Programação PLC: Um guia definitivo para iniciantes 

Este artigo pretende fornecer um roteiro de compreensão estruturado e completo para iniciantes, especialistas em transição de outros mercados e designers que buscam sistematizar seu entendimento.

Certamente examinaremos a experiência fundamental necessária para a programação de PLC, contrastaremos e avaliaremos os tradicionais CLP produtos de automação no mercado e traçar um caminho de entendimento eficaz do conceito à prática, ajudando você a obter uma vantagem no período do Setor 4.0.

Por que o PLC é a “moeda forte” do futuro

Quando falamos em "Indústria 4.0", "Produção Inteligente" ou "Internet dos Pontos (IoT)", imaginamos uma fábrica do futuro extremamente automatizada e orientada por dados. Por trás dessa grande história, conduzindo silenciosamente cada atividade específica na linha de produção, está o Controlador de Raciocínio Programável (CLP).

Criado na década de 1960 para mudar grandes e complexos armários de controle de relés, ele evoluiu para um sistema de computador comercial que incorpora controle, computação e comunicação.

Das linhas de soldagem na fabricação de veículos às linhas de embalagem no setor alimentício, dos sistemas de água urbanos aos modernos centros de organização logística, os PLCs são onipresentes.

De acordo com um registro da MarketsandMarkets, o mercado mundial de PLC deve continuar seu desenvolvimento estável, impulsionado pela busca incessante do setor de manufatura mundial por maior desempenho, alta qualidade e flexibilidade.

Por essa razão, compreender programas de CLP indica que você adquiriu a capacidade de “falar” com dispositivos industriais modernos, tornando-se um “dinheiro vivo” indispensável em sua carreira especializada.

No entanto, muitos se sentem desanimados ao se deparar com PLCs pela primeira vez: "Não tenho formação em eletricidade, posso aprender?" "O conhecimento é tão complicado, por onde eu começo?"

Este breve artigo certamente eliminará essas questões e demonstrará que, com a técnica ideal, qualquer indivíduo pode compreender sistematicamente as exibições de PLC.

I. Estruturar uma base sólida: os 3 pilares dos programas PLC.

Assim como descobrir qualquer idioma exige primeiro entender o alfabeto e a gramática, descobrir programas PLC deve começar com suas partes mais essenciais.

1. A Linguagem das Máquinas: Equipamentos Numéricos

O mundo interno de um CLP é um globo binário composto de "0s" e "1s". Todas as direções e dados complicados são inevitavelmente equiparados a este tipo mais básico de sinal elétrico (LIGADO/DESLIGADO).

Portanto, reconhecer diferentes sistemas numéricos e suas conversões é o passo inicial para descobrir programas de PLC.

• Binário: A linguagem operacional básica de um CLP, incluindo apenas 0 e 1. Por exemplo, a visibilidade ou ausência de um sinal de entrada ou o estado de partida/parada de um motor podem ser representados por 1 e 0.
• Decimal:O sistema de contagem mais familiar para nós no dia a dia, composto pelos dígitos de 0 a 9.
• Hexadecimal: Criado para representar números binários longos de forma muito mais compacta, consistindo de 0 a 9 e AF. É usado regularmente ao lidar com endereços de memória e interação de dados.

Dica: você precisa ser proficiente na transformação entre decimal e binário, pois os pontos de ajuste dos temporizadores e contadores do PLC (em decimal) são armazenados e refinados internamente no formato binário.

Tabela de conversão do sistema numérico.

2. Os Recipientes de Informação: Tipos de Dados

Se os sistemas numéricos são as letras, então os tipos de dados são as regras que definem exatamente como organizar essas letras em “palavras”.

Em um CLP, as informações são armazenadas em vários tamanhos e estilos para atender às diferentes necessidades da aplicação. Tomando como exemplo os CLPs Siemens amplamente utilizados, os tipos de dados típicos consistem em:

• Pedaço: A menor unidade de dados, com valor de 0 ou 1. Representa um botão ou um sinal de unidade de detecção.
• Byte:Composto por 8 pequenos pedaços.
• Palavra: Composto por 2 bytes (16 bits). Geralmente usado para armazenar números inteiros (Int).
• Palavra Dupla: Composto por 2 palavras (32 bits). Pode ser utilizado para armazenar números inteiros maiores (DInt) ou números reais.
• Real/Flutuante: Um número de ponto flutuante utilizado para representar valores específicos com decimais, como níveis de temperatura ou sinais analógicos de estresse. Ocupa 32 bits de memória.

Relacionamentos de tipo de dados e tamanho.

Reconhecer esses tipos de informação é crucial. O uso de um tipo de informação incorreto pode resultar em erros de programa ou estouro de dados.

Por exemplo, manter um valor de temperatura que requer precisão decimal diretamente em uma variável Integer (Int) certamente fará com que o componente fracionário seja cortado.

3. A Regulação da Lógica: Álgebra Booleana

A álgebra booleana é o cerne da programação do Raciocínio Ladder. Ela especifica associações racionais básicas, consistindo principalmente de "E", "OU" e "NÃO".

• E: O resultado é 1 somente se todas as condições forem reais ao mesmo tempo (1 ). No Raciocínio Ladder, isso é representado por chamadas em série . Circunstância de Aplicação: Uma máquina só pode iniciar se a “Parada de emergência não for pressionada” (Problema A = 1) E o “Botão Iniciar for pressionado” (Condição B = 1).
• OU: O resultado é 1 se pelo menos um problema for verdadeiro (1 ). Na Lógica Ladder, isso é representado por chamadas em paralelo. Circunstância de Aplicação: Uma lâmpada do sistema de alarme é acionada se “A temperatura estiver alta” (Problema A = 1) OU “A pressão estiver incomum” (Condição B = 1).
• NÃO: O resultado é o inverso do problema. No Raciocínio Ladder, isso é representado por uma chamada Geralmente Fechada (NC). Cenário de Aplicação: Quando o "nível do tanque não está completo" (Condição A = 0), a bomba deve funcionar (Saída Y = 1). Este problema é aplicado no programa usando uma chamada NC que significa "nível não completo".

Ao compreender essas 3 operações sensatas padrão, você pode ler e criar a maior parte dos programas essenciais de PLC.

II. Comparação dos principais produtos de automação PLC

Depois de dominar os fundamentos, o próximo passo importante é selecionar uma marca de PLC ideal para um estudo completo.

Diferentes marcas possuem posicionamentos de mercado, programas, softwares e aplicações setoriais distintos. Abaixo, uma análise comparativa de diversas marcas internacionais significativas de PLC.

Recomendação para iniciantes:

• Se o seu objetivo são plantas grandes ou ferramentas fabricadas na Europa, começar com o Siemens S7-1200 e o TIA Portal é a melhor escolha devido à sua alta participação de mercado e liderança técnica.
• Se você está se concentrando em dispositivos pequenos ou tem um orçamento limitado, a série Mitsubishi FX é um excelente ponto de partida, com muitos recursos de aprendizagem e custos de hardware bastante reduzidos.

III. Do Conceito à Prática: Um Caminho de Aprendizagem de Alta Eficiência em Quatro Etapas

O conhecimento acadêmico é a base, mas somente o método pode construir o arranha-céu. 

Etapa 1: Simulação de software para se familiarizar com a atmosfera

Baixe e instale o software de exibição da marca selecionada (por exemplo, TIA Site, GX Works3). Sem comprar nenhum hardware, use a função de simulação integrada para criar seu primeiro trabalho "Olá, Mundo" – um circuito simples de partida-parada-trava.

Acostume-se com a interface do usuário do software, como produzir tags (variáveis), como escrever raciocínio em escada e como baixar e monitorar um programa.

Ação 2: Domine as instruções básicas 

Descubra e pratique sistematicamente as seguintes funções essenciais:

• Diretrizes de lógica de bits: AND, OR, NOT, Bobinas de saída e assim por diante.
• Temporizadores: Atraso de ativação (BUNCH), atraso de desativação (TOF) para implementar recursos como início atrasado e encerramento adiado.
• Contadores: Contagem crescente (CTU), contagem regressiva (CTD) para coletar contagens de itens, gravar tempos de ciclo em vídeo e assim por diante.
• Diretriz de movimentação (MOV): Para realocar dados de um endereço de memória para outro.

Etapa 3: Realizar estudos situacionais padrão

Assim que você tiver entendido as instruções básicas, tente concluir algumas tarefas tradicionais de nível básico, como:

• Controle de avanço/reverso do motor trifásico.
• A tensão reduzida em estrela-triângulo começou.
• Controle de tráfego.
• Controle automático de carrinho alternativo.

Esses estudos de caso certamente ajudarão você a vincular instruções específicas a uma estrutura lógica para resolver problemas do mundo real.

Ação 4: Explorar recursos avançados e método prático

Quando estiver confortável com programas fundamentais, você pode progredir para áreas mais avançadas:

• Processamento de Sinal Analógico: Descubra como verificar sinais de unidades de detecção analógicas (nível de temperatura, pressão) e realizar o controle PID.
• Contagem de alta velocidade e saída de pulso: Utilizado para vincular encoders e gerenciar motores elétricos de passo/servo.
• Comunicação e Networking: Descubra a troca de informações entre PLCs ou entre um PLC e um IHM (Interface Homem-Máquina) ou um computador gerencial.
• Procure oportunidades práticasSe possível, adquira um pacote inicial de CLP para prática em fiação elétrica e depuração. Absolutamente nada proporciona maior sensação de realização e compreensão mais profunda do que acender uma luz ou acionar um motor. Você também pode consultar requisitos e melhores práticas de empresas renomadas, como a International Culture of Automation (ISA), para aprimorar sua competência profissional.

Conclusão

Conhecer os shows do PLC não é uma tecnologia moderna inacessível, é uma jornada de avanço de habilidade com um caminho e raciocínio claros.

Os princípios básicos são: inicialmente, desenvolva uma sólida compreensão dos três pilares teóricos: sistemas numéricos, tipos de dados e procedimentos lógicos. Em segundo lugar, escolha sensatamente uma marca de CLP convencional como sua plataforma de aprendizagem, com base nos seus objetivos de trabalho e nas demandas do mercado. Por fim, siga um caminho estruturado da simulação à aplicação prática, e do simples ao complexo, internalizando o conhecimento acadêmico em uma capacidade analítica sensata com prática contínua e desafios baseados em projetos.

A onda da automação industrial chegou e, como pressão central nessa revolução, a importância do CLP não pode ser superestimada.

Começar sua jornada de aprendizado agora não é apenas um investimento em uma habilidade – é um investimento financeiro em um futuro repleto de oportunidades. Esperamos que este guia sirva como um ponto de partida poderoso e um companheiro confiável em sua jornada para dominar os programas de PLC.