O que é um PLC?

Controlador lógico programável, também chamado PLC ou controlador programável, é um dispositivo de computador que controla equipamentos em oficinas industriais. A quantidade de equipamentos que os PLCs podem controlar são tão variados quanto as instalações industriais deles. Sistemas de transportador, linhas de máquinas de processamento de alimentos, máquinas CN e até mesmo um sistema de elevadores prediais, provavelmente haverá um PLC para controlar estas coisas. Em um sistema de controle industrial tradicional, todos os dispositivos de controle são enviados eletrônica e diretamente de um para outro de acordo com como é suposto que o sistema opera.
Em um sistema de PLC, porém, o PLC substitui a instalação elétrica entre os dispositivos. Assim, em vez de ser telegrafado diretamente de um para outro, todo o equipamento é telegrafado ao PLC. Então, o programa de controle dentro do PLC provê a "conexão de instalação elétrica" entre os dispositivos. O programa de controle é o programa de computação armazenado na memória do PLC que conta ao PLC o que supostamente está entrando no sistema. O uso de um PLC para prover as conexões de instalações elétricas entre dispositivos de sistemas é chamado "softwiring".

Por que usar um PLC?

A vantagem de "softwiring" provida por controladores programáveis é tremenda. Na realidade, é um das características mais importantes dos PLCs. "Softwiring" faz mudanças no sistema de controle fácil e barato.
Se você quer que um dispositivo em um sistema de PLC se comporte diferentemente ou controle um elemento de processo diferente, tudo que você tem que fazer é a mudança do programa de controle.
Em um sistema tradicional, para fazer este tipo de mudança envolveria mudar a instalação elétrica fisicamente entre os dispositivos, isto seria caro e demorado. Além da flexibilidade de programação mencionamos apenas nestes equipamentos, PLCs oferecem outras vantagens sobre os sistemas de controle tradicionais.

Estas vantagens incluem:

- Alta confiança

- Pequenas exigências de espaços

- Capacidade para computar

- Custos reduzidos

- Resistência a ambientes severos

- Capacidade para expansão

Mas o que é exatamente um PLC?

Um PLC consiste basicamente em dois elementos:

- A unidade de processo central

- O sistema de input/output

A Unidade de Processo Central

A unidade de processo central (CPU) é à parte de um controlador programável que recebe, decodifica, reserva, e processa informação. Também executa o programa de controle armazenado na memória do PLC. Em essência, a CPU é o "cérebro" de um controlador programável. Funciona do mesmo modo que a CPU de um computador normal, a não ser que usa instruções especiais codificadas para executar suas funções

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O CPU basicamente tem três partes:

- O processador

- O sistema de memória

- A provisão de força

O processador é a seção do CPU que codifica, decodifica, e computa dados. O sistema de memória é a seção do CPU que armazena o programa de controle e dados do equipamento conectado ao PLC. A provisão de força é a seção que proporciona ao PLC a tensão e a corrente que isto precisa para operar.

O Sistema de Input/Output

O sistema input/output (I/O) é a seção de um PLC para o qual todos os dispositivos estão conectados. Se a CPU pode ser considerado como o cérebro de um PLC, então o sistema de I/O pode ser considerado de como os braços e as pernas. O sistema de I/O é o que real e fisicamente leva a cabo os comandos de controle do programa armazenado na memória do PLC. O sistema de I/O consiste em duas partes principais:

- A prateleira

- E os módulos de I/O

A prateleira é um documento anexo com aberturas onde isso é conectado ao CPU. Módulos de I/O são dispositivos com terminais de conexão para os quais os dispositivos internos são telegrafados. Junto a prateleira e os módulos de I/O formam a interface entre os dispositivos de campo e o PLC. Quando montado corretamente, cada módulo de I/O são ambos telegrafados a seus dispositivos de campo correspondentes e instalados em uma abertura na prateleira. Isto cria a conexão física entre o equipamento de campo e o PLC. Em alguns PLCs pequenos, a prateleira e os módulos de I/O são pre-empacotados como uma única unidade.


Um pouco mais sobre "output/Input"

Todos os dispositivos de campo conectados a um PLC podem ser classificados em um de duas categorias:

- Entrada.
- Saída.

De entrada são os dispositivos que provêem um sinal/dados a um PLC. Exemplos típicos de entradas são botões de apertar, interruptores, etc.
Basicamente, um dispositivo de entrada diz ao PLC, "Hei, algo está acontecendo fora daqui… você precisa conferir isto, veja como afeta o programa de controle".

De saídas são os dispositivos que esperam um sinal/dados do PLC para executar as funções de controle deles. Luzes, sinalizadores, motores, e válvulas são todos bons exemplos de dispositivos de saída. Estes dispositivos até então só estavam prestando atenção ao próprio funcionamento deles, até que o PLC diz, "Você precisa virar agora" ou "Seria melhor abrir um pouco mais sua válvula", etc.

Há dois tipos básicos de dispositivos de entrada e de saída:

- Discretos

- Analógico

Dispositivos discretos são entradas e saídas de dados que têm apenas dois estados: de tempo em tempo. Como resultado, eles enviam e recebem sinais simples para/de um PLC. Estes sinais consistem em só Uns ou Zeros. Os "uns" solicitam ligar algum dispositivo é os "zeros" mandam desligar os dispositivos.

Dispositivos analógicos são entradas e saídas que podem ter um número infinito de estados. Estes dispositivos não só podem ser de tempo em tempo, mas eles também podem identificar algo para diminuir de intensidade ou aumentar, etc.
Este envia/recebe de dispositivos complexos sinaliza para/de um PLC.
As comunicações deles consistem em uma variedade de sinais, não apenas "uns ou zeros". Porque dispositivos de entradas e de saídas enviam tipos diferentes de sinais, eles às vezes têm tempo escasso para se comunicar com o PLC.
Mesmo os PLCs sendo dispositivos poderosos, eles as vezes não podem falar o " idioma " de todos dispositivos conectados a eles. Isso é o motivo porque os módulos de I/O, o qual falamos precisam estar ativos mais cedo. Os módulos agem como " tradutores " entre os dispositivos de campo e o PLC. Eles asseguram que o PLC e os dispositivos de campo adquiram as informações das que eles precisam em um idioma que eles podem entender.

Um pouco mais sobre o programa de controle.

Nós falamos pouco sobre o programa de controle. O programa de controle é um programa de software na memória do PLC. É o que põe o controle em um controlador programável. O usuário ou o desenhista de sistema normalmente é quem desenvolve o programa de controle. O programa de controle é composto das chamadas instruções. Instruções são, em essência, pequenos códigos de computador que fazem as entradas e saídas de dados atuarem como se deseja, ou seja, os dados entrarão de certa maneira e sairão de outra.
Há todos os tipos diferentes de instruções e eles podem agir para que um PLC faça quase qualquer coisa (somar e subtrair dados, temporizar eventos, comparar informação, etc.).
Tudo você tem que fazer é programar as instruções na ordem correta e ter certeza que eles estão contatando os dispositivos certos de modo adequado, e você terá um sistema PLC controlado.
Lembre-se, alterar um sistema pode ser em um estalo. Se você quiser que o sistema atue diferentemente, apenas basta mudar as instruções no programa de controle.
PLCs diferentes oferecem tipos diferentes de instruções. Isso é parte do motivo que faz cada tipo de PLC diferente. Porém, todos o PLCs usam dois tipos básicos de instruções:

- Contatos

- Rolagem

Contatos são instruções que recorrem às condições de entrada do programa que é controlado, da informação provida dos dispositivos de campo de saída.
Cada contato monitora um programa de controle de um certo dispositivo de campo. O contato espera pela entrada de informação para fazer algo em particular (por exemplo, ligue, desligue, etc. No entanto isto tudo dependem do tipo de contato).
Então, o contato conta ao programa de controle do PLC, "O dispositivo de saída acaba de fazer o que era suposto fazer. Seria melhor se você verificasse para ver se esta de acordo e se isto afeta quaisquer dos dispositivos de entrada".

Rolagem são instruções que recorrem às saídas de dados do programa de controle que é o que é suposto que cada dispositivo de saída particular faça no sistema. Como um contato, cada rolo monitora também um certo dispositivo de campo.
Porém, cada contato distinto, monitora o dispositivo de campo e então diz ao PLC o que fazer, um rolo monitora o PLC controlando o programa e então diz para o dispositivo de campo o que fazer. Dizendo ao dispositivo de saída, "Hei, o PLC acaba de me falar que o interruptor ligou. Isso significa como é suposto que você ligue agora. Assim vamos "! Para o PLC, este processo de três passos para monitorar as entradas de dados, em que o PLC controla o programa mudando o estado dos dispositivos, são chamada de saídas adequadas e esquadrejada.

Como o PLC mantém diretamente tudo isso? O sistema de memória de um PLC é muito complexo, permitindo não só armazenar informação sobre o programa de controle, mas sobre o estado de todas as entradas e saídas de dados de modo adequado. Para manter a rastreabilidade de toda essa informação, usa um sistema chamado de diretor.
Um endereço é um rótulo ou número que indicam onde uma certa parte da informação fica situado na memória de um PLC. Tal qual seu endereço residencial conta onde você vive em sua cidade, um dispositivo ou parte do endereço de dados conta onde a informação sobre isto reside na memória do PLC.
Deste modo, se um PLC quiser descobrir informação sobre um dispositivo de campo, saberá olhar em seu local de endereço correspondente. Alguns endereços contêm informação sobre o estado dos dispositivos de campo particulares. Outros dados são armazenados nos endereços resultados de computações de programa de controle.
Ainda outros contêm dados de referência introduzidos pelo programador de sistema. No entanto, não importa que tipo de dados seja, um PLC usa seu esquema dirigido para manter a rastreabilidade de tudo. Deste modo, terá os dados certos quando precisar.

Resumindo tudo.

PLCs podem parecer um pouco complicado no princípio, mas nada para se apavorar. Apenas lembre-se que todos o PLCs seguem as regras básicas de operação que discutimos acima.
Todos o PLCs têm uma CPU e um sistema de "input/output". Todos eles usam um programa para controlar instruções e dirigir equipamentos pelo sistema de controle para que façam o que se deseja que eles façam com intensidade e tempo adequados. E não importa quantos sinos e apitos você acrescente a isto, todos PLCs fazem as mesmas três coisas:
(1) Examina seus dispositivos de entrada de dados,
(2) Executa seu programa de controle, e
(3) Atualiza seus dispositivos de saída de dados adequadamente.
Assim na realidade, a compreensão dos PLCs é tão simples quanto 1-2-3