Controladores Programáveis - aula 01

Introdução ao CP (CLP)

Conceitos de programação

A unidade curricular “Controladores Lógicos Programáveis” têm como objetivo apresentar as diversas tecnologias que permitem implementar um sistema automatizado de manufatura para o controle de máquinas e equipamentos através da utilização dos controladores programáveis.
A unidade curricular abordará os conhecimentos relacionados ao CP (controladores programáveis), como o funcionamento do CP, suas unidades e regiões de memorias, bem como sua arquitetura e especificação de hardware, descrevendo assim suas interfaces e módulos digitais e analógicos, de entradas e saídas.
Devem ser abordados também os conhecimentos relacionados às linguagens de programação, apresentando a norma internacional de padronização das linguagens. Posteriormente conhecer as estruturas de programação, as entradas, as saídas e a memória, as variáveis os comentários, os dados de programação e os tipos de linguagem utilizados. Enfatizar a importância das aplicações dessas linguagens e suas técnicas estruturadas de programação.
Estudar a linguagem Ladder, a análise de metodologias, os diagramas de contato e as ações impulsionais na detecção de eventos. Apresentar as introduções de comandos mais utilizadas, como contador, temporizador, instruções de comparação e os comandos mover e conversor.

Controladores programáveis

Ao pensar na atuação da automação em mecatrônica imagina-se logo o CLP. Esse importante equipamento é utilizado em diversos seguimentos da indústria, como área de alimentos, de bebidas, de plástico, de papel e celulose, de mineração, bem como indústria automotiva, química, têxtil, farmacêutica, siderúrgica, metalúrgica, entre outras.

fonte: Senai - RS

De forma resumida o CLP é um equipamento eletrônico desenvolvido para controlar diversos tipos de máquinas e processos, por meio de uma memória programável e um software, ele executa instruções que implementam funções lógicas em sistemas de acionamento e controle.

Definição

Algumas definições do CP conforme instituições normativas: 

Princípios de funcionamento

Por se tratar de um sistema microprocessado o CP é constituído de uma CPU contendo:

• Um microprocessador ou um microcontrolador; 
• Um programa monitor; 
• Uma memória de programa; 
• Uma memória de dados; 
• Uma ou mais interfaces de entrada; 
• Uma ou mais interfaces de saída; 
• Circuitos auxiliares. 

De forma geral o CP possui dois modos de operação: o modo de programação e o modo de operação.

• Modo de programação (program): nesse modo o controlador fica aguardando configuração ou recepção de um novo programa (upload), sem executar nada (off-line). 
• Modo de execução (run): nesse modo o controlador executa o programa passado pelo usuário, e também assumir estado de falha (fault).

Memórias do Controlador Programável

A área destinada para o armazenamento das instruções e dados lidos externamente e internamente são conhecidas como memória.
Dividida por regiões (setores), a memória possui um recurso que informa em que parte dos setores se encontra determinados dados. Alguns desses setores são destinados ao uso restrito do software de gerenciamento do CP, outros em grande parte da memória encontram-se as funções especiais e setores para o usuário.

Tipos de memórias

Os principais tipos de memória de um CP que afetam a maneira como as instruções programadas são alteradas estão descritas como:

Memória ROM (Read Only Memory): a gravação do seu conteúdo (dados ou programas) normalmente ocorre na fábrica podendo somente ser lido e nunca alterado.
Memória RAM (Random Access Memory): desenvolvida para que a informação possa ser escrita ou lida em qualquer posição de memória com alta velocidade.
Memória PROM (Programmable Read Only Memory): tipo especial de memória ROM que pode ser programada, raramente encontrada nos CPs, mas quando usada, é aplicada para o armazenamento permanente de dados para algum tipo de memória RAM. Embora seja programada, é por uma única vez.
Memória EPROM (Eraseble PROM): é um dispositivo de armazenamento semipermanente, que armazena um programa até que ele necessite ser alterado. Ela não permite mudanças no programa e entradas de dados enquanto o CP apresentar estado on-line.
Memória EEPROM (Eletrically Erasable PROM): usada na grande maioria dos controladores de pequeno e médio porte como única memoria do sistema. Ela fornece armazenamento permanente para o programa e pode ser facilmente alterada com o uso de um dispositivo de programação (PC), ou uma unidade de programação manual (IHM).
Memória FLASH: é um dos tipos mais recentes de memória. Ajuda na facilidade de atualização de firmware dos equipamentos.

O acesso à memória pelo usuário se dá através de bytes (8 bits).

Unidade básica de memória

Para os usuários do CP os dados são visíveis em vários formatos: Bit, Bytes, Words e Double worlds, entre outras formas.

Bit (Binary Digit): é a menor unidade de informação em um sistema binário. É a unidade básica de informação e pode assumir apenas dois estados “0” e “1”.

Nibble: agrupamento de quatro bits, utilizado normalmente para armazenamento de códigos BCD.

Byte: unidade constituída pelo agrupamento de oito bits. Pode armazenar um caractere do tipo ASCII ou um número entre 0 e 255, dois números BCD ou oito indicadores de um bit.

Word/palavra: uma palavra corresponde a uma certa quantidade de bits que pode variar de um processador para o outro. O mais comum é uma palavra ter 16 bits.