Diagramas de Contato - IME

Programação de CLPs por
Diagramas de Contato
1. Diagramas de Contato
2. Um CLP Genérico
3. Instruções de Entrada e Saída
4. Instruções Booleanas
5. Circuitos de Intertravamento
6. Detecção de Borda
7. Temporizadores
8. Contadores
9. Exemplo
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1. Diagramas de Contato
Os diagramas de contato são uma forma de programação de
CLPs por meio de símbolos gráficos, representando contatos
(contacts) e bobinas (coils).
Os contatos e bobinas correspondem a variáveis booleanas
armazenadas na memória intermediária do CLP.
Os contatos e bobinas são conectados por ligações (links) em
ramos (rungs) como num diagrama de lógica a relé.
As expressões booleanas calculadas a cada ciclo de
varredura do CLP correspondem à avaliação lógica
seqüencial do diagrama de contatos.
Um contato é representado como abaixo, onde se identifica
um contato, associado à variável booleana A, interna ao CLP,
e suas ligações.
A
--||--
Os contatos são usados como acesso ao estado de uma
variável interna no cálculo de expressões booleanas.
Contato
normalment
e aberto
Contato
normalment
e fechado
A
--||--
A
--|/|--
O estado da ligação à direita é
copiado para a ligação à esquerda
se o estado de A é verdadeiro. Caso
contrário, o estado da ligação à
direita é falso.
O estado da ligação à direita é
copiado para a ligação à esquerda
se o estado de A é falso, caso
contrário, o estado da ligação à
direita é verdadeiro.
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Contato
sensível à
transição
positiva
A
--|P|--
O estado da ligação à direita é
verdadeiro por um ciclo de
varredura se o estado da ligação à
esquerda é verdadeiro e uma
transição positiva da variável A é
detectada.
Uma bobina é representada como na figura abaixo, onde
identifica-se uma bobina, associada a uma variável booleana
Q.
Q
--( )--
As bobinas alteram os estados das variáveis associadas.
Bobina
normal
Q
--( )--
Bobina
negativa Q
--(\)--
Bobina
Latch
(Set)
Bobina
Latch
(Reset)
Bobina
sensível
à
transição
positiva
Q
--(S)--
Q
--(R)--
Q
--(P)--
O estado da ligação da esquerda é
copiado para a variável Q e para a
ligação à direita.
O estado da ligação à esquerda é
copiado para a ligação à direita, e a
negação do estado da ligação à
esquerda é copiada para a variável
Q.
O estado de Q passa para
verdadeiro quando a ligação à
esquerda vai para verdadeiro, e não
se altera em caso contrário.
O estado de Q passa para falso
quando a ligação à direita vai para
verdadeiro, e não se altera em caso
contrário.
O estado de Q passa para
verdadeiro por um ciclo de
varredura cada vez que a ligação à
esquerda vai de falso para
verdadeiro.
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2. Um CLP genérico
Para fins de ilustração de diversos aspectos da programação
por diagramas de contato, introduz-se um CLP ilustrativo:
Informações sobre o CLP:
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 GND
CLP
Genérico
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 GND
• 8 entradas a relé, endereçadas pelas variáveis I0 a I7
• 8 saídas a relé, endereçadas pelas variáveis Q0 a Q7
• Variáveis auxiliares, endereçadas por F0, F1, ...
• Temporizadores, endereçados por T0, T1, ...
• Contadores, endereçados por C0, C1, ...
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3. Instruções de entrada e saída
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 GND
CLP
Genérico
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 GND
Programa básico de entrada e saída
Leitura de variável negada
Atribuição de valor invertido
| I0 Q0 |
|--||------( )--|
| |
| I0 Q0 |
|--|/|-----( )--|
| |
| I0 Q0 |
|--||------(/)--|
| |
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CH
Lam
p
- +
Vc
R S
~

Lógica duplamente invertida
| I0 Q0 |
|--|/|-----(/)--|
| |
As entradas podem também ser de natureza invertida, como
contatos e botoeiras normalmente fechadas (NF).
O uso de contatos NF no diagrama de contatos facilita a
manutenção quando pela disponibilidade de LEDs no painel
do CLP.
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4. Instruções Booleanas
Operação ‘E’
Operação ‘OU’
Lógica elaborada
| I1 I2 I3 Q0 |
|--||----||----||----( )--|
| |
| I1 Q1 |
|--||--|--( )--|
| I2 | |
|--||--| |
| I3 | |
|--||--| |
| I0 I1 I4 I5 Q0 |
|--||-----||--|--||--|--||----( )--|
| I2 I3 | | |
|--||-----||--| | |
| I1 I2 | |
|--||--|--||--|------| |
| I6 | I7 | |
|--||--|--||--| |
| |
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Programa implementado com flags ou relés auxiliares
| I0 I1 F0 |
|--||----||----------( )--|
| I2 I3 F1 |
|--||----||----------( )--|
| F0 I4 F2 |
|--||------|---||----( )--|
| F1 | |
|--||------| |
| I1 F3 |
|--||------|---------( )--|
| I6 | |
|--||------| |
| I2 F4 |
|--||------|---------( )--|
| I7 | |
|--||------| |
| F3 F4 F5 |
|--||----||----------( )--|
| F2 I5 Q0 |
|--||------|---||----( )--|
| F5 | |
|--||------| |
| |
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5. Circuitos de memorização ou intertravamento
Memorização ou auto-retenção de uma variável
| I0 Q0 |
|--||--|--( )--|
| Q0 | |
|--||--| |
¿É possível com lógica de relés físicos?
Aplicação - acionamento por botoeiras de liga e desliga:
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 GN
D
CLP
Genérico
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 GN
D
Programa de liga-desliga com prioridade para o
desligamento
| I0 I1 Q0 |
|--||--|--|/|---( )--|
| Q0 | |
|--||--| |
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K
Lig
Desl
- +
Vc
R S
~

Programa de liga-desliga com prioridade para o ligamento
Usando bobinas de set-reset
| Q0 I1 Q0 |
|--||----|/|--|--( )--|
| I0 | |
|--||---------| |
| I0 Q0 |
|--||------(S)--|
| I1 Q0 |
|--||------(R)--|
| |
| I1 Q0 |
|--||------(R)--|
| I0 Q0 |
|--||------(S)--|
| |
Qual é a prioridade nos circuitos acima?
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6. Circuito de Detecção de Borda
Existem situações no controle discreto em que o estado de
uma variável não é suficiente como informação, mas sim o
instante de transição de um estado a outro.
Diferença entre a extração de uma condição ou de um
evento de um sinal.
Exemplo de um programa que realiza deteção de borda de
subida em uma variável de um CLP. Utiliza-se o conceito de
ciclo de varredura:
I0
F0
F1
| I0 F1 F0 |
|--||----|\|----( )--|
| I0 F1 |
|--||-----------( )--|
| |
¿Como se implementa tal circuito com lógica de relés pura?
¿Como seria um circuito detetor de borda descendente?
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Exemplo de circuito de liga-desliga com uma só botoeira
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 GND
CLP
Genérico
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 GND
Programa correspondente:
| I0 F1 F0 |
|--||--|\|---------( )--|
| I0 F1 |
|--||--------------( )--|
| F0 Q0 Q0 |
|--||--|\|--|------( )--|
| F0 Q0 | |
|--|/|--||--| |
| |
¿Seria possível fazê-lo com lógica a relés pura?
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K
Boto
- +
Vc
R S
~

7. Temporizadores
Seguindo o modelo dos antigos relés de tempo, o tipo de
temporização mais comum em CLPs é o retardo na
energização.
Exemplo
I0
T0
Q0
t < 3s
| I0 3 T0 |
|--||----( )--|
| |
| T0 Q0 |
|--||----( )--|
| |
Exemplo de uso do temporizador – circuito Estrela-Triângulo
para acionamento de motor.
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t = 3s
t > 3s

Esquemas de temporização
Temporiozador com retardo no desligamento
I0
Q0
Sugestão de programa
| Q0 T0 Q0 |
|--||----|\|--|---------( )--|
| I0 | I0 T T0 |
|--||---------|--|\|----( )--|
Temporizador com retardo na energização e no
desligamento
I0
Q0
T T
t < t1 t > t1
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t1 t2

Sugestão de programa
| I0 t1 T1 |
|--||-------------------( )--|
| Q0 T2 Q0 |
|--||----|\|--|---------( )--|
| T1 | T1 t2 T2 |
|--||---------|--|\|----( )--|
Temporizador de tempo definido
I0
Q0
Sugestão de programa
| I0 T T0 |
|--||--|---------( )--|
| Q0 | T0 Q0 |
|--||--|--|\|----( )--|
Temporizador limitado no tempo
I0
Q0
t < T t > T
T T
t < T t > T
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T

Sugestão de programa:
| I0 T T0 |
|--||--|---------( )--|
| | T0 Q0 |
| |--|\|----( )--|
Temporizador por tempo t apos o desligamento
I0
Q0
Sugestão de programa:
Oscilador astável
Q0
T T
| F0 T0 F0 |
|--||----|\|--|----------( )--|
| I0 | I0 T T0 |
|--||---------|--|\|--|--( )--|
| | Q0 |
| |--( )--|
t1 t2
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Sugestão de programa
| T1 t2 T2|
|--|\|----( )--|
| T2 t1 T1|
|--||-----( )--|
| T2 Q0 |
|--||-----( )--|
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8. Contadores
Por intermédio de contadores, é possível quantificar a
ocorrência de eventos impulsionais no processo controlado.
No contador mais simples possível, o valor da contagem é
atribuído ao contador por uma função SET, a função RESET
pára a contagem, e a identificação é feita por uma bobina.
A cada pulso na bobina a contagem é decrementada, até
chegar a zero.
Analise o programa abaixo:
| I0 5 C0 |
|--||----(S)--|
| I1 C0 |
|--||----( )--|
| I2 C0 |
|--||----(R)--|
| C0 Q0 |
|--||----( )--|
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I0
I1
I2
Q0
4 3 2 1 0 4 3 4 3
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9. Exemplo
Um vaso misturador possui uma válvula de entrada, um
motor misturador e uma única chave de detecção de nível
(vide figura). Ambas as válvulas são acionadas por
solenóides. A chave de nível fecha quando o vaso está cheio
e permanece fechada até que o vaso esteja vazio.
[Figura 12.38 - p. 559]
Desenhe um diagrama de contatos para que seja feito o
seguinte:
a) Quando o botão início é pressionado, a válvula de entrada
abre até que o vaso fique cheio.
b) O misturador então é ligado por 5 minutos.
c) A válvula de saída abre até que o vaso fique vazio.
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