Em nosso artigo anterior apresentamos uma das ferramentas mais utilizadas na área da Automação, o chamado CLP (Controlador Lógico Programável), e explicamos em linhas gerais o que ele é e para o que ele serve. Neste artigo iremos entrar com mais detalhes sobre a estrutura e o funcionamento deste equipamento, abordando de que forma esse processador trata as informações e como ele interage no meio em que ele está instalado.

COMPOSIÇÃO DO CLP

Antes de entender o funcionamento do CLP, precisamos conhecer os componentes físicos que o constituem. Veja abaixo uma explicação resumida sobre cada componente:

• Memória: área do CLP onde ficam armazenadas todas as informações necessárias para que as atividades sejam executadas;
• Cartão de entrada: recebe um sinal elétrico do ambiente externo e envia para dentro do CLP;
• Processador: é um chip que irá processar o programa;
• Cartão de saída: envia um sinal elétrico para o ambiente externo para acionar algum equipamento;
• Barramento: é uma placa eletrônica responsável por fazer a comunicação entre os componentes descritos acima;
• Fonte de energia: alimentação do equipamento.

Além dos componentes físicos, este equipamento se constitui de alguns outros elementos abstratos: a chamada “tabela imagem” (que será descrita mais adiante), um programa chamado “scan” que fica dentro do processador (e que também será descrito mais adiante) e o programa com qual o ser humano interage para registrar ou alterar informações.

Todos os componentes e elementos trabalham juntos, cada um com seu papel. Em outras palavras, eles funcionam como uma equipe dentro de uma empresa: cada funcionário tem um papel a ser executado para que os objetivos finais sejam atingidos. Da mesma forma, cada elemento tem um papel para que os objetivos designados para o CLP sejam atingidos.

COMO FUNCIONA?

Bem, o modo como o CLP “trabalha” não é muito diferente de como nós fazemos nossas atividades no dia a dia. O mesmo se baseia em “funções”, as quais nós também podemos chamar de “rotinas”.

Vamos citar como exemplo uma sirene utilizada dentro de uma indústria para alertar aos funcionários sobre um problema emergencial. Podemos dizer que isso é uma “rotina” – toda vez que alguém apertar um determinado interruptor, a sirene irá disparar. E nós podemos utilizar um CLP para programar essa função – vamos entender como.

Programando Entradas e Saídas

Com a utilização de um computador, o profissional irá registrar no programa a função (ou rotina) desejada – ao acionar o interruptor, a sirene deverá disparar. Assim:

• Acionar o interruptor é uma “entrada”, ou seja, o comando.
• Disparar a sirene é uma “saída”, ou seja, o resultado esperado.

Nos cartões de entrada e saída, há diversas entradas e diversas saídas, ou seja, um único CLP pode executar diversas funções. Na figura a seguir você pode visualizar um cartão de entrada para ter uma melhor noção do que estamos dizendo.

As funções (ou rotinas) nos cartões de entrada e saída são geralmente identificadas por “endereços”. Vamos dizer que os endereços, no presente exemplo, são números. Portanto, imagine que acionar o interruptor esteja endereçado na “entrada 1” e disparar a sirene esteja endereçado na “saída 1”. Ao acionar o interruptor, um sinal elétrico será enviado ao cartão de entrada e, normalmente, há algum sinal (como uma luz de led, por exemplo) indicando o endereço que foi acionado (no nosso caso aqui, o endereço “1”).

Lembrando que uma única entrada pode estar ligada a várias saídas ao mesmo tempo. Por exemplo, ao acionar aquele único interruptor, podemos fazer a sirene disparar, acender a luz, ligar o rádio e o que mais tiver sido programado ali. O contrário também pode acontecer: uma única saída pode estar conectada com várias entradas, ou seja, vários interruptores diferentes poderiam fazer a sirene disparar – mas vamos ficar apenas com um interruptor e com a sirene para não complicar.

O Caminho das Informações

Primeiramente, é necessário esclarecer que nenhum componente do CLP sabe de fato o que irá acontecer, ou seja, disparar a sirene. Quem vai cuidar disso é o eletricista que irá conectar os fios ao CLP.

Quando o interruptor for acionado, um sinal elétrico irá ligar a entrada “1” aqui do nosso exemplo. O cartão de entrada irá reconhecer que o fio está energizado e essa é a única informação que ele tem: “opa, a entrada ‘1’ foi acionada”. E o barramento irá levar essa informação para a chamada “tabela imagem de entrada”.

Mas o que é uma tabela imagem?

A tabela imagem é uma área da memória do CLP. Temos a tabela imagem de entrada e a tabela imagem de saída. Na primeira, ficam as informações enviadas pelo cartão de entrada, ou seja, informações sobre se determinada entrada está acionada ou não. É necessário armazenar essa informação nessa área da memória enquanto o programa é atualizado com as novas informações sobre o que é pra fazer.

O programa vai verificar, de acordo com as informações registradas na memória do programa, que quando a entrada “1” está acionada, é necessário acionar a saída “1”. Assim, depois dessa verificação, o chamado “scan” (que fica dentro do processador) interpreta essa informação e executa o programa.

Executando o programa, ele enviará essa informação à “tabela imagem de saída”, na qual ficam armazenadas as informações do cartão de saída, enquanto o scan vai verificando outras informações do programa.

Fica por conta do barramento levar essa informação ao cartão de saída – “ei, aciona o ‘1’ aí!”. Assim, depois de todo esse processo, a função do cartão de saída é enviar um simples sinal elétrico e pronto – a sirene dispara!

Tudo isso acontece, claro, numa velocidade espantosa. Além disso, o CLP fica atualizando as informações repetidamente, várias e várias vezes por segundo, garantindo que sempre que alguma entrada for acionada, o resultado esperado (a saída) será executado.

Como funciona o scan?

Agora vamos entender como o scan funciona quando chega a hora de ele entrar em ação para executar o programa.

Bem, primeiro, é importante saber que em programação dizemos que cada informação programada é uma “linha”. Assim, o scan lê a primeira linha do programa da esquerda para a direita (ou seja, ele lê a informação programada). Após essa leitura ou varredura, se houver uma segunda linha de programa, o scan passa para a próxima e faz a leitura da esquerda para direita e assim sucessivamente.

O scan faz essa leitura ou varredura diversas vezes, mesmo que não tenha nada de atual para executar. Isso quer dizer que o equipamento fica funcionando continuamente, 24 horas por dia.

Devido a isso, temos algo que chamamos de “chamada de rotina”. Esse recurso faz com que o scan execute somente quando tiver algo novo para fazer. Mas essa informação fica para o nosso próximo artigo.

Bem, espero que tenham gostado. Até a próxima!