O CLP (Controle Lógico Programável) exerce um papel fundamental na automação industrial, ganhando ainda mais destaque no contexto da Indústria 4.0.

É impossível falar de automação industrial sem falar em CLP (Controle Lógico Programável). Por isso, neste Mês do Conhecimento na DJP, não poderíamos deixar de abordar este dispositivo tão importante. Assim sendo, você encontrará neste artigo tudo o que precisa saber para entender o papel do CLP dentro da sua fábrica. Ahh, e claro, se precisar de informações personalizadas para o seu equipamento fique à vontade para falar com nossa equipe de especialistas CLICANDO AQUI.

MAS, O QUE É CLP?

A ABNT, define o CLP como um “equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com as aplicações industriais”.

Também conhecido como PLC (Programmable Logic Controller), é definido pela NEMA (National Electrical Manufacturs Association) como “um aparelho eletrônico digital que utiliza memória programável para armazenar internamente instruções e para implementação de funções específicas, tais como lógica, sequenciamento, temporização contagem aritmética, entre outros”.

Ou seja, resumidamente, o Controle Lógico Programável – CLP é um computador programado para realizar determinadas funções durante o processo industrial.

COMO SURGIU?

Os primeiros CLPs surgiram no final dos anos 60 para atender a necessidade da General Motors em alterar de forma rápida e barata os processos de suas linhas de produção.

A GM, por exemplo, tinha a necessidade de produzir carros de um mesmo modelo só que de cores diferentes, porém, sem precisar interromper a produção. Antes do CLP, isso exigia a reformulação dos painéis e comandos e, consequentemente, gerava um trabalho demorado e custoso. Sendo assim, diante de um cenário que cobrava uma produção cada vez mais personalizada e enxuta (Lean Manufacturing), foi preciso buscar inovações que facilitassem esse trabalho e tornassem a produção mais hábil.

Foi nesse contexto que nasceu o CLP. Desenvolvido por uma empresa norte-americana, o Controle Lógico Programável começou a ser utilizado com grande sucesso pela GM e posteriormente foi difundido para outras indústrias dos mais diversos ramos.

Sem dúvida, o surgimento do CLP é um grande marco na automação industrial. Afinal, ao simplificar a alteração dos processos, ele se tornou responsável por flexibilizar a linha de produção. Dessa forma, reduziu os desperdícios de matéria prima, o tempo de produção e o custo de mão de obra, resultado assim, no aumento da produtividade e da lucratividade.

Por fim, a partir daí, o CLP evoluiu e passou a ocupar cada vez mais espaço nas fábricas, principalmente à medida que a automação foi se tornando cada vez mais um padrão. De fato, hoje ele continua a evoluir, ao ponto de ter um papel fundamental no contexto da Indústria 4.0.

COMO O CLP FUNCIONA

O CLP é composto basicamente por 3 partes: as entradas, as saídas e o dispositivo de programação. Desse modo, entendendo como cada uma dessas partes funciona, fica fácil comprrender como o CLP trabalha.

ENTRADAS

As entradas são as responsáveis por receberem os sinais do equipamento, sejam eles analógicos ou digitais.

ENTRADAS ANALÓGICAS: São as responsáveis por receberem as referências analógicas do equipamento, por exemplo, variação de temperatura (vinda através de um termopar) ou pressão (através do pressostato).

ENTRADAS DIGITAIS: São as responsáveis por receberem sinais de forma binária. Ou seja, cada entrada digital entende apenas dois estados (0 ou 1). Por exemplo, se uma botoeira está acionada ou não ou se uma válvula está aberta ou fechada, o sinal digital recebido é sempre 0 ou 1.

SAÍDAS

As saídas do CLP são responsáveis por receberem as ordens enviadas pela CPU. Essas ordens são resultantes do processamento dos sinais recebidos. Dessa forma, os cartões de saída acionam as cargas de acordo com o que foi determinado no programa do CLP.

Assim como as entradas, as saídas também podem ser analógicas ou digitais.

SAÍDAS ANALÓGICAS: Disponibilizam sinais variáveis para um determinado controle ou acionamento. Por exemplo, para controlar a velocidade de um motor elétrico, é ela quem disponibiliza o sinal responsável por enviar uma instrução para o inversor de frequência.

SAÍDAS DIGITAIS: Podem ser de dois tipos: relé ou transistor. Ambos trabalham sempre de maneira binária, ou seja, com apenas dois estados lógicos (ex: ligado ou desligado). Dessa forma, realiza o “comando” a partir dos estados 0 ou 1, acionando ou desligando, por exemplo, uma bobina de um relé ou um sinaleiro.

DISPOSITIVO DE PROGRAMAÇÃO

É o cérebro do CLP, já que é o responsável por receber a informação e determinar o que será feito. Atua lendo os valores lógicos presentes nas entradas, em seguida executa as instruções do programa e transfere as ordens provenientes dessas instruções para as saídas.

Tal qual um computador comum, possui duas partes fundamentais: o processador e a memória.

O processador tem como função executar a ação programada pelo usuário. Além disso, gerencia a comunicação e execução dos programas de autodiagnóstico.

Atualmente, alguns CLPs utilizam mais de um processador. Dessa forma, conseguem dividir tarefas e, consequentemente, ganhar maior velocidade de processamento e facilidade de programação.

Assim como um computador, para funcionar, o CLP precisa de um sistema operacional e um software (programa).

O programa é inserido na memória do processador através do dispositivo de programação. Por essa razão, esta parte do CLP também é muito importante para a programação e manutenção em campo. Além disso, ela é um dos principais pontos de atenção durante o retrofit. Alias, clicando aqui você poderá ler mais sobre o retrofit de equipamentos industriais.

RECURSOS DOS CLPs

Como você já sabe, o CLP é um equipamento eletrônico utilizado na automação de processos industriais. Dessa forma, é projetado para trabalhar em ambientes industriais, sob condições adversas de temperatura e poeira. Além disso, é imune a interferências, seja de ruído, eletromagnética, vibração ou impacto.

O CLP funciona em tempo real analisando os sinais das entradas e atualizando as saídas de acordo com a sua programação. Além disso, é importante mencionar um recurso muito importante nos dia de hoje: a capacidade de transmissão de dados via canais seriais ou Ethernet. Afinal, dessa forma, os CLPs podem ser supervisionados por computadores formando sistemas de controle integrados.

De fato, os canais de comunicação integrados nos CLPs permitem conectar interfaces de operação (IHM), computadores, outros CLPs e até mesmo unidades de entradas e saídas remotas. Notou? Isso é Indústria 4.0 pura! Nesse sentido, cada fabricante estabelece um protocolo para conectar seus equipamentos de modo que troquem informações entre si. Os protocolos mais comuns são Modbus, EtherCAT, Profibus, DeviceNet entre outros. CLIQUE AQUI E LEIA MAIS SOBRE CADA PROTOCOLO.

POR QUE USAR UM CLP

Com toda a certeza, hoje em dia o CLP é um dispositivo indispensável dentro de uma indústria. Aliás, no contexto da Indústria 4.0, um CLP simples já não mais atende às necessidades, sendo necessário optar por aqueles com mais recursos tecnológicos. De qualquer forma, as vantagens em utilizar o CLP são muitas, entre elas:

Aplicação da manufatura enxuta (lean manufacturing);
Maior possibilidade de personalização;
Redução nos desperdícios de matéria prima e energia;
Controle total sobre a linha de produção;
Repetibilidade e maior qualidade na produção;
Redução nos custos com mão de obra;
Rapidez em atender as demandas do mercado;
Redução dos custos de produção;
Restabelecimento mais rápido do sistema produtivo;
Redução de área;
Possibilidade de interligar sistemas;

CARACTERÍSTICAS PARA UMA APLICAÇÃO EFICIENTE

Sem dúvida, para aproveitar ao máximo os recursos e os benefícios de um CLP, é preciso seguir algumas normas e recomendações, como:

Estar de acordo com a norma IEC61131 (I/O-Link);
Possibilitar sua instalação em trilho DIN;
Ser modular e possibilitar expansão;
Ter uma fonte chaveada com bom nível de proteção.

Da mesma forma, ter um CLP que garanta uma boa comunicação e integração também é fundamental. Por isso, é necessário:

CPU com pelo menos duas portas de comunicação;
Dispor de cartões de comunicação para as principais redes industriais do mercado;
Comunicação com IHM;
Comunicação com Supervisório.

Por fim, outras facilidades também contribuem com a eficiência e o bom funcionamento de um CLP, como:

Disponibilidade de softwares gratuitos;
Contar com cabo de comunicação de fácil construção, que dispense circuitos no meio do cabo;
Possuir software de programação de fácil manipulação (intuitivo);
Contar com suporte local e treinamentos.

COMO ESCOLHER O CLP (Controle Lógico Programável) IDEAL

Para escolher o controle lógico programável mais adequado à sua realidade é necessário se fazer algumas perguntas, bem como levar em conta algumas variáveis:

Quantas I/Os o equipamento ou a fábrica possui? SAIBA MAIS
Quantas Entradas e Saídas Analógicas?
Terá IHM? (Interface homem máquina)
O equipamento possui Motores de Passo ou Servos Motores? Quantos?
Possui controle de temperatura? Se sim, de que tipo são os sensores?
Possui controle de Célula de Carga?
Tenha claro qual a quantidade de entradas e saídas digitais serão controladas no processo;
Tenha definido se terá controles analógicos (0-10V ou 4-20mA);
Como será a comunicação com outros periféricos? Por exemplo: Inversor, IHM, drives;
Para se inserir mais facilmente na Indústria 4.0, escolha CLPs com funcionalidades de IoT embarcadas.

CLP E IIOT (Internet Industrial das Coisas)

Atualmente, existem dispositivos inteligentes com tecnologia embarcada para IIOT (Internet Industrial das Coisas). No caso da fabricante de CLPs Wago, por exemplo, existem opções compatíveis com todos os protocolos de rede de campo e padrões ETHERNET (PROFIBUS, MODBUS, PROFINET, EtherCAT), CLIQUE E SAIBA MAIS.

Fontes: Wago e Sala da Elétrica

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Tags:CLP, Mês do conhecimento, wago