE ENTRADA E SAÍDA (E/S)
O sistema de entrada/saída é que irá realizar a conexão física entre a CPU e o mundo
externo por meio de vários tipos de circuitos de interfaceamento. Tais circuitos possuem padrões
semelhantes nos diversos equipamento. A seguir, será feito menção a eles, subdividindo-os nos
de natureza discreta (ou de um único bit de informação) e naqueles de natureza numérica
(analógicos ou de vários bits).
Entradas/Saídas Discretas
São os tipos de sinais mais comumente encontrados em sistemas automatizados com
CLP. Nesses tipos de interface, a informação consiste em um único bit cujo estado pode
apresentar duas possíveis situações: ligado ou desligado (daí sua característica discreta). Na
tabela seguinte, apresenta-se uma lista de vários dispositivos de entrada/saída com tais
características.
DISPOSITIVOS DE ENTRADA DISPOSITIVOS DE SAÍDA
Chaves Seletoras Relés de controle
Pushbottons Solenóides
Sensores Fotoelétricos Partida de motores
Chaves fim-de-curso Válvulas
Sensores de proximidade Ventiladores
Chaves sensoras de nível Alarmes
Contatos de partida Lâmpadas
Contatos de relés Sirenes
Cada um desses dispositivos é acionado por fontes de alimentação distintas e que
normalmente não são de mesma magnitude ou natureza. Por esta razão, as interfaces com
dispositivos de entrada/saída discretos são disponíveis em vários níveis de tensão CA ou CC,
conforme os seguintes padrões comerciais:
12 Vcc 24 Vcc 110 Vca 220 Vca
Adicionalmente, para as saídas, também são encontrados contatos abre/fecha de relé os
quais normalmente suportam correntes de até 1A com isolação de 220 Vca, mas que podem
variar conforme o modelo do fabricante. Outra característica é o número de pontos de
entrada/saída que possui terminal em comum, o qual pode variar entre dois, quatro ou mais
pontos, ou apenas um (saída isolada), o que também dependerá do modelo e fabricante do
equipamento.
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A seguir, é apresentada uma série de diagramas referentes a exemplo de
interfaces de entrada/saída do tipo discreto.
Filtro
Capacitivo
Entrada
CPU
Comum
Ponte Divisor Optoacoplador
Retificadora Resistivo
Interface para entrada de sinais CA / CC
Saída
CPU
Optoacoplador Triac Filtro RC Comum
Interface para saída de sinal em CA
+V
CPU Saída
Optoacoplador Transistor Comum
Interface para saída de sinal CC
+V
Saída
CPU Comum
Optoacoplador Transistor
Interface para saída de sinal via contato de relé
Entradas/saídas Numéricas
Com as potencialidades de processamento aritmético que passaram a integrar os
processadores nos atuais CLP’s, novas características de controle puderam facilmente ser
adicionados a esse equipamento.
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Ainda que o tempo de ciclo de varredura seja demasiado lento, várias aplicações,
como controle térmico ou reação físico-químicas diversas, possuem uma constante de tempo
suficientemente grande para que os CP’s possam ser empregados com sucesso.
A recepção ou envio de sinais numéricos se faz principalmente por meio de pontos de
entrada/saída analógicos, o que implicitamente significa que dentro do CLP há um circuito
conversor analógico-digital ou digital-analógico conforme o caso. A diferença marcante em
relação aos sinais discretos é que mais de um bit deverá ser manipulado, seja pela conversão do
sinal analógico, seja pelo tratamento de dispositivos multibis, como é o caso do acionamento de
motores de passo, ou o acendimento de display. A tabela seguinte exemplifica alguns
dispositivos numéricos de entrada e de saída tanto de características analógicas como
características multibits.
ENTRADAS ANALÓGICAS SAÍDAS ANALÓGICAS
Transdutores de tensão e corrente Válvula analógica
Transdutores de temperatura Acionamento de motores DC
Transdutores de pressão Controladores de potência
Transdutores de fluxo Atuadores analógicos
Potenciômetros Mostradores gráficos
L.V.D.T. Medidores analógicos
ENTRADAS MULTIBITS SAÍDAS MULTIBITS
Chave Thumbwhell Acionamento de motor de passo
Enconder absoluto Display de sete segmentos
Enconder incremental Displays alfanuméricos
Cada um dos dispositivos analógicos, em particular, é acionado por fontes de
alimentação distintas e que normalmente são de mesma magnitude ou natureza. Por esta razão, as
interfaces com dispositivos de entrada/saída analógicas são disponíveis em várias faixas de
tensão ou corrente, conforme os seguintes padrões comerciais:
CORRENTE CC: 0 A 20 mA 4 a 20 mA
TENSÃO CC: -10V a +10V -5V a +5V +1V a +5V
A seguir, são apresentados diagramas de interfaces de entrada/saída do tipo analógicas.
Entrada em bit MSB
corrente
A/D CPU
bit LSB
Conversor
de corrente Conversor
em tensão analógico
digital
Interface para entrada analógica (por corrente)
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Saída
bit MSB analógica
CPU D/A
bit LSB
Comum
Conversor
digital
analógico
Interface para saída analógica
PERIFÉRICOS
Dentre os diversos equipamentos periféricos aos CLP’s pode-se destacar os de
programação, que basicamente, tem por finalidade principal a introdução do programa na
memória do CLP e a visualização e documentação do mesmo.
Os equipamentos de programação mais comumente utilizados são os seguintes:
Terminal inteligente:
Sendo microprocessado, é capaz de executar funções de edição de programas e outras
independentemente da UCP do controlador. Ele possui sua própria memória com software para
criação, alteração e monitoração dos programas. A grande vantagem é a de poder também editar
e armazenar os programas de controle sem estar acoplados ao CLP. Esta capacidade é conhecida
como programação "off-line"
Em geral estes terminais possuem acionadores de "Floppy-Disks” (discos flexíveis) e
programadores de EPROM's o que possibilita também o arquivo de programas tento em Floppy-
Disks como em EPROM's.
Alguns terminais possuem ainda uma interface de rede o que permite acoplá-los às
redes locais de comunicação. Este arranjo permite o terminal acessar qualquer CLP na rede,
alterar parâmetros ou programas, e monitorar quaisquer elementos sem estar acoplado
diretamente a qualquer CLP. Com software adequado, este arranjo pode permitir também um
meio centralizado de aquisição e apresentação inclusive gráfica, dos dados dos diferentes
controladores da rede. Uma desvantagem, é que estes terminais não são intercambiáveis entre
diferentes fabricantes de CLP’s.
Microcomputadores
Com o advento dos microcomputadores pessoais (PC’s) e com a crescente utilização
dos mesmos em ambientes industriais, a grande maioria dos fabricantes desenvolveram software
especiais que possibilitaram utilizá-los também como programadores tanto “on line" como “off
line" A grande maioria destes software foram desenvolvidos com base na linha de micros
compatíveis com os IBM-PC’s, facilitando inclusive a compilação de programas em linguagens
de alto nível (BASIC, C, PASCAL, etc).
Há atualmente uma acentuada utilização destes equipamentos com CLP's,
principalmente como Interface Homem-Máquina/Processo no nível de Supervisão do controle de
processos.
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Mini-Programadores (Terminais de Bolso)
São bastante compactos, assemelhando-se em muito com as calculadoras de mão. Este
equipamento é preferencialmente utilizado para aplicação o campo, para testes e parametrização.
Outros Periféricos
Ainda dentro da família de equipamentos periféricos aos CLP’s pode-se destacar os
seguintes:
Interface Homem-Máquina
Com dimensões reduzidas, são utilizados principalmente para introdução e visualização
de dados e mensagens. São compostos de um teclado numérico-funcional, muitas vezes do tipo
membrana1 e de display alfanumérico, sendo gerenciados por um microprocessador.
Impressoras
São utilizadas normalmente para prover cópia do programa de controle e geração de
relatórios e mensagens ao operador. A comunicação é feita normalmente através de interfaces de
comunicação serial padrão RS 232C.
Interfaceamento de Periféricos
Comunicação Serial:
É a mais comumente utilizada para a maioria dos periféricos e é feita utilizando-se
simples cabos de par-traçado. Os padrões mais utilizados são o RS 232C, loop de corrente
2OmA, e o RS-22IRS485 em alguns casos.
RS-232C: Este padrão define basicamente as características dos sinais elétricos, bem
como os detalhes mecânicos (pinagem) da interface.
É empregada para velocidades de transmissão de até 20k baud (bits/seg) e distância
máxima de 15 metros. (Com a utilização dos modens esta distância pode ser ampliada).
RS4221RS-485: É uma versão melhorada do padrão RS-232C. Ela possibilita,
principalmente, o emprego de velocidade de transmissão de até 100k baud para distância de até
1200m, podendo alcançar velocidades da ordem de Mbaud para distancias menores.
LOOP DE CORRENTE 2OmA: A interface de loop de corrente é idêntica a RS-232C
e, evidentemente como é baseada em níveis de corrente em vez de tensão, possibilita o emprego
em distâncias bem maiores Muitos CP's oferecem ambos os padrões, RS232C e loop de corrente.
SOFTWARE
Recursos de Software do CP:
Além do número de pontos de E/S, o que determina a utilização de um CP são os
recursos de software disponíveis, isto é, que funções ele pode executar.
Todos os CLP’s possuem as seguintes funções básicas de software
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Lógica E, OU e XOR;
SET e RESET
Temporização e contagem;
Cálculos com aritmética básica (+,-,x,÷);
Parênteses ( para associação de lógicas):
Comparação de valores;
Registrador de deslocamento;
Salto
A medida que os CLP's tem sua capacidade de processamento aumentada surge a
necessidade de funções de software mais avançadas tais como:
Cálculos com ponto flutuante;
Cálculos integrais e trigonométricos
Malhas de controle PID;
Posicionamento;
Contagem rápida;
Leitura de sinais analógicos;
Leitura de sinais de temperatura;
Linearização de sinais analógicos;
Lógica fuzzi;
Outros.
LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO
Como visto anteriormente os CLP’s foram criados a partir da necessidade de substituir os
painéis de controle a relés. Naquele contexto, uma linguagem de programação que fosse familiar 5
experiência dos técnicos e engenheiros, já acostumados com a lógica de relés, seria a escolha mais
adequada ao desenvolvimento de programas CLP. Assim, desde então, essa linguagem tem sido a forma
mais comumente encontrada nos equipamentos, independente de seu porte.
Entretanto, com as sofisticações oferecidas pelos processadores e seus novos algoritmos, a
representação simbólica dos programas tornou-se, em alguns casos, impossível de ser implementada por
meio de um diagrama de relés. Formas alternativas de especificação de programas passaram, então, a ser
utilizadas. Quatro formas de linguagem de programação predominam nos CLP’s disponíveis atualmente.
São elas:
Diagrama de Contatos
Blocos Funcionais
Mnemônicos Booleanos
Parâmetros Idiomáticos
Apesar de a maioria das instruções de programação poder ser representada em qualquer tipo de
linguagem, há certas particularidades que apenas cada um dos tipos irá fornecer, como é o caso, por
exemplo, dos saltos de instruções, chamadas a sub-rotinas e processamento aritmético, dentre outras. A
ilustração abaixo apresenta o aspecto de cada uma das formas de linguagem discutidas.