{"id":7844,"date":"2023-01-27T12:36:00","date_gmt":"2023-01-27T15:36:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.altus.com.br\/?p=7844"},"modified":"2024-09-20T10:03:37","modified_gmt":"2024-09-20T13:03:37","slug":"recursos-de-hardware-e-software-de-um-clp","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.altus.com.br\/en\/post\/506\/recursos-de-hardware-e-software-de-um-clp","title":{"rendered":"Recursos de hardware e software de um CLP"},"content":{"rendered":"

Como j\u00e1 mencionamos no artigo sobre\u00a0a hist\u00f3ria do controlador program\u00e1ve<\/a>l, o termo CLP vem da abrevia\u00e7\u00e3o de Controlador L\u00f3gico Program\u00e1vel<\/b>, um dispositivo eletr\u00f4nico com hardware e software que permite comandar aplica\u00e7\u00f5es industriais. Dentre os seus componentes est\u00e3o o processador, a mem\u00f3ria, a fonte de alimenta\u00e7\u00e3o, os m\u00f3dulos de entrada e de sa\u00edda e os dispositivos de programa\u00e7\u00e3o. Um CLP tamb\u00e9m possui recursos de software espec\u00edficos que o permitem ser utilizado em diferentes aplica\u00e7\u00f5es para automa\u00e7\u00e3o, controle e monitoramento de processos e m\u00e1quinas de variados tipos e complexidades.<\/p>\n

Hoje, vamos aprofundar um pouco mais o assunto e falar sobre as principais caracter\u00edsticas de hardware e recursos de software avan\u00e7ados presentes nos CLPs mais avan\u00e7ados do mercado. Nos acompanhe pelos pr\u00f3ximos par\u00e1grafos e saiba mais sobre o funcionamento de um controlador program\u00e1vel.<\/p>\n

Conhecendo o hardware de um CLP<\/h2>\n

Agora que voc\u00ea j\u00e1 aprendeu um pouco sobre a hist\u00f3ria dos CLPs e viu alguns motivos do porque utilizar um controlador program\u00e1vel em sua unidade de neg\u00f3cio, vamos aprofundar um pouco mais o assunto e falar sobre as caracter\u00edsticas de hardware e recursos de software presentes nos principais produtos do mercado:<\/p>\n

Diagrama em blocos<\/b><\/p>\n

\"Diagrama<\/p>\n

Terminal de Programa\u00e7\u00e3o<\/b><\/p>\n

O terminal de programa\u00e7\u00e3o geralmente \u00e9 um computador que se conecta temporariamente ao CLP ou roteador (equipamento que realiza o roteamento de mensagens atrav\u00e9s de diferentes sub-redes, encaminhando-as ao o seu destino).<\/p>\n

O terminal de programa\u00e7\u00e3o pode ser utilizado para efetuar modifica\u00e7\u00f5es em programas aplicativos e verificar o funcionamento do sistema, acompanhando todos os passos do programa.<\/p>\n

Nos CLPs da S\u00e9rie Nexto, nossa principal fam\u00edlia de controladores program\u00e1veis, o software de programa\u00e7\u00e3o respons\u00e1vel por essas a\u00e7\u00f5es \u00e9 o MasterTool IEC XE. Recentemente, lan\u00e7amos uma nova vers\u00e3o do software, com novas funcionalidades e suporte a mais protocolos de comunica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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\"MasterTool<\/a><\/p>\n

Terminal de Supervis\u00e3o<\/b><\/p>\n

O terminal de supervis\u00e3o \u00e9 um computador que permanece conectado ao CLP para a aquisi\u00e7\u00e3o de dados da m\u00e1quina\/processo. Este computador executa um software supervis\u00f3rio que permite desenvolver telas, gr\u00e1ficos ou receitas para melhor visualizar o estado da m\u00e1quina\/processo.<\/p>\n

O SCADA\/HMI BluePlant \u00e9 a solu\u00e7\u00e3o para supervis\u00e3o, controle e aquisi\u00e7\u00e3o de dados da Altus, um software alia design, desempenho e alta conectividade em um sistema rico em recursos e funcionalidades. Com visual atraente e intuitivo, o supervis\u00f3rio possui uma arquitetura cliente-servidor com in\u00fameras op\u00e7\u00f5es de quantidades de tags de comunica\u00e7\u00e3o, al\u00e9m de simulador e ferramentas de depura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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Dispositivos de Campo<\/b><\/p>\n

Equipamentos como atuadores, sensores, transmissores e outros componentes respons\u00e1veis por monitor ou acionar outros elementos presentes em uma planta industrial<\/a>.<\/p>\n

Unidade Central de Processamento (CPU)<\/b><\/p>\n

A CPU \u00e9 a unidade “inteligente” do CLP onde s\u00e3o tomadas todas as decis\u00f5es para controle da m\u00e1quina\/processo. Ela recebe os dados de entrada, realiza as decis\u00f5es l\u00f3gicas baseada no programa aplicativo, armazena os dados e atualiza as sa\u00eddas.<\/p>\n

Programa aplicativo<\/b><\/p>\n

\u00c9 a l\u00f3gica existente entre os pontos de entrada e de sa\u00edda e que executa as fun\u00e7\u00f5es desejadas, de acordo com o estado das entradas no CLP.<\/p>\n

Microcontrolador<\/b><\/p>\n

Circuito mais importante dentro da CPU, \u00e9 ele que executa as fun\u00e7\u00f5es internas de controle de todos os circuitos e dados armazenados nas mem\u00f3rias do CLP.<\/p>\n

Mem\u00f3ria RAM<\/b><\/p>\n

Circuito respons\u00e1vel pelo armazenamento do programa aplicativo (desenvolvido para controlar a m\u00e1quina\/processo). A RAM \u00e9 uma mem\u00f3ria vol\u00e1til e perde os dados armazenados caso falte energia el\u00e9trica.<\/p>\n

Mem\u00f3ria FLASH<\/b><\/p>\n

Circuito respons\u00e1vel pelo armazenamento do programa aplicativo (desenvolvido para controlar a m\u00e1quina\/processo). A FLASH n\u00e3o necessita de energia el\u00e9trica para manter os dados armazenados.<\/p>\n

Entradas e sa\u00eddas (E\/S)<\/b><\/p>\n

Elementos (m\u00f3dulos) respons\u00e1veis pela interface entre CLP e os dispositivos de campo, realizando a isola\u00e7\u00e3o e filtragem dos sinais e a adapta\u00e7\u00e3o de n\u00edveis de tens\u00e3o e corrente at\u00e9 a CPU. S\u00e3o divididos em pontos de E\/S digitais ou canais anal\u00f3gicos.<\/p>\n

Ponto de entrada e de sa\u00edda<\/b><\/p>\n

Considera-se um ponto de entrada cada sinal recebido pelo CLP a partir de dispositivos ou componente externo (sensores). Ex.: micro-chaves, bot\u00f5es, rel\u00e9s, fim de curso, etc.<\/p>\n

J\u00e1 os sinais produzidos pelo CLP para acionar dispositivos ou componentes do sistema de controle (atuadores). Ex.: l\u00e2mpadas, solen\u00f3ides, motores, contatores, rel\u00e9s, etc.<\/p>\n

Entradas e sa\u00eddas discretas<\/b><\/p>\n

S\u00e3o os tipos de sinal mais comumente encontrados em sistemas com CLP. Nessas interfaces a informa\u00e7\u00e3o consiste em um \u00fanico bit cujo estado pode apresentar duas poss\u00edveis situa\u00e7\u00f5es: TRUE ou FALSE.<\/p>\n

Dispositivos de entrada \u2013 seletoras, bot\u00f5es pulsadores, sensores fotoel\u00e9tricos, chaves fim-de-curso, sensores de proximidade, chaves sensoras de n\u00edvel, contatos de rel\u00e9s, etc.<\/p>\n

Dispositivos de sa\u00edda \u2013 rel\u00e9s de controle, solen\u00f3ides, v\u00e1lvulas, contatoras, v\u00e1lvulas, alarmes, sinalizadores, sirenes, etc.\u00a0<\/p>\n

\u00a0\"Relacao<\/p>\n

Cada um desses elementos \u00e9 acionado por fontes de alimenta\u00e7\u00e3o distintas que normalmente n\u00e3o s\u00e3o de mesma magnitude ou natureza. Por esta raz\u00e3o, as interfaces com dispositivos de E\/S discretos s\u00e3o dispon\u00edveis em v\u00e1rios n\u00edveis de tens\u00e3o CA ou CC, seguindo alguns padr\u00f5es comerciais: 12 Vcc, 24 Vcc, 110 Vca e 220 Vca. As entradas\/sa\u00eddas CC podem ter configura\u00e7\u00e3o SINK (consumidora de corrente \u2013 comum negativo), SOURCE (fornecedora de corrente \u2013 comum positivo) ou ambas (se o hardware permitir). As figuras a seguir mostram configura\u00e7\u00f5es t\u00edpicas de entradas e sa\u00eddas discretas.<\/p>\n

Entradas e sa\u00eddas num\u00e9ricas<\/b><\/p>\n

A recep\u00e7\u00e3o ou envio de sinais num\u00e9ricos se d\u00e1 principalmente via pontos de E\/S anal\u00f3gicos. A diferen\u00e7a marcante em rela\u00e7\u00e3o aos sinais discretos \u00e9 que mais de um bit dever\u00e1 ser manipulado.\u00a0<\/p>\n

Entradas anal\u00f3gicas<\/b> \u2013 transdutores, potenci\u00f4metros, LVDT, etc.<\/p>\n

Sa\u00eddas anal\u00f3gicas<\/b> \u2013 v\u00e1lvulas anal\u00f3gicas, motores CC, atuadores, mostradores, etc.<\/p>\n

Entradas multibits<\/b> \u2013 chave thumbwheel, encoder (absoluto\/incremental), etc.<\/p>\n

Sa\u00eddas multibits<\/b> \u2013 motores de passo, display de sete segmentos\/alfanum\u00e9ricos, etc.<\/p>\n

\"Relacao<\/p>\n

As faixas de tens\u00e3o e corrente t\u00edpicas dos m\u00f3dulos anal\u00f3gicos s\u00e3o:<\/p>\n

Corrente <\/b>\u2013 0 a 20 mA ou 4 a 20 mA.<\/p>\n

Tens\u00e3o <\/b>\u2013 0 a 10 V e -10 V a +10 V.<\/p>\n

Fonte de alimenta\u00e7\u00e3o<\/b><\/p>\n

A fonte de alimenta\u00e7\u00e3o desempenha importante papel na opera\u00e7\u00e3o do sistema de um CLP. Al\u00e9m de fornecer todos os n\u00edveis de tens\u00e3o para alimenta\u00e7\u00e3o da CPU e dos m\u00f3dulos de E\/S, ela funciona como um dispositivo de prote\u00e7\u00e3o, garantindo a seguran\u00e7a e a integridade da tens\u00e3o de alimenta\u00e7\u00e3o para todo o sistema, via monitoramento das grandezas el\u00e9tricas.<\/p>\n

Recursos de software embarcados em um CLP<\/h3>\n

Atualmente, CLPs dos mais variados modelos j\u00e1 contam com recursos avan\u00e7ados de software capazes de refor\u00e7ar a seguran\u00e7a da aplica\u00e7\u00e3o, aumentar a produtividade de processos e qualificar a experi\u00eancia de programa\u00e7\u00e3o e opera\u00e7\u00e3o do usu\u00e1rio.<\/p>\n

Vamos ver alguns destes recursos dispon\u00edveis nos controladores program\u00e1veis mais avan\u00e7ados do mercado, como os CLPs da S\u00e9rie Nexto.<\/p>\n

Suporte a multiprotocolos
<\/b><\/p>\n

Para atender \u00e0s variadas demandas do segmento industrial, os CLPs mais modernos do mercado contam com suporte a diferentes protocolos de comunica\u00e7\u00e3o, o que lhes permite comunicar com uma ampla gama de dispositivos de m\u00faltiplos fornecedores.<\/p>\n

Os produtos da S\u00e9rie Nexto, por exemplo, possuem suporte aos protocolos MODBUS TCP e RTU, PROFIBUS, PROFINET, CANopen e J-1939, IEC 60870-5-104, EtherCAT, EtherNet\/IP, OPC DA, OPC UA e MQTT, dependendo do modelo de CPU. Clique no banner abaixo e conhe\u00e7a os protocolos dispon\u00edveis em cada um dos CLPs da s\u00e9rie:<\/p>\n

\"Protocolos<\/a><\/p>\n

Biblioteca avan\u00e7ada de Function Blocks<\/b><\/p>\n

Os Blocos de fun\u00e7\u00e3o, ou Function Blocks, s\u00e3o um meio de programa\u00e7\u00e3o que permite especificar algoritmos ou conjunto de a\u00e7\u00f5es aplicados aos dados de entrada em um CLP. Eles s\u00e3o ideais para rodar algoritmos do tipo PID (Proporcional, Integrativo e Derivativo), contadores, filtros, l\u00f3gicas booleanas, entre outros.<\/p>\n

Os blocos funcionais mais avan\u00e7ados permitem programas de opera\u00e7\u00f5es num\u00e9ricas, deslocamento, opera\u00e7\u00f5es com sequ\u00eancia de bits, processamento de caracteres, convers\u00e3o de unidades de engenharia, entre outros.<\/p>\n

WebServer embarcado<\/b><\/p>\n

Ferramenta permite a cria\u00e7\u00e3o de telas de supervis\u00e3o e monitoramento de aplica\u00e7\u00e3o sem a necessidade de usar um sistema SCADA. Embarcado na mem\u00f3ria do controlador program\u00e1vel, o recurso pode ser acessado atrav\u00e9s do navegador web de qualquer dispositivo (computador, tablet ou smartphone) conectado \u00e0 rede. Al\u00e9m de permitir ao usu\u00e1rio controlar o sistema remotamente, a funcionalidade representa uma consider\u00e1vel economia para o projeto, uma vez que dispensa a utiliza\u00e7\u00e3o de equipamentos e softwares dedicados \u00e0 supervis\u00e3o.<\/p>\n

Leitura e escrita direta em bancos de dados e conex\u00e3o com a nuvem<\/span><\/p>\n

Para atender \u00e0s demandas mais atuais e ter total ader\u00eancia ao universo IoT, as CPUs mais modernas tamb\u00e9m precisam ter capacidade de escrita direta em banco de dados, como o MSSQL, e intera\u00e7\u00e3o direta com os servi\u00e7os de hospedagem na nuvem mais relevantes do mercado, como Microsoft Azure, IBM Cloud, Google One e Amazon AWS.<\/p>\n

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