Aula_Revisada

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CLP´s
Introdução à programação de 
Controladores Lógico-programáveis
Prof. Marco Paulo Guimarães
Universidade Federal de Goiás – UFG
Departamento de Engenharia de Produção
E-mail: mp-gui@uol.com.br
Prof. Iago Ferreira Lima
Estágio de Docência – Mestrado Acadêmico
PPGEP UFG Regional Catalão
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Introdução e histórico
• Desenvolvidos no final dos anos 60.
• Finalidade: substituir painéis de relés em 
controles combinacional e seqüencial.
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Introdução e histórico
• Principais vantagens: 
– As alterações em programas não implicam 
mais em modificações nos circuitos e fiações.
– Dimensões reduzidas.
– Capacidade de envio de informações a um 
sistema central.
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- Arquitetura de hardware modular;
- Grande disponibilidades de módulos para 
aplicações específicas (ex: controle de 
posição, SMS, Ethernet, etc);
- Linguagem de programação de fácil 
assimilação;
Recursos dos CLP´s
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- Composto de operações lógicas, aritméticas, 
temporização, contagem, comparação, etc.;
- Suporte facilitado para conexão de IHMs;
- Possibilidade em conexão em redes com 
outros CLPs.
Recursos dos CLP´s
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Principais fabricantes
NACIONAIS:
• Atos
• Altus
• WEG
• Coel
• Dexter
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Principais fabricantes
IMPORTADOS:
• General Eletric
• Klockner Moeller
• Mitsubishi Eletric
• Omron
• Yokogawa
• Telemecanique
• Allen Bradley
• Hitachi
• Siemens
• Schneider
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Controladores lógico-programáveis compactos
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Controladores lógico-programáveis de médio 
e grande porte modulares
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Arquitetura genérica
Processador I/E
I/S
Memórias
Atuadores
Sensores
Sistema 
Controlado
CLP
INTERFACES:
- Homem/máquina
- Programação
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Funcionamento
• Sensores: Colhem informações do
sistema controlado e encaminha a I/E;
• Atuadores: recebem instruções da I/S e
interferem no sistema controlado
(motores, eletroválvulas, etc).
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• Processador: Recebe da I/E e processa
de acordo com programa armazenado na
memória. Encaminha resposta à I/S após
completar a varredura do programa;
Funcionamento
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Módulos de Entrada
Recebem as informações dos sensores, 
que estão em contato com o sistema a ser 
controlado, e os isola da entrada na CPU.
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Módulos de Entrada
BUFFER
Adaptador Sinais
Acoplado Acoplado AcopladoAcoplado
Sinais de Entradas
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Módulos de Saída
Recebe informações do processador e 
encaminha aos atuadores;
O Latch recebe e mantém a informação até a 
próxima recepção;
O Driver amplifica o sinal da saída do Latch;
O Driver pode ser a relês, transistores, 
tiristores, etc.
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Módulos de saída
LATCH
DRIVER
Relê Relê RelêRelê
Contatos de saída
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Módulo CPU
• Interface com módulos de entrada e 
saída;
• Interface com terminal de programação 
IHM;
• Memória ROM: armazena um programa 
gravado na fábrica (sistema 
operacional).
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• Memória do usuário: destinada a 
armazenar código de máquina das 
instruções relativas ao programa de 
aplicação (a capacidade de 
armazenamento desta memória limita o 
tamanho de aplicação do CLP).
Módulo CPU
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• Memória do sistema: armazena informações 
durante o processo de operação;
– memória dos temporizadores;
– memória dos contadores;
– memória para data hora, etc...
• Processador: cérebro da máquina do CLP e 
divide seu tempo entre a execução do sistema 
operacional e o programa do usuário.
Módulo CPU
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Programação de CLP´s
• O padrão internacional IEC 61131-3 normatizou 
os CLP´s, e é composto por cinco partes:
– Informações gerais e características dos CLPs.
– Equipamentos elétricos e mecânicos requeridos.
– Linguagens de programação de CLPs.
– Manuais e guias de auxílio ao usuário no projeto de 
sistemas de automação.
– Comunicação entre CLPs de diferentes fabricantes.
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Programação de CLP´s
• Linguagens Gráficas
– Diagrama de funções sequenciais – Grafcet.
– Diagrama em Ladder – Diagrama de contatos.
– Diagrama de blocos de funções – Diagrama de 
blocos.
• Linguagens textuais
– Lista de instruções – mneumônicos booleanos.
– Texto estruturado – parâmetros idiomáticos.
A IEC 61131-3 reconhece dois grandes blocos 
de linguagens de programação:
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Programação de CLP´s
Trechos de programa em quatro linguagens de 
programação diferentes previstas na IEC 61131-3:
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Programação de CLP´s
• O diagrama de contatos é o sistema de 
representação que mais se assemelha à 
tradicional notação de diagramas elétricos, 
vistos nas disciplinas de acionamentos.
• É também a linguagem de programação de 
CLP´s mais difundida no meio técnico.
• Por estas razões será a linguagem abordada 
nessa aula.
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Programação Ladder• O nome Ladder deve-se a representação 
da linguagem se parecer com uma 
escada (Iadder), na qual duas barras 
verticais paralelas são interligadas pela 
lógica de controle.
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• A figura a seguir apresenta um exemplo 
simples de programação em Linguagem 
Ladder.
Programação Ladder
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• Um degrau do diagrama Ladder é 
composto por duas partes: a primeira, 
sempre à esquerda, representa uma 
expressão lógica. A segunda, à
direita, pode representar um sinal de 
saída, uma memória ou um comando 
especial.
Programação Ladder
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1º degrau
2º degrau 
Expressão Lógica
Sinal de saída, memória 
ou comando especial
Programação Ladder
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• Fazendo uma analogia com a lógica de relês 
(diagramas unifilares), a linha vertical da 
esquerda será conectada a tensão da fonte (ou 
fase) e a linha da direita será conectada ao 
terra (ou neutro).
B01
B02
K01
F
N
B01 B02 K01
Programação Ladder
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• Assim, as seguintes convenções são utilizadas 
na programação Ladder:
Programação Ladder
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Funções básicas
• A lógica “E” é representada por dois sinais em 
série, ou seja, caso um dos sinais seja falso, o 
circuito é aberto, tornando falso o sinal de 
saída.
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Funções básicas
• A lógica “OU” é representada por dois sinais 
em paralelo. Caso um dos sinais seja 
verdadeiro, o circuito é fechado, tornando 
verdadeiro o sinal de saída. 
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• Modo de operação das saídas
– Contator – funcionamento como relé (fica ligada 
apenas enquanto energizada)
– Pulso – um pulso liga, outro desliga
– Set – liga independente da condição anterior
– Reset - desliga independente da condição anterior
Funções básicas
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Temporizadores
• Temporizadores no ligamento - após a bobina 
controladora ser ligada levam um determinado 
tempo para acionar os contatos a ela referidos. 
• Temporizadores no desligamento - iniciam sua 
contagem de tempo para acionar o contato após 
o seu desligamento. Quando a bobina que 
controla o temporizador é desligada o tempo 
ajustado é aguardado para alterar o estado dos 
contatos por ela controlados.
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Contadores
• Crescentes - é incrementado sempre que a linha 
passa de falsa para verdadeira. Quando o valor 
acumulado é maior ou igual ao valor pré-
selecionado, o contador aciona os seus contatos.
• Decrescentes - é decrementado sempre que a 
linha passa de falsa para verdadeira. Quando o 
valor acumulado atinge o valor pré-selecionado, 
o contador aciona os seus contatos.
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Contatos auxiliares
São bits utilizados para a lógica interna do
PLC. Eles trabalham no programa como se
fossem relés auxiliares. Ou seja, eles não
acionam saída alguma, mas podem ser
utilizados como auxílio na lógica do programa.
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Programação via PC
• As interfaces de programação via PC ou via 
IMH são específicas para cada fabricante de 
CLP.
• Os softwares de programação são proprietários 
e devem ser utilizados de acordo com o CLP 
escolhido, ou seja, para cada fabricante deve-
se utilizar o software próprio para aquele CLP.
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• Na disciplina utilizaremos o software TPW3, que
é específico para controle e programação dos
micro-CLP´s de fabricação da WEG.
Programação via PC
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Exercício 1
Criar um programa, utilizando os modos de operação 
tipo contato das saídas, para ligar e desligar uma 
válvula solenóide através do relé K1, que está ligado à 
saída 0 do CLP.
Diagrama unifilar (modo contator)
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• Resolução modo contator:
Exercício 1
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Criar um programa para acionar um bobinador 
de cabos elétricos. Ao acionar o botão de início, 
o bobinador deve girar cinco voltas (que serão 
contadas por um sensor eletromecânico) e deve 
parar para aguardar o operador da máquina.
Exercício 2
Sensor
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Resolução:
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• Criar um programa para acionar um motor
através de partida estrela-triângulo, utilizando
temporizador ajustado para 5 segundos,
conforme esquema elétrico abaixo.
Exercício 3
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Resolução:
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• Automatizar a máquina de encher garrafas,
conforme o desenho, considerando que já exista
uma garrafa embaixo do bico de enchimento.
Quando o processo for inicializado, abrir o bico
de enchimento durante 8 segundos, para que o
líquido encha a garrafa, depois acione o motor
da esteira por 4 segundos para a troca de
garrafas. Encha 5 garrafas com processo
contínuo e, após a quinta garrafa estar cheia,
acione o motor para que o sistema esteja pronto
para o próximo ciclo.
Exercício 4
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Exercício 4
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• Resolução:
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Redes industriais
PROTOCOLOS DETERMINÍSTICOS
Possuem um tempo determinado para envio 
e recebimento das informações. Exemplos: 
token ring, TDMA.
PROTOCOLOS NÃO DETERMINÍSTICOSNão possuem um tempo determinado para 
envio e recebimento das informações. 
Exemplos: CSMA-CD (Ethernet e TCP-IP).
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RAZÃO PELA QUAL AS REDES ETHERNET 
E TCP-IP AINDA NÃO ADENTRARAM O 
CHÃO DA FÁBRICA
TENTATIVA DE SOLUÇÃO: ETHERNET 
INDUSTRIAL
Redes industriais
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Redes industriais
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6- REDES INDUSTRIAIS
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Sistemas supervisórios
Características e funcionalidades
SCADA – Supervisory Control and Data Aquisition
FUNÇÃO – supervisionar, monitorar e permitir a 
atuação sobre sistemas automatizados
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• Os valores das grandezas físicas de um 
processo industrial podem ser lidos e 
manipulados on-line.
• Comunicam, em geral, diretamente com os 
CLP´s e dispositivos de campo através de redes 
e drivers de hardware específicos.
Sistemas supervisórios
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Normalmente dividido em módulos:
- Módulo de gerência do sistema
- Módulo de configuração
- Módulo Editor Gráfico
- Definição de variáveis (os TAGS)
- Alarmes
- Editor de relatórios
- Lógico ou matemático
- Diagnóstico e de estado das variáveis
- Módulo de visualização
Sistemas supervisórios
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Comunicação com a planta:
• Abaixo do SCADA
– Driver próprio para o fabricante específico do 
equipamento
– Driver OPC
• Acima do SCADA
– Redes, MMS, DDE
Sistemas supervisórios
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• Principais supervisórios:
– Elipse Scada e E3
(www.elipse.com.br)
– RS-View32 
(www.rockwellautomation.com/rockwellsoftware/perfor
mance/view32)
– Labview
(www.ni.com/labview)
Sistemas supervisórios
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http://www.elipse.com.br/
http://www.rockwellautomation.com/rockwellsoftware/performance/view32
http://www.ni.com/labview
Labview
Sistemas supervisórios
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DEMO DO ELIPSE E3
Sistemas supervisórios
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Finalizando: a integração fabril
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Conclusões
A automação industrial tem forte potencial para:
– Aumento da produção;
– Diminuição de acidentes;
– Diminuição de lesões por esforços repetitivos;
– Melhor padronização dos produtos;
– Desenvolvimento estratégico empresarial;
– Aumento da competitividade das empresas.
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• GEORGINI, Marcelo. Automação aplicada: descrição e 
implementação de sistemas seqüenciais utilizando PLC´s. 7. 
ed. São Paulo: Érica, 2006.
• NATALE, Ferdinando. Automação industrial. 6. ed. São 
Paulo: Érica, 2004. (Série Brasileira de Tecnologia)
• SILVEIRA, Paulo Rogério da; SANTOS, Winderson E. dos. 
Automação e controle discreto. 7. ed. São Paulo: Érica, 2006.
• BONACORSO, Nelso Gauze; NOLL, Valdir. Automação 
eletropneumática. 5. ed. São Paulo: Érica, 2001. (Col. Estude 
e Use: Automação Industrial).
• Apostilas da Atos.
• Manuais de fabricantes.
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Muito obrigado pela atenção!
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