MÓDULOS do CLP

MÓDULOS do CLP

Os principais módulos existentes
para a utilização do CLP são:
 Módulo
de entradas e saídas discretas
(digitais);
 Módulos de estradas/saídas analógicas;
 Módulos especiais.
ENTRADAS E SAÍDAS
DISCRETAS


É a classe mais comum de interface de
entrada/saída. Esta interface é limitada a
sensoriar sinais do tipo ON/OFF ou
fechado/aberto.
Da mesma forma, o controle da saída é
limitado a dispositivos que somente
requerem comutação em dois estados,
ligado ou desligado.
ENTRADAS E SAÍDAS
DISCRETAS

Normalmente, os módulos de entrada/
saída são dotados de:
 Isolação
óptica para proteção da CPU,
fonte de alimentação e demais módulos.
 Indicadores (LED’s) de status para auxílio
durante a manutenção.
 Conectores removíveis que reduzem o
tempo de manutenção e/ou substituição
dos módulos.
Tipos de entradas digitais (CC)

Entrada consumidora
de corrente (Sink)

Entrada fornecedora
de corrente (Source)
Tipos de entradas digitais (CA)



Funcionam de forma idêntica as entradas digitais CC,
porém os sensores fornecem um sinal alternado.
Possui isolação entre o sinal de entrada e a parte lógica
do CLP através de um acoplador óptico.
Após o acoplador óptico existe um filtro formado por C1,
R3 e R4, este filtro fará com que ruídos existentes na
alimentação não causem um acionamento indevido.
Tipos de saídas digitais físicas
mais comuns


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
Transistor / Triac:
Características: Chaveamento eletrônico para
cargas DC (Transistor), para cargas AC (Triac).
Vantagem: Alta vida útil, alta freqüência de
chaveamento (apenas para o transistor), ocupam
pouco espaço no módulo, isolação entre módulo
e carga.
Desvantagens: Baixa proteção contra
sobrecorrente e curto-circuito (necessita ser
associado a fusíveis). Geralmente para cargas
de baixa potência (100 a 500 mA).
Tipos de saídas digitais físicas
mais comuns

Saída a transistor
consumidora de
corrente (Sink).

Saída a transistor
fornecedora de
corrente (Source).
Tipos de saídas digitais físicas
mais comuns




Relé:
Características: Chaveamento eletro-mecânico
para cargas AC ou DC.
Vantagem: Alta isolação entre módulo e carga,
permite chavear cargas de média potência.
Desvantagens: Vida útil limitada pelo desgaste
mecânico, baixa freqüência de chaveamento.
ENTRADAS E SAÍDAS
DISCRETAS
ENTRADAS E SAÍDAS
ANALÓGICAS


A interface analógica permite que
grandezas analógicas possam ser lidas
pelo controlador ou que o controlador
possa modificar uma grandeza analógica,
através de conversores A/D e D/A.
Os níveis mais utilizados são para tensão
de 0 a 10Vcc e corrente de 0 a 20mA.
ENTRADAS ANALÓGICAS

A tensão ou corrente de entrada é convertida
para um código digital proporcional ao valor
analógico, através de um conversor analógico
digital.
ENTRADAS ANALÓGICAS

As seguintes características são importantes
na escolha do módulo:
Quantidade de canais disponíveis: são
oferecidos módulos de 2, 4, 8 ou 16 canais.
 Tipo e faixa de operação: os valores mais
comuns são corrente (0-20mA, 4-20mA), tensão
(0-10V, ±10V) ou temperatura.
 Resolução do conversor A/D: os valores mais
comuns são 8, 10, 12 ou 16 bits.
 Ciclo de atualização da amostragem: há um
tempo necessário para que os sinais analógicos
sejam digitalizados e disponibilizados para a
CPU.

SAÍDAS ANALÓGICAS

A interface para saídas analógicas recebe do
processador dados numéricos que são
convertidos em valores proporcionais de
corrente ou tensão e aplicados nos dispositivos
de campo.
SAÍDAS ANALÓGICAS

As seguintes características são importantes na
escolha do módulo:





Quantidade de canais disponíveis: são oferecidos
módulos de 2, 4, 8 ou 16 canais. Esses canais podem
ser isolados (isolação galvânica) ou não isolados
(comuns);
Tipo e faixa de operação dos canais: corrente (0-20mA,
4-20mA) ou tensão (0-10V, ±10V).
Impedância de saída: apresenta as resistências mínima
e máxima a que o canal de saída pode ser conectado,
para sinais de corrente e tensão específicos;
Resolução do conversor D/A: a resolução é o menor
incremento que o dado enviado ao conversor D/A pode
causar no valor analógico de saída;
Ciclo de atualização da saída analógica: semelhante às
entradas, o ciclo de atualização da saída analógica
depende de um tempo e do número de canais.
MÓDULOS ESPECIAIS


Módulos especiais, também chamados de
módulos inteligentes, incorporam um
microprocessador de forma que a tarefa a
ser realizada pelo módulo fica
independente da varredura do
processador.
São necessários módulos especiais, em
aplicações como, interface para
termopares, geração de mensagens,
execução de algoritmos PID, comunicação
em rede, etc.
MÓDULO PARA TERMOPAR



O módulo de entrada para termopar aceita
sinais provenientes diretamente do
transdutor.
A operação desta interface é similar a
entrada analógica com exceção de que os
sinais de baixo nível dos termopares são
aceitáveis.
Estes sinais são filtrados, amplificados e
digitalizados por um conversor e então
enviados ao processador sob o comando
do programa de controle do usuário.
MÓDULO DE ENTRADA
PARA PT-100

Este módulo possui
uma função
específica na
aquisição de dados
de um sensor de
temperatura, tipo
PT 100 (resistor
variável de Platina).
MÓDULOS PARA
CONTAGEM RÁPIDA



São providos de um contador de alta velocidade,
externo ao processador.
Aplicações típicas destes módulos são
operações que requerem entrada direta do
encoder em tarefas de
posicionamento de
máquinas, etc.
A freqüência máxima
de pulsos varia numa
faixa de 100 Hz a 50 kHz.
MÓDULOS DE ENTRADAS/
SAÍDAS REMOTOS
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

A instalação de módulos de
entradas/saídas é realizada distante do
controlador programável.
Um subsistema de entradas/saídas
remoto é composto por fontes de
alimentação, módulos I/O e adaptadores
de comunicação.
Há vantagens em termos de fiação de
campo e custos de manutenção em
grandes sistemas.
MÓDULOS DE ENTRADAS/
SAÍDAS REMOTOS
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Na utilização de módulos remotos
deve-se analisar os seguintes fatores:
 Velocidade
de comunicação do módulo
remoto com a CPU;
 A possibilidade de interferência externa
na rede;
 Falhas no equipamento remoto. Na
ocorrência de falhas, o sistema não
pode ser prejudicado e a manutenção
deve ser rápida.
SISTEMAS SUPERVISÓRIOS
SCADA



Os sistemas SCADA são sistemas de
supervisão, controle e aquisição de dados.
São usados extensivamente na indústria,
aplicações SCADA costumam ir de algumas
centenas de pontos de entrada e saída até
vários milhares de pontos de entrada e saída.
Os sistemas SCADA possuem um ambiente
integrado de desenvolvimento que possui editor
de gráficos, editor para banco de dados,
relatórios, receitas e editor de scripts (pequenos
programas pelo usuário).
INTERFACE HOMEMMÁQUINA – IHM


As IHM’s surgiram diante da necessidade
de modificar certos parâmetros dentro de
um programa, sem a necessidade de
conectar-se a um computador para a
realização desta tarefa.
As interfaces são ligadas ao CLP através
de sua porta de comunicação. Existem
dois tipos: as interfaces alfa-numéricas e
as de interfaces gráficas.
INTERFACE HOMEMMÁQUINA – IHM


A interface alfa-numérica é constituída de teclas
de sistema, teclas de funções, teclas alfanúmericas, LED´s indicadores e um display
LCD, geralmente de 2 linhas e 20 colunas.
O princípio de funcionamento consiste em préprogramar mensagens, onde cada uma possui
um número. Quando se deseja acessar
qualquer mensagem, basta fazer com que o
CLP coloque o número desta no registrador
designado para indicar qual mensagem será
mostrada no momento.
INTERFACE HOMEMMÁQUINA – IHM
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

Nas IHM's gráficas, o usuário pode, por meio de
um programa específico, desenhar comandos
em forma de botões, bem como, lâmpadas para
aviso ou alarmes, escolhendo cores, formatos,
tamanhos e definindo, também, endereços do
CLP para cada elemento.
O usuário pode modificar esta interface a
qualquer momento, acrescentando ou retirando
funções, de acordo com suas necessidades.
Existem IHM’s gráficas com tecnologia touch
screen (toque de tela).
REDES DE COMUNICAÇÃO
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A utilização de redes de comunicação de baixo
nível é cada vez mais freqüente e indispensável
no campo da automação e controle dos mais
variados processos de manufatura.
Em termos gerais existem três níveis de redes
de comunicação.
REDES DE COMUNICAÇÃO
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No topo da pirâmide (primeiro nível) está
situada a empresa através de uma visão
macro, tendo todas as ações da rede de
comunicação dirigidas para o controle
gerencial da produção.
Neste nível estão envolvidos a
administração, gerência, contabilidade,
compras, vendas, nível de produtividade,
banco de dados, entre outros.
Alto tráfego de informações.
REDES DE COMUNICAÇÃO
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No segundo nível estão localizadas as
células e/ou sistemas flexíveis de
manufatura onde os controladores
gerenciam processos, linhas de
montagens ou mesmo máquinas
automáticas.
A comunicação neste nível é feita entre
os mestres ou gerentes das células.
Tráfego de informações médio.
REDES DE COMUNICAÇÃO
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No nível mais baixo da pirâmide está
localizado o “barramento de campo”, que
é responsável pela comunicação entre os
dispositivos mais simples, utilizados no
chão da fábrica (sensores e atuadores) e
seus respectivos controladores.
Este nível se caracteriza, por possuir uma
quantidade de informações baixa
trafegando na rede, e trabalhando
também com velocidades/taxas de
transmissão também baixas.