M

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MÓDULOS do CLP

• Os principais módulos existentes para a
  utilização do CLP são
• Módulo de entradas e saídas discretas (digitais)
  
• Módulos de estradas/saídas analógicas
• Módulos especiais.

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ENTRADAS E SAÍDAS DISCRETAS

• É a classe mais comum de interface de
  entrada/saída. Esta interface é limitada a
  sensoriar sinais do tipo ON/OFF ou
  fechado/aberto.
• Da mesma forma, o controle da saída é limitado a
  dispositivos que somente requerem comutação em
  dois estados, ligado ou desligado.

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ENTRADAS E SAÍDAS DISCRETAS

• Normalmente, os módulos de entrada/ saída são
  dotados de
• Isolação óptica para proteção da CPU, fonte de
  alimentação e demais módulos.
• Indicadores (LEDs) de status para auxílio
  durante a manutenção.
• Conectores removíveis que reduzem o tempo de
  manutenção e/ou substituição dos módulos.

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Tipos de entradas digitais (CC)

• Entrada consumidora de corrente (Sink)
• Entrada fornecedora de corrente (Source)

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Tipos de entradas digitais (CA)

• Funcionam de forma idêntica as entradas digitais
  CC, porém os sensores fornecem um sinal
  alternado.
• Possui isolação entre o sinal de entrada e a
  parte lógica do CLP através de um acoplador
  óptico.
• Após o acoplador óptico existe um filtro formado
  por C1, R3 e R4, este filtro fará com que ruídos
  existentes na alimentação não causem um
  acionamento indevido.

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Tipos de saídas digitais físicas mais comuns

• Transistor / Triac
• Características Chaveamento eletrônico para
  cargas DC (Transistor), para cargas AC (Triac).
• Vantagem Alta vida útil, alta freqüência de
  chaveamento (apenas para o transistor), ocupam
  pouco espaço no módulo, isolação entre módulo e
  carga.
• Desvantagens Baixa proteção contra sobrecorrente
  e curto-circuito (necessita ser associado a
  fusíveis). Geralmente para cargas de baixa
  potência (100 a 500 mA).

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Tipos de saídas digitais físicas mais comuns

• Saída a transistor consumidora de corrente
  (Sink).
• Saída a transistor fornecedora de corrente
  (Source).

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Tipos de saídas digitais físicas mais comuns

• Relé
• Características Chaveamento eletro-mecânico para
  cargas AC ou DC.
• Vantagem Alta isolação entre módulo e carga,
  permite chavear cargas de média potência.
• Desvantagens Vida útil limitada pelo desgaste
  mecânico, baixa freqüência de chaveamento.

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ENTRADAS E SAÍDAS DISCRETAS
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ENTRADAS E SAÍDAS ANALÓGICAS

• A interface analógica permite que grandezas
  analógicas possam ser lidas pelo controlador ou
  que o controlador possa modificar uma grandeza
  analógica, através de conversores A/D e D/A.
• Os níveis mais utilizados são para tensão de 0 a
  10Vcc e corrente de 0 a 20mA.

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ENTRADAS ANALÓGICAS

• A tensão ou corrente de entrada é convertida para
  um código digital proporcional ao valor
  analógico, através de um conversor analógico
  digital.

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ENTRADAS ANALÓGICAS

• As seguintes características são importantes na
  escolha do módulo
• Quantidade de canais disponíveis são oferecidos
  módulos de 2, 4, 8 ou 16 canais.
• Tipo e faixa de operação os valores mais comuns
  são corrente (0-20mA, 4-20mA), tensão (0-10V,
  10V) ou temperatura.
• Resolução do conversor A/D os valores mais
  comuns são 8, 10, 12 ou 16 bits.
• Ciclo de atualização da amostragem há um tempo
  necessário para que os sinais analógicos sejam
  digitalizados e disponibilizados para a CPU.

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SAÍDAS ANALÓGICAS

• A interface para saídas analógicas recebe do
  processador dados numéricos que são convertidos
  em valores proporcionais de corrente ou tensão e
  aplicados nos dispositivos de campo.

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SAÍDAS ANALÓGICAS

• As seguintes características são importantes na
  escolha do módulo
• Quantidade de canais disponíveis são oferecidos
  módulos de 2, 4, 8 ou 16 canais. Esses canais
  podem ser isolados (isolação galvânica) ou não
  isolados (comuns)
• Tipo e faixa de operação dos canais corrente
  (0-20mA, 4-20mA) ou tensão (0-10V, 10V).
• Impedância de saída apresenta as resistências
  mínima e máxima a que o canal de saída pode ser
  conectado, para sinais de corrente e tensão
  específicos
• Resolução do conversor D/A a resolução é o menor
  incremento que o dado enviado ao conversor D/A
  pode causar no valor analógico de saída
• Ciclo de atualização da saída analógica
  semelhante às entradas, o ciclo de atualização da
  saída analógica depende de um tempo e do número
  de canais.

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MÓDULOS ESPECIAIS

• Módulos especiais, também chamados de módulos
  inteligentes, incorporam um microprocessador de
  forma que a tarefa a ser realizada pelo módulo
  fica independente da varredura do processador.
• São necessários módulos especiais, em aplicações
  como, interface para termopares, geração de
  mensagens, execução de algoritmos PID,
  comunicação em rede, etc.

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MÓDULO PARA TERMOPAR

• O módulo de entrada para termopar aceita sinais
  provenientes diretamente do transdutor.
• A operação desta interface é similar a entrada
  analógica com exceção de que os sinais de baixo
  nível dos termopares são aceitáveis.
• Estes sinais são filtrados, amplificados e
  digitalizados por um conversor e então enviados
  ao processador sob o comando do programa de
  controle do usuário.

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MÓDULO DE ENTRADA PARA PT-100

• Este módulo possui uma função específica na
  aquisição de dados de um sensor de temperatura,
  tipo PT 100 (resistor variável de Platina).

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MÓDULOS PARA CONTAGEM RÁPIDA

• São providos de um contador de alta velocidade,
  externo ao processador.
• Aplicações típicas destes módulos são operações
  que requerem entrada direta do encoder em tarefas
  de
• posicionamento de
• máquinas, etc.
• A freqüência máxima
• de pulsos varia numa
• faixa de 100 Hz a 50 kHz.

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MÓDULOS DE ENTRADAS/ SAÍDAS REMOTOS

• A instalação de módulos de entradas/saídas é
  realizada distante do controlador programável.
• Um subsistema de entradas/saídas remoto é
  composto por fontes de alimentação, módulos I/O e
  adaptadores de comunicação.
• Há vantagens em termos de fiação de campo e
  custos de manutenção em grandes sistemas.

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MÓDULOS DE ENTRADAS/ SAÍDAS REMOTOS

• Na utilização de módulos remotos deve-se analisar
  os seguintes fatores
• Velocidade de comunicação do módulo remoto com a
  CPU
• A possibilidade de interferência externa na rede
• Falhas no equipamento remoto. Na ocorrência de
  falhas, o sistema não pode ser prejudicado e a
  manutenção deve ser rápida.

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SISTEMAS SUPERVISÓRIOS SCADA

• Os sistemas SCADA são sistemas de supervisão,
  controle e aquisição de dados.
• São usados extensivamente na indústria,
  aplicações SCADA costumam ir de algumas centenas
  de pontos de entrada e saída até vários milhares
  de pontos de entrada e saída.
• Os sistemas SCADA possuem um ambiente integrado
  de desenvolvimento que possui editor de gráficos,
  editor para banco de dados, relatórios, receitas
  e editor de scripts (pequenos programas pelo
  usuário).

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INTERFACE HOMEM-MÁQUINA IHM

• As IHMs surgiram diante da necessidade de
  modificar certos parâmetros dentro de um
  programa, sem a necessidade de conectar-se a um
  computador para a realização desta tarefa.
• As interfaces são ligadas ao CLP através de sua
  porta de comunicação. Existem dois tipos as
  interfaces alfa-numéricas e as de interfaces
  gráficas.

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INTERFACE HOMEM-MÁQUINA IHM

• A interface alfa-numérica é constituída de teclas
  de sistema, teclas de funções, teclas
  alfa-númericas, LEDs indicadores e um display
  LCD, geralmente de 2 linhas e 20 colunas.
• O princípio de funcionamento consiste em
  pré-programar mensagens, onde cada uma possui um
  número. Quando se deseja acessar qualquer
  mensagem, basta fazer com que o CLP coloque o
  número desta no registrador designado para
  indicar qual mensagem será mostrada no momento.

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INTERFACE HOMEM-MÁQUINA IHM

• Nas IHM's gráficas, o usuário pode, por meio de
  um programa específico, desenhar comandos em
  forma de botões, bem como, lâmpadas para aviso ou
  alarmes, escolhendo cores, formatos, tamanhos e
  definindo, também, endereços do CLP para cada
  elemento.
• O usuário pode modificar esta interface a
  qualquer momento, acrescentando ou retirando
  funções, de acordo com suas necessidades.
• Existem IHMs gráficas com tecnologia touch
  screen (toque de tela).

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REDES DE COMUNICAÇÃO

• A utilização de redes de comunicação de baixo
  nível é cada vez mais freqüente e indispensável
  no campo da automação e controle dos mais
  variados processos de manufatura.
• Em termos gerais existem três níveis de redes de
  comunicação.

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REDES DE COMUNICAÇÃO

• No topo da pirâmide (primeiro nível) está situada
  a empresa através de uma visão macro, tendo todas
  as ações da rede de comunicação dirigidas para o
  controle gerencial da produção.
• Neste nível estão envolvidos a administração,
  gerência, contabilidade, compras, vendas, nível
  de produtividade, banco de dados, entre outros.
• Alto tráfego de informações.

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REDES DE COMUNICAÇÃO

• No segundo nível estão localizadas as células
  e/ou sistemas flexíveis de manufatura onde os
  controladores gerenciam processos, linhas de
  montagens ou mesmo máquinas automáticas.
• A comunicação neste nível é feita entre os
  mestres ou gerentes das células.
• Tráfego de informações médio.

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REDES DE COMUNICAÇÃO

• No nível mais baixo da pirâmide está localizado o
  barramento de campo, que é responsável pela
  comunicação entre os dispositivos mais simples,
  utilizados no chão da fábrica (sensores e
  atuadores) e seus respectivos controladores.
• Este nível se caracteriza, por possuir uma
  quantidade de informações baixa trafegando na
  rede, e trabalhando também com velocidades/taxas
  de transmissão também baixas.