O que é Controlador Lógico Programável (CLP) e como funciona
Automação Industrial

O que é Controlador Lógico Programável (CLP) e como funciona

Para ter sucesso, a automação industrial exige a adoção de ferramentas que tornam os processos produtivos mais eficientes. Entre essas soluções, destaca-se o CLP, que você já deve conhecer e usar. CLP, potencializando os resultados do mercado de automação industrial.

Esse computador especializado foi projetado para otimizar o controle e o monitoramento de operações específicas inerentes ao ambiente industrial. Não é exagero dizer, que sem o CLP, não tem automação.

Acompanhe esta leitura para entender melhor o conceito, saber como atua, e conhecer os tipos e características de um Controlador Lógico Programável.

Controlador Lógico Programável (CLP): o que é?

O Controlador Lógico Programável é um equipamento eletrônico dotado de software e hardware capaz de automatizar, controlar e monitorar máquinas, processos específicos ou linhas de produção

Mais resistente que computadores comuns, opera por meio de softwares exclusivos e foi idealizada para trabalhar, sem sofrer danos, nos mais adversos ambientes industriais, mesmo que poluídos com poeira, ruídos, vibrações, dentre outras contaminações.

De acordo com a National Electrical Manufacturers Association (NEMA), “é um aparelho eletrônico digital com memória programável para armazenar instruções e implementar funções específicas, controlando máquinas ou processos”.

Como o CLP surgiu: conheça sua história

O primeiro projeto de CLP foi desenvolvido pela General Motors, na década de 60, nos Estados Unidos. Buscava-se uma alternativa ao uso dos painéis de relés, que eram amplamente usados para controle. 

Este instrumento eletromecânico tornou-se obsoleto por conta de problemas recorrentes, como falhas nos contatos, rigidez nas reconfigurações, e a demanda por manutenções frequentes. 

Com o CLP, o controle nas empresas passou a ser mais rápido e eficiente. Ao longo dos anos, o dispositivo foi modernizado, ganhando novos recursos, e incorporando tecnologias.

Ebook: Como ser bem sucedido na especificação de CLP

PLC e CLP: entenda os conceitos e suas diferenças

Ambos os termos são utilizados para se referir ao mesmo equipamento: o Controlador Lógico Programável. 

A diferença é que PLC condiz com a denominação em inglês Programmable Logic Controller. Já CLP é a sigla para o nome em português.

Vantagens do Controlador Lógico Programável

Há inúmeros benefícios na utilização do controlador, como a sua capacidade de reprogramação e alteração de sequências, além da imprescindível coleta e comunicação de dados.

Dentre suas vantagens podemos listas:

  • Redução de custo: são mais econômicos e não demandam grande volume de fiação, nem manutenções. Com maior controle, se reduzem desperdícios e tempos ociosos.
  • Isolamento contra ruídos eletromagnéticos.
  • Fácil configuração, por utilizar módulos de entrada e saída que podem ser trocados para atender a aplicações específicas.
  • Programação com uso de linguagens de aprendizagem intuitiva, como a Ladder.
  • Produção eficiente.
  • Monitoramento on-line, permitindo o acompanhamento e controle dos processos industriais em tempo real.
  • Manutenção simples, com o próprio CLP indicando a existência de erros.

Um exemplo disso é o CLP Delta, que oferece todas essas  vantagens de comandar e monitorar seus processos industriais e muito mais.

Vantagens do Controlador Lógico Programável

Entenda como funciona um CLP

O CLP recebe dados de sensores e dispositivos de entrada, depois processa as informações e controla os dispositivos de saída, agindo sobre os processos.

Para isso, usa atuadores que conseguem, por exemplo, começar ou parar processos automaticamente. Além disso, a partir das leituras realizadas, registra dados em tempo real e aponta inconformidades.

Todo o trabalho é fundamentado nos programas previamente instalados no controlador, que irão nortear suas decisões.

Assista em nosso site: CLP – Configurações e Programação [Webinar] 

Qual é a estrutura de um Controlador Lógico Programável?

No geral sua estrutura interna é composta de um microprocessador (CPU), um programa monitor, uma memória de programa, uma memória de dados, interfaces de entradas e saídas, e circuitos auxiliares.

Apesar de existirem infinitos modelos no mercado, há componentes estruturais em comum que apresentaremos a seguir. 

CPU

Microprocessador ou Unidade Central de Processamento do CLP, que faz a leitura dos valores lógicos das entradas, segue os comandos do programa instalado e direciona as ações das saídas.  

Fonte de Alimentação

Provê a energia necessária para o funcionamento da CPU (que costuma usar 220V), suportando várias tensões de alimentação para atender aos módulos.

Processador

Serve para executar o programa recebido, além de gerenciar a comunicação e realizar diagnósticos. É norteado pelo sistema operacional desenvolvido por cada fabricante, que fica salvo na memória da CPU. 

Alguns controladores suportam mais de um processador, para tornar as tarefas ainda mais velozes.

Memória

Local onde fica gravado o programa criado pelo usuário. As memórias do tipo RAM são as mais utilizadas, pois mantêm os programas estáveis durante o funcionamento do controlador. 

Seu papel é armazenar informações referentes ao trabalho do controlador. Este tipo de memória necessita de baterias para não perder dados em caso de falta de alimentação.

estrutura de um Controlador Lógico Programável

Entradas do CLP

São os pontos de conexão nos quais se ligam os sensores que enviam os sinais elétricos para serem processados pela CPU do CLP. Existem dois tipos de entradas: as digitais e as analógicas.

As Entradas Digitais são aquelas que operam em duas variáveis (ligado ou desligado) e podem atuar em corrente contínua (24 VCC) ou em corrente alternada (110 ou 220 VCA). Aplica-se em sensores de proximidade, termostatos, botoeiras, etc.

As Entradas Analógicas possibilitam que o CLP realize medições de sinais como tensão e corrente. São utilizadas em sensores de pressão mecânica, transmissores de temperatura ou transmissores de umidade relativa etc.

Saídas do CLP

São módulos que ajustam eletricamente os sinais que vêm do microprocessador para atuar nos circuitos controlados, isto é, recebem os dados do CPU e transfere para o processo a ser executado.

Assim como as entradas, também existem dois tipos de saídas: as digitais e as analógicas.

As Saídas Digitais possibilitam apenas dois estados: ligado e desligado. Elas podem controlar dispositivos, como: reles, válvulas, inversores de frequência, etc.

As Saídas Analógicas transformam valores numéricos em tensão ou corrente. Elas podem controlar dispositivos atuadores, como: motores C.C., válvulas proporcionais, posicionadores rotativos, etc.

Dispositivo de Programação

É o equipamento usado para introduzir o programa na memória do processador, para visualizar as lógicas e para gerenciar os CLPs em atuação.

É ele que faz o CLP operar, recebendo as informações das entradas, executando o programa e indicando para as saídas a função a ser realizada.

Normalmente, os computadores pessoais são usados como dispositivos de programação.

E quais tipos de CLP existem?

Com a redução dos custos de desenvolvimento, produção e com a propagação dos microcontroladores, houve uma grande evolução dos modelos de CLP, potencializando os resultados do mercado de automação industrial.

Podemos dividi-los em três tipos:

  1. Micros CLPs: Possui pouca capacidade com, no máximo, 16 entradas e 16 saídas. Só possui modelos digitais, com apenas um módulo e baixa memória (512 passos).
  2. CLPs de Médio Porte: Possui capacidade de até 256 pontos de entradas e saídas, com modelos digitais e analógicos. Permitem até 2.048 passos de memória, que pode ser interna ou externa. Também podem ser totalmente modulares.
  3. CLPs de Grande Porte: Possui uma construção modular, digitais e analógicas, e permitem a utilização de até 4.096 pontos de entradas e saídas. São montados em um rack que possibilita um cabeamento estruturado.

A tendência é que essas soluções se adaptem  às novas necessidades da indústria e às tecnologias inovadoras surgidas com a Indústria 4.0.

Programação de CLP

Programação de CLP

Para programar um Controlador Lógico Programável corretamente é preciso saber onde será empregado o equipamento, quais as especificações da máquina em que será usado, entre outros pontos. 

Há treinamentos que ensinam sobre a composição lógica do dispositivo e sobre as linguagens de programação gráficas e textuais utilizadas. 

Uma sugestão é o curso EAD da Kalatec, que fornece a preparação necessária para usar o controlador em diferentes aplicações.

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Algumas aplicações do CLP

O controlador é um aparelho versátil com aplicações em diversas atividades e setores industriais, como: construção civil, automação predial, farmacêuticas, injetoras plásticas, máquinas CNC, gráficas, e  em muitos outros contextos industriais de controle e automação.

Automação de processos industriais

Com o uso do CLP, o comando e monitoramento dos processos industriais tornaram-se muito mais fáceis.

O controlador é muito requisitado em linhas de produção como as de montagem, em indústrias automobilísticas. Ele facilita o controle e o monitoramento de processos.

Entre suas funções, proporciona armazenamento de instruções, controle de posicionamento para motores de passo e contagem cronometrada sequencial.

Interface com IHM

Interface do CLP com IHM

O IHM (Interface Homem Máquina), muito utilizado nas indústrias e nas automações industriais, é uma tela de comando (touch ou não) que possibilita o ser humano interagir com as funções das máquinas.

O CLP e a IHM, trabalhando em conjunto, proporciona atividades industriais automatizadas mais dinâmicas, com uma interação homem / máquina mais abrangente, gerando ganhos na relação custo / benefício do produto.

Controle de Nível

As variáveis de nível, vazão e condutividade podem ser monitoradas, evitando o desperdício que poderia ser gerado por transbordo de tanques, por exemplo, além de garantir a otimização do rendimento da sua empresa.

Automação de Esteira

No processo de automação de sistemas de transporte (esteira) existem variáveis que precisam ser observadas.

Se for necessário, por exemplo, controlar o peso e o volume do produto e a velocidade da esteira, o CLP consegue realizar a medição e o cálculo de volume x peso do produto, de modo a garantir o transporte na esteira com segurança.

O que caracteriza uma boa aplicação de CLP

A aplicação eficiente de Controladores Lógico Programáveis depende da observação de pontos como: se o dispositivo atende a normas técnicas; se é modular e permite expansão; e se a sua fonte é segura e chaveada.

Quanto à comunicação, o aparelho precisa conter CPU com, no mínimo, duas portas; dialogar com IHMs e sistemas supervisórios.

Além disso, o controlador deve depender de softwares intuitivos e gratuitos, e dispor de cabos de comunicação de fácil construção.

Como escolher um CLP? Principais aspectos para avaliar

A melhor forma de eleger o controlador ideal para um empreendimento é responder a perguntas como: serão utilizados IHMs, motores de passo e/ou servos motores?

Analise a quantidade de entradas e saídas que serão usadas no processo e se controles analógicos serão necessários. Defina como a comunicação com outros periféricos será feita: se por meio de inversores, drives ou interfaces.

Levantar informações como essas é essencial para encontrar seu controlador junto a um bom fornecedor. 

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Conclusão

Como você pôde ver neste, o CLP é uma ferramenta essencial para a automatização de todos os processos de fabricação de sua empresa.

Com esta tecnologia você pode aperfeiçoar a manufatura de seu produto e, assim, estar sempre à frente de seus concorrentes.

Se restou alguma dúvida, não hesite em contatar a Kalatec, especialista em automação industrial, que tem uma equipe a postos para te atender.  

Estamos sempre prontos para aprimorar os resultados de seu negócio com os melhores equipamentos de automação industrial.

Seja qual for a necessidade de sua indústria, nos temos um tipo ideal de CLP para automatizar sua linha de fabricação.

Também trabalhamos com controladores pid de temperatura. Saiba mais sobre esse instrumento de medição e veja como escolher o modelo ideal!

Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação da KALATEC, 23 anos de experiência com mais de 5000 visitas únicas em Indústrias. Especialista em Automação Industrial e apaixonado por Servos Motores, foi treinado nas fábricas EMERSON MOTION CONTROL, YASKAWA, WEG, DELTA, HNC, LEADSHINE e ESTUN. Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo, USP (Projeto Inspire) entre outros.