Talvez o conceito mais importante, ainda de difícil compreensão, ao realizar o estudo da programação do PLC seja a relação entre o estado elétrico dos pontos de E / S do PLC e o status das variáveis e outros “elementos” fisicamente instalados no mundo real. Isto é especialmente verdadeiro para a programação Ladder Diagram (LD), onde o próprio programa se assemelha a um diagrama elétrico. Fazer a conexão mental entre o mundo “real” dos comutadores, contatores e outros dispositivos elétricos conectados ao PLC e ao mundo “imaginário” do programa do CLP, consistindo em contatos virtuais e “bobinas” de relés, é fundamental.
A primeira regra fundamental que se deve ter em mente ao examinar um programa Ladder Diagram na memoria do PLC é que cada contato virtual mostrado no programa atua sempre que lê estado “1” (um) em seu respectivo bit e fica parado quando lê estado “0”(zero) em seu respectivo bit (na memória do PLC). Se o contato for do tipo normalmente aberto (NO), ele será aberto quando o bit for “0”(zero) e fechado quando o bit for “1” (um). Se o contato for do tipo normalmente fechado (NC), ele será fechado quando o bit for “0”(zero) e aberto quando seu bit é “1” (um). Quando o estado do bit for “0”(zero) faz com que o contato esteja em sua condição “normal” (repouso), enquanto quado o estado do estiver em “1” (um) ativa o contato, forçando-o para seu estado “não normal” (atuado).
Outra regra a ser lembrada ao examinar um programa Ladder Diagram na memória do PLC é que o software de programação oferece destaque colorido (Nota 1) para exibir o status virtual de cada elemento do programa: um contato colorido é fechado, enquanto um contato não colorido é aberto. Enquanto a presença ou ausência de um símbolo de em forma de "barra" marca o status normal de um contato, seu realce de cor ao vivo mostrado pelo software de programação revela o status "condutivo" dos elementos em tempo real.
Nota 1: Deve-se notar que em algumas situações o software de programação não conseguirá colorir os contatos adequadamente, especialmente se seu status mudar muito rapidamente e/ou se o (s) bit (s) mudar (em) estado múltiplo vezes dentro de uma varredura do programa . No entanto, para programas e situações simples, essa regra é verdadeira e é uma grande ajuda para os programadores iniciantes, à medida que aprendem a relação entre as condições e condições do mundo real no mundo “virtual” do CLP.
A tabela a seguir mostra como os dois tipos de contatos no programa Ladder Diagram de um CLP respondem aos estados de bits, usando coloração vermelha para indicar a condutividade virtual de cada contato:
Assim como os contatos da chave de pressão(pressostato) é acionado por uma condição da pressão de acionamento podendo essa estar acima ou abaixo do um valor de pressão “setado”(configurado/definido) , e os contatos de uma chave de nível são acionados por uma condição de nível anteriormente definido podendo ser acima ou abaixo do valor previamente configurado, e os contatos de uma chave de temperatura são acionados por uma condição de temperatura,assim como os demais tipo de dispositivo desse tipo (chaves e interruptores) então o contato virtual de um PLC é acionado por uma alta condição de bit (1).No contexto de qualquer interruptor, assume a condição de acionada saindo de seu estado “normal”(repouso) assumindo a condição oposta.
A seguinte ilustração simplificada (A fiação elétrica mostrada neste diagrama está incompleta, com o terminal “Comum” mostrado desconectado para simplificar.) Mostra um PLC pequeno com dois de seus canais de entrada discretos eletricamente energizados, fazendo com que esses dois bits tenham estado “1”.Os contatos destacados em cores no visor do software do editor de programação mostram um conjunto de contatos endereçados àqueles bits de entrada em vários estados (colorido = fechado; sem cor = aberto).Como você pode ver, cada contato endereçado a um bit “set” (1) está em seu estado ativado, enquanto cada contato endereçado a um bit “limpo” (0) está em seu estado normal:
Lembre-se de que um contato colorido é um contato fechado.Os contatos que aparecem como coloridos são contatos normalmente fechados com estado de bit “0” ou contatos normalmente abertos com estados de bit “1”. É a combinação de estado de bit e tipo de contato (NO versus NC) que determina se o contato virtual será aberto (sem cor) ou fechado (colorido) a qualquer momento, correspondentes a uma combinação de realce colorido e tipo de contato virtual que indica o status de energização do mundo real de uma determinada entrada do PLC em um determinado momento. O principal problema dos estudantes,técnicos e engenheiros relacionados aos programas de Diagrama Ladder é que eles simplificam em demasia e tentam associar diretamente os comutadores como esse se apresentam conectados na instalação física no PLC representando com suas respectivas instruções de contato na diagramação do programação Ladder.
Os estudantes iniciantes apensam erroneamente que o comutador do mundo real conectado ao PLC e o respectivo contato do comutador virtual dentro do programa do PLC são a mesma coisa, não sendo esse o caso . Em vez disso, a chave instalada no campo (fisicamente instalada no processo) envia uma energia para entrada do PLC , que por sua vez controla o estado do(s) contatos (s) virtual(ais) programado(s) no PLC. Especificamente, é comum ver os profissionais incipientes no mundo de programação caindo de forma rotineira nas seguintes concepções:
Os estudantes iniciantes ap erroneamente que o comutador do mundo real conectado ao PLC e o respectivo contato do comutador virtual dentro do programa do PLC são a mesma coisa, não sendo esse o caso . Em vez disso, a chave instalada no campo (fisicamente instalada no processo) envia uma energia para entrada do PLC , que por sua vez controla o estado do(s) contatos (s) virtual(ais) programado(s) no PLC. Especificamente, é comum ver os profissionais incipientes no mundo de programação caindo de forma rotineira nas seguintes concepções:
Acredita-se erroneamente que o tipo de instrução de contato (NO versus NC) precisa corresponder ao do seu comutador do mundo real associado;
Equivocadamente, pensa que um comutador fechado do mundo real deve resultar em uma instrução de contato fechado no programa de CLP ao vivo
Para esclarecer, aqui estão as regras fundamentais que se deve ter em mente ao interpretar as instruções de contato nos programas PLC Ladder Diagram:
Cada bit de entrada na memória do PLC será “1”(um) quando o canal de entrada estiver energizado, e será um “0”(zero) quando o canal de entrada estiver sem energia;
Cada contato virtual mostrado no programa atua sempre que lê um estado “1”(um) em seu respectivo bit e ficará em repouso sempre que ler um estado “0”(zero) em seu respectivo bit
Um contato colorido é fechado (passa um sinal virtual no circuito do programa no Diagrama Ladder), enquanto um contato não colorido está aberto (bloqueia a sinal virtual no circuito do programa no Diagrama Ladder)
Ao tentar entender os programas de Diagrama Ladder , Essas regras apresentadas acima devem ser analisadas entendida e estarem fortemente enraizadas no entendimento do programador industrial.
A verdade da questão é uma cadeia causal fazendo entender que não existe uma equivalência direta entre a condição dos interruptores das chaves e ou acionadores e o estado da instrução de contato. O comutador do mundo real controla se a energia elétrica alcança ou não o canal de entrada do CLP, que por sua vez controla se o bit do registrador de entrada será um “1” ou um “0”, que por sua vez controla se a instrução de contato irá atuar ou passar do estado de atuado para “não - atuado”. Os contatos virtuais dentro do programa PLC são, portanto, controlados por seus correspondentes comutadores do mundo real, em vez de serem simplesmente idênticos aos seus equivalentes no físico, como tendem a supor os novatos.
Seguindo essas regras, vemos que as instruções de contato normalmente abertas (NO) irão imitar o que seus comutadores do mundo real estão fazendo, enquanto as instruções de contato normalmente fechadas (NC) agirão de forma oposta às suas contrapartes do mundo real.
O realce de cor das instruções da bobina em um programa Ladder segue regras semelhantes. Uma bobina estará “ligada” (colorida) quando todas as instruções de contato anteriores a ela estiverem fechadas (coloridas). Uma bobina colorida escreve um “1” em seu respectivo bit na memória, enquanto uma instrução de bobina não colorida grava um “0” em seu respectivo bit na memória. Se esses bits estiverem associados a canais de saída discretos reais no CLP, seus estados controlarão a energização real de dispositivos eletricamente conectados a esses canais.
Para elucidar ainda mais o entendimento desses conceitos fundamentais, examinaremos a operação de um simples sistema de programa em um PLC de pequeno porte projetado para energizar uma lâmpada de advertência no caso de umvaos de processo sofrer uma alta pressão de fluido. A tarefa do CLP é energizar uma lâmpada de advertência se a pressão do vaso de processo exceder 270 psi e manter a lâmpada de advertência energizada mesmo se a pressão cair abaixo do ponto de disparo de 270 psi. Dessa forma, os operadores serão alertados sobre os eventos de sobrepressão passados ,e presentes dos vasos de processo.
A energia de “voltagem” de 120 volt CA (L1 e L2) fornece energia elétrica para o PLC operar, bem como sinaliza o potencial dos interruptores de entrada e energia para a luz de advertência. Dois interruptores conectam-se à entrada deste CLP: um interruptor normalmente aberto atuando como reset do alarme (pressionando este interruptor “destrava” a lâmpada de alarme) e um interruptor de pressão normalmente aberto atuando como o elemento sensor para alta pressão do vaso de processo:
O botão de reset se conecta à entrada discreta X1 do PLC, enquanto o pressostato se conecta à entrada discreta X4. A luz de advertência se conecta à saída discreta Y5. LEDs indicadores vermelhos ao lado de cada terminal de E / S indicam visualmente o status elétrico dos pontos de E / S, enquanto o realce vermelho mostra o status de energia virtual (Nota 2) dos “contatos” e “bobinas” no programa do PLC. exibido na tela de um computador pessoal conectado ao CLP através de um cabo de programação. Com ninguém pressionando o botão de reset, este interruptor estará em seu estado normal, que para um interruptor “normalmente aberto” está aberto.
Assim, qualquer contato virtual desenhado como um normalmente aberto será aberto (não passando sinal virtual), e qualquer contato virtual desenhado como um normalmente fechado (uma barra diagonal através do símbolo de contato) será fechado(passando sinal virtual). É por isso que os dois contatos virtuais normalmente abertos X4 e Y5 não têm destaque, mas o contato virtual normalmente fechado X1 faz - o realce colorido representa a capacidade de transmitir sinal virtual.
Nota 2: Para um contato de programa PLC, o sombreamento representa a “condutividade” virtual. Para uma bobina de programa PLC, o sombreamento representa um bit definido (1).
Se o vaso de processo sofrer uma pressão alta (> 270 PSI), o comutado de pressão atuará, fechando o contato normalmente aberto. Isso energizará a entrada X4 no PLC, o que “fechará” o contato virtual X4 no programa ladder. Isso envia energia virtual para a “bobina” virtual Y5, que por sua vez se prende através do contato virtual Y5 (Nota 3) e também energiza a saída discreta real Y5 para energizar a lâmpada de advertência:
Nota 3: Vale a pena ressaltar a legitimidade de referenciar contatos virtuais ao bits de saída (por exemplo, contato Y5), e não apenas a bits de entrada. Um “contato virtual” dentro de um programa PLC nada mais é do que uma instrução ao processador do CLP para ler o status de um bit na memória. Não importa se esse bit está associado a um canal de entrada físico, a um canal de saída físico ou a algum bit abstrato na memoria de CLP . No entanto, seria errado associar uma bobina virtual a um bit de entrada, já que as instruções da bobina gravam valores de bit na memória e os bits de entrada devem ser controlados exclusivamente pelos estados de energização de seus canais de entrada física.
Se agora a pressão do processo cair abaixo de 270 PSI, o comutador de pressão retornará ao seu estado normal (aberto), desenergizando a entrada discreta X4 no PLC. Por causa do contato de travamento Y5 no programa do PLC, entretanto, a saída Y5 permanece ligada para manter a lâmpada de advertência em seu estado energizado:
Assim, o contato Y5 executa uma função de travamento para manter o bit Y5 ajustado em (1) mesmo após a condição de alta pressão ser eliminada. Este é precisamente o mesmo conceito que o contato auxiliar de “selo de entrada” em um circuito de partida de motor com fio, onde o contator eletromecânico se mantém energizado após o botão de pressão “Start” ter sido liberado.
A única maneira de um operador humano reajustar a lâmpada de advertência é pressionar o botão. Isso terá o efeito de energizar a entrada X1 no PLC, abrindo assim o contato virtual X1 (normalmente fechado) no programa, interrompendo assim a energia virtual para a bobina virtual Y5, desligando assim a lâmpada de advertência e a força virtual de travamento na programa:
Créditos: por Tony R. Kuphaldt - sob os termos e condições da Creative Commons Attribution 4.0 License
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