[gtraduzir]

Compreendendo PLCs: Usos de controladores lógicos programáveis

Controladores Lógicos Programáveis (PLCs) se tornaram parte integrante da automação industrial moderna. Se você já se perguntou como máquinas e linhas de produção complexas realizam tarefas com tanta precisão, a resposta está no uso de PLCs.

Este artigo desmistifica para que serve um PLC, como ele funciona e por que ele é crucial no cenário industrial atual. Não importa se você é novo no conceito ou está buscando aprofundar seu entendimento, continue lendo para descobrir o papel fundamental dos PLCs na automação de processos industriais.

Índice

O que é um CLP e como ele funciona?

Um controlador lógico programável (CLP) é um computador industrial especializado projetado para automatizar e controlar processos em tempo real. Diferentemente de computadores comuns, os PLCs são construídos para suportar condições ambientais severas, como temperaturas extremas, umidade e ruído elétrico, tornando-os ideais para ambientes industriais.

Componentes de um CLP

Um sistema PLC típico compreende:

  • Unidade Central de Processamento (CPU): O cérebro que executa o programa PLC.
  • Módulos de entrada: Receba sinais de dispositivos de entrada, como sensores, interruptores e botões.
  • Módulos de saída: Envie sinais para dispositivos de saída, como motores, válvulas e luzes.
  • Fonte de energia: Fornece a energia necessária ao CLP.
  • Dispositivo de programação: Usado para programar e configurar o CLP, geralmente por meio de software de programação especializado.

Como funciona um CLP?

Um CLP opera por meio de ciclos contínuos em três etapas principais:

  1. Varredura de entrada: O CLP recebe dados de entrada de dispositivos de entrada conectados.
  2. Execução do Programa: Processa os dados de entrada usando a lógica do programa definida no programa do CLP.
  3. Varredura de saída: envia comandos para dispositivos de saída com base nos dados processados.


Este processo cíclico permite que o CLP monitore e controle os processos de forma eficiente, garantindo a operação precisa de máquinas e sistemas.

Por que os CLPs são usados na automação industrial?

PLCs são usados extensivamente em automação industrial devido à sua confiabilidade, flexibilidade e eficiência. Aqui estão as principais razões pelas quais as indústrias usam PLCs:

Confiabilidade e durabilidade

  • Design robusto: Os CLPs são projetados para operar em condições difíceis, minimizando o tempo de inatividade.
  • Desempenho consistente: Eles fornecem controle estável sobre os processos, essencial para manter a qualidade.

Flexibilidade e Escalabilidade

  • Estrutura modular: PLCs modulares como Mitsubishi PLC permite fácil expansão adicionando módulos PLC.
  • Adaptabilidade:Os programas podem ser modificados para acomodar mudanças no processo de produção sem alterar o hardware.

Operação em tempo real

  • Resposta imediata: Os PLCs operam em tempo real, garantindo que os processos reajam rapidamente às entradas
  • Controle de precisão: Gerencie tarefas complexas com alta precisão, essencial para processos industriais modernos.

Simplificação de Sistemas Complexos

  • Substitui sistemas de lógica de relé: Simplifica a fiação e reduz os componentes físicos necessários.
  • Solução de problemas aprimorada: Mais fácil identificar problemas dentro do programa PLC em comparação aos sistemas tradicionais.

Tipos de CLPs: Escolhendo o Controlador Lógico Programável Certo

Quando se trata de escolher um CLP, é essencial entender os diferentes tipos de CLPs.

CLPs modulares

  • Descrição: Consiste em módulos separados para a CPU, entradas, saídas e protocolos de comunicação.
  • Vantagens: Altamente escalável e personalizável para necessidades específicas.
  • Aplicações: Adequado para processos complexos que exigem inúmeras entradas e saídas.

PLCs compactos (PLCs padrão)

  • Descrição: Unidades tudo-em-um com recursos de E/S fixos.
  • Vantagens: Econômico e economiza espaço.
  • Aplicações: Ideal para tarefas de controle mais simples com requisitos de E/S limitados.

PLCs montados em rack

  • Descrição: Os módulos são montados em racks, permitindo ampla expansão.
  • Vantagens: Suporta um grande número de pontos de E/S e alto poder de processamento.
  • Aplicações: Aplicações industriais em larga escala, como controle de processos em refinarias de petróleo.

Ao selecionar um CLP, considere fatores como:

  • Complexidade do processo: A natureza das tarefas e o controle necessário.
  • Requisitos de E/S: Número e tipo de dispositivos de entrada e saída.
  • Condições ambientais: Temperatura, poeira e níveis de umidade no ambiente operacional.
  • Necessidades de comunicação: Integração com sistemas SCADA, IHMs, e outros dispositivos externos.

Marcas como Omron PLC e Schneider PLC oferecemos vários PLCs com diferentes recursos de PLC para atender a diversas necessidades industriais.

Como os PLCs são programados? Compreendendo as linguagens de programação de PLC

Os CLPs são programados usando linguagens de programação especializadas que instruem o CLP sobre como responder a condições de entrada específicas.

Linguagens comuns de programação de PLC

  1. Lógica Ladder (Diagrama Ladder)
    • Linguagem de programação de CLP mais comumente usada.
    • Semelhante à lógica de relé tradicional, o que o torna intuitivo para engenheiros familiarizados com circuitos elétricos.
    • Ideal para operações simples de controle e sequenciamento.
  2. Texto estruturado
    • Linguagem textual de alto nível semelhante ao Pascal.
    • Adequado para funções e algoritmos matemáticos complexos.
  3. Diagrama de Blocos Funcionais (FBD)
    • Linguagem gráfica que utiliza blocos para representar funções.
    • Excelente para controle de processo analógico e bloco de função
  4. Diagrama de funções sequenciais (SFC)
    • Representa processos como uma série de etapas e transições.
    • Útil para processos em lote e funções sequenciais.
  5. Lista de instruções
    • Linguagem textual de baixo nível semelhante a código assembly.
    • Eficiente, mas menos intuitivo devido à sua sintaxe concisa.

Conceitos de programação

  • Entradas e saídas: Entender como dispositivos de entrada, como sensores e interruptores, afetam as saídas.
  • Lógica de controle: Desenvolver lógica de programa que defina o relacionamento entre entradas e saídas.
  • Temporizadores e contadores: Gerenciando eventos com base em tempo ou contagens.
  • Tratamento de dados: Trabalhando com variáveis, matrizes e armazenamento de dados.

Software de programação

Os fabricantes geralmente fornecem software de programação proprietário para seus PLCs. Esse software inclui ferramentas para escrever, simular e depurar programas PLC.

Usar um PLC efetivamente requer familiaridade com esses conceitos e linguagens de programação. Ao alavancar a linguagem apropriada, os engenheiros podem criar sistemas de controle eficientes e robustos.

PLCs, sistemas SCADA e IHMs: como eles operam juntos?

No campo da automação industrial, os CLPs geralmente funcionam junto com sistemas SCADA e IHMs para formar um sistema de controle integrado.

PLCs (Controladores Lógicos Programáveis)

  • Papel: Execute o controle no nível da máquina ou do processo.
  • Funcionalidade: Processe dados de entrada e controle dispositivos de saída em tempo real.

IHMs (Interfaces Homem-Máquina)

  • Papel: Fornecer uma interface entre operadores e máquinas.
  • Funcionalidade: Exiba dados do processo, permita entradas do usuário e visualize os status do sistema.
  • Exemplos: Proface HMIMitsubishi HMI.

Sistemas SCADA (Controle de Supervisão e Aquisição de Dados)

  • Papel: Supervisionar e controlar vários PLCs em uma instalação ou região.
  • Funcionalidade: Colete dados de PLCs, forneça controle de supervisão e facilite a análise de dados.
  • Importância: Crítico para operações de larga escala, como estações de tratamento de água e redes elétricas.

Protocolos de Comunicação

  • Propósito: Permitir troca de dados entre PLCs, HMIs e sistemas SCADA.
  • Protocolos comuns: Modbus, Profibus, Ethernet/IP.
  • Benefícios: Permitir controle coordenado, registro de dados e monitoramento remoto.

Ao integrar esses sistemas, as indústrias alcançam automação contínua, maior eficiência e melhores capacidades de tomada de decisão.

Aplicações de CLPs em Automação Industrial

PLCs são usados em várias indústrias devido à sua versatilidade. Aqui estão algumas aplicações típicas:

Fabricação

  • Linhas de montagem: Controlar braços robóticos, transportadores e máquinas-ferramentas.
  • Controle de qualidade: Monitore os parâmetros de produção para garantir consistência.

Setor de Energia

  • Geração de energia: Gerenciar turbinas, geradores e sistemas de distribuição.
  • Petróleo e Gás: Controlar operações de perfuração e sistemas de dutos.

Gestão de Água e Resíduos

  • Estações de Tratamento: Regular bombas, misturadores e dosagem de produtos químicos.

Indústria Automotiva

  • Linhas de Produção: Coordenar tarefas complexas na montagem de veículos.

Automação de Edifícios

  • Sistemas HVAC: Controle o aquecimento, a ventilação e o ar condicionado.
  • Sistemas de Iluminação: Automatize a iluminação com base na ocupação ou na hora do dia.

Ao usar um CLP, as indústrias podem automatizar processos, aumentar a segurança, reduzir erros humanos e otimizar as operações.

Exemplo do mundo real: controle de uma linha de produção inteira

Um CLP pode gerenciar uma linha de produção inteira por:

  1. Recebendo entradas: Coleta de dados de sensores (temperatura, pressão, proximidade).
  2. Processamento de dados: Executar o programa PLC para determinar ações necessárias.
  3. Saídas de controle: Operar motores, atuadores e outros dispositivos para executar tarefas.
  4. Comunicando: Compartilhamento de informações com sistemas SCADA e IHMs para monitoramento e controle.

Essa integração minimiza o tempo de inatividade e aumenta a produtividade.

Perguntas frequentes

O mais comumente usado para programar PLCs é o Ladder Logic, que se assemelha a diagramas lógicos de relés elétricos. Ele é intuitivo para aqueles familiarizados com esquemas de circuitos e é ideal para tarefas de controle simples a moderadamente complexas.

PLCs se comunicam usando várias portas e protocolos de comunicação, como Ethernet/IP, Modbus e Profibus. Esses protocolos permitem a troca de dados com HMIs, sistemas SCADA e outros dispositivos externos, facilitando o controle e o monitoramento integrados.

  • Flexibilidade: Facilmente reprogramável para diferentes tarefas.
  • Economia de espaço: Reduz a complexidade da fiação.
  • Confiabilidade: Menores taxas de falhas devido a menos componentes mecânicos.
  • Funções avançadas: Recursos como registro de dados, cálculos complexos e comunicação de rede.

Considerar:

  • Requisitos do processo: Complexidade e necessidades de controle.
  • Contagem de E/S: Número de entradas e saídas necessárias.
  • Fatores ambientais: Condições operacionais como temperatura e poeira.
  • Escalabilidade: Possível expansão futura.
  • Compatibilidade: Integração com sistemas existentes.

Sim, PLCs podem processar tanto sinais analógicos (valores variáveis) quanto sinais discretos (estados on/off). Módulos de entrada estão disponíveis para vários tipos de sinais, permitindo que PLCs manipulem diversas entradas de dados.

Potencialize seus projetos com PLC Omron, Mitsubishi, Schneider novos e originais – em estoque, prontos agora!

Conclusão

  • CLPs são computadores industriais especializados usados para automatizar e controlar máquinas e processos em tempo real.
  • Eles operam processando dados de entrada de dispositivos de entrada e controlando dispositivos de saída com base na lógica de controle programada.
  • Programar um CLP envolve o uso de linguagens como Lógica Ladder, Texto Estruturado e Diagrama de Blocos Funcionais.
  • Os tipos de PLCs incluem PLCs modulares, PLCs compactos e PLCs montados em rack, cada um adequado para diferentes aplicações.
  • Os CLPs geralmente trabalham junto com IHMs e sistemas SCADA para formar soluções de automação abrangentes.
  • A escolha de um CLP exige considerar a complexidade do processo, as necessidades de E/S, as condições ambientais e a escalabilidade.
  • Os CLPs são usados em vários setores, aumentando a eficiência, a confiabilidade e a segurança nas operações.

 

Procurando por PLCs novos e originais para seus projetos? Na Kwoco, estocamos os PLCs mais recentes das principais marcas como Omron, Mitsubishi, e Schneider. Compre com confiança — envio rápido, qualidade garantida! Compre agora

Contate-nos

Basta preencher seu nome, endereço de e-mail e uma breve descrição de sua consulta neste formulário. Entraremos em contato com você em até 24 horas.

Você também pode achar esses tópicos interessantes

fornecedor de servo mitsubishi

Canadá Top 5 Fornecedor de Servo Mitsubishi

Como engenheiro dedicado na Kwoco, passei anos navegando no cenário da automação industrial. Minha experiência com marcas de renome internacional como a Mitsubishi me equipou com o conhecimento para identificar os melhores fornecedores do mercado.

Ler mais »
Sensores Fotoelétricos

O que os sensores fotoelétricos detectam?

Você pode estar se perguntando: o que exatamente os sensores fotoelétricos detectam?
Simplificando, sensores fotoelétricos detectam a presença ou ausência de um objeto usando luz. Eles são componentes essenciais em automação, usados em todos os setores para garantir que os processos sejam executados de forma suave e eficiente.

Ler mais »

Peça um orçamento rápido

*respeitamos sua confidencialidade e todas as informações são protegidas.