Controladores Programáveis - aula 03

Controladores Programáveis - aula 03

Modos de operação de um CLP

De uma maneira geral um CLP pode estar nos modos de operação de programação ou execução.

Modo de programação

Nesse modo o CP não executa nenhum programa, ele fica aguardando para ser configurado ou receber novos programas ou até receber modificações em programas já instalados.

Modo de execução

O CP passa a executar o programa elaborado pelo usuário no modo de execução (Run). O funcionamento do CP é baseado em um sistema microprocessado em que há uma estrutura de software que realiza continuamente ciclos de leitura chamados de Scan.
O ciclo de varredura de um CP é constituído de três processos:

Efetua a leitura dos dados através dos dispositivos via interface de entrada;

Executa o programa de controle armazenado na memória;

Escreve ou atualiza os dispositivos de saída via interface de saída.

No momento que é energizado e o CP está no modo de execução, uma rotina é inicializada realizando as seguintes operações:

•  Limpeza da memória de imagem, para os operandos não retentivos;
•  Teste de memória RAM;
•  Teste de execução do programa.

A CPU inicia uma sequência das instruções em laço, onde o primeiro passo a ser executado é a leitura dos pontos de entrada. No processo de pontos de entrada a CPU endereça o sistema de E/S, coleta os estados atuais dos dispositivos conectados e armazena as informações de forma binária (1/0), ficando armazenada em uma região da memória denominada Tabela Imagem das Entradas.
A tabela Imagem das Entradas é utilizada para obter os estados dos dispositivos no processo de execução da lógica, os resultados dessa lógica que atuam em determinadas saídas ficam armazenados em uma área de memória denominada Tabela imagem das Saídas.
Na execução da lógica programada, a Tabela Imagem das Saídas é consultada para referenciar uma saída qualquer, sem fazer nenhuma referência a pontos externos de entrada ou saída, somente com informações obtidas da memória.
Durante a atualização de saídas, uma varredura é executada pela CPU na Tabela Imagem das Saídas e através do endereçamento do sistema E/S o estado dos dispositivos de saída são atualizados de acordo com o programa do usuário. Feito isso, ao final da atualização da Tabela Imagem das Saídas, é feita a transferência dos valores atuais para os cartões de saída, finalizando o ciclo de varredura.
Começa a partir daí um novo Scan, e a operação continua enquanto o controlador estiver no modo execução.
Para verificação de erros, é estipulado um tempo de processamento, que é supervisionado por um circuito chamado Watch Dog Timer. Se o tempo estipulado for ultrapassado, a execução do programa é interrompida pela CPU assumindo um estado de falha (fault).
A execução de um ciclo completo é chamada de tempo de varredura (scan time), e esse tempo pode variar conforme o controlador, pois depende de sua arquitetura, clock, tamanho da palavra etc.

Tipos de CLP

Os Controladores programáveis podem ser classificados de acordo com a disposição de seus elementos, podendo ser compactos e moduladores.

CLPs compactos

Esses controladores são normalmente considerados de pequeno porte, e em sua estrutura possuem a fonte de alimentação, a CPU e os módulos de E/S. Suportam uma grande variedade de módulos especiais vendidos como opcionais, como:

•  Entradas e saídas analógicas; 
•  Contadores rápidos; 
•  Módulos de comunicação; 
•  Interfaces Homem-Máquina (IHM); 
•  Expansões de I/O.

CLPs modulares

São compostos por uma estrutura onde cada módulo executa uma determinada função. É possível ter processador e memória em um único módulo com fonte separada ou as três partes juntas em um único gabinete. De acordo com as características necessárias, o sistema de entrada/saída é colocado em posição pré-definida (racks), formando uma configuração de médio e grande porte. Assim têm-se os seguintes elementos para formar o CLP:

•  Rack; 
•  Fonte de alimentação; 
•  CPU; 
•  Módulos de E/S.