Controladores Lógicos Programáveis para Aplicações Industriais

Quando os controladores lógicos programáveis nasceram no final dos anos 1960, eles revolucionaram a indústria de manufatura e deram às máquinas um senso de inteligência. Desde então, o mercado de controladores lógicos programáveis explodiu com múltiplos fabricantes projetando plataformas com capacidade de I/O, memória, velocidade, escalabilidade e capacidades de controle crescentes.

Um dos primeiros controladores lógicos programáveis, projetado nos anos 1960

Obviamente, todos os fabricantes de PLC afirmam ter a melhor plataforma do mercado, e selecionar a melhor plataforma para um determinado projeto pode ser exigente. Muitas vezes, o custo não é o fator principal na escolha de um sistema de controlador lógico programável, e há outras preocupações como capacidades de expansão futura, facilidade de manutenção e disponibilidade de peças de reposição.

Controladores Lógicos Programáveis do Tipo Brick

Existem dois tipos principais de plataformas de controle comumente usadas em aplicações industriais. O primeiro tipo de controlador lógico programável é chamado de controlador "brick". Este é geralmente não expansível, o que significa que tem um número fixo de entradas e saídas com capacidade de memória limitada. No entanto, unidades brick foram lançadas no mercado nos últimos anos que podem suportar mais de 100 I/Os. Essas unidades também são projetadas com capacidades de expansão.

Os controladores brick são limitados ao uso em máquinas embaladas, projetos que requerem um pequeno número de dispositivos de campo, ou projetos que requerem um pequeno número de I/Os, como interruptores, codificadores, dispositivos de detecção ou funções matemáticas de alto nível. Geralmente, todos os bricks são tecnologia de estado sólido, ou seja, não têm partes móveis com exceção do lado de saída do controlador.

Se o seu brick é um sistema de saída de relé, então há relés mecânicos no lado de saída do controlador para comutação de pequenas cargas. Os limites de corrente nestes relés são tipicamente menores que 5 A, mas em alguns casos podem chegar a 10 A, dependendo da classificação do relé e se a carga é indutiva ou resistiva. Esses controles geralmente têm 1 ou 2 pontos de I/O analógicos para feedback de posição ou detecção de nível como exemplo. Saídas de relé podem geralmente carregar mais corrente de saída (tanto DC quanto AC) do que seus equivalentes de saída de transistor/triac, mas têm uma vida útil mais curta e geralmente têm um tempo de resposta mais lento.

Omron ZEN-10C2DR-D-V2

O Omron ZEN-10C2DR-D-V2 tem uso prático em aplicações de controle simples, como controle de bomba ou motor com uma sequência de inicialização básica usando funções básicas de temporização e contagem. Este controlador oferece estas opções (encontradas na página 1 do datasheet).

• 6 entradas
• 4 saídas de relé
• Suporta expansão até 44 pontos de I/O (série V2)
• Pode suportar entrada de 24 V até 120 V

Um exemplo de aplicação envolve iniciar um motor e acionar um alarme em uma sequência temporizada:

Exemplo de aplicação Omron ZEN-10C2DR-D-V2

Velocio Ace 1430 Micro PLC

O micro-controlador Velocio Ace 1430 Micro PLC é uma excelente escolha para controlar passo e direção em aplicações de motores servo e de passo. Este controlador inovador fornece 6 entradas e 12 saídas e elimina a necessidade de saídas de alta velocidade específicas para controlar passo e direção. O software também é fácil de usar e possui uma interface especificamente projetada para controle de movimento. Um exemplo de aplicação envolve o uso do controlador com o popular motor servo integrado Teknic Clearpath, onde "integrado" significa que não há necessidade de um drive servo autônomo. Este controlador lógico programável tem um pequeno fator de forma, permitindo que seja facilmente montado em um pequeno rack ou suporte.

Dimensões do Velocio Ace 1430 Micro PLC. De Velocio.net

Controladores Lógicos Programáveis Modulares (Baseados em Rack)

As duas unidades anteriores são exemplos de PLCs tipo tijolo, mas estes devem ser contrastados com um controlador modular, onde módulos de PLC são montados em unidades de rack. Controladores lógicos programáveis modulares fornecem maior flexibilidade, manutenção mais fácil e muito mais memória do que controladores tipo tijolo. Para sistemas de fabricação avançados e aplicações, sistemas modulares são poderosos o suficiente para fornecer contagens de I/O que excedem 100 pontos e podem executar funções matemáticas complexas.

Selecionar um sistema com as opções certas simplesmente se resume a quantos pontos de I/O seu projeto requer e o tipo de rede de comunicações industriais na qual o controlador residirá. Se sua contagem de I/O for menor que 100 pontos e não requer funções matemáticas de alto nível ou memória significativa, então um controlador tipo tijolo como os mostrados acima será mais do que suficiente.

Vale a pena notar que usar mais de 75 pontos em um controlador tipo tijolo consumirá a maior parte da memória disponível, levando a um desempenho mais pobre. Uma vez que sua contagem de I/O aumenta além de 100 pontos, é melhor considerar um sistema de controle de alto nível com uma faixa de I/O virtualmente ilimitada que é expansível e suporta múltiplos protocolos de comunicação. O uso de software de programação baseado em tags ajudará tanto em projetos de I/O pequenos quanto grandes para conservar memória.

Plataforma Allen Bradley Controllogix

A Plataforma Allen Bradley Controllogix é um controlador de alto nível poderoso que usa um software de programação baseado em tags chamado Studio 5000. Este software revolucionou a maneira como os PLCs são programados, fazendo com que a lógica de escada pareça arcaica em comparação. Os módulos de I/O digital suportam várias faixas de tensão e podem aceitar uma gama de 8-32 pontos por cartão montado em rack.

A Plataforma Controllogix possui infinitas possibilidades de configuração com cartões de I/O especializados e módulos de I/O remotos que suportam conexões de fibra para transferência de dados. Este sistema de controle seria adequado para aplicações de alto nível, como sistemas de controle para processos primários de planta com interface de operador baseada em PC ou outro sistema HMI. O sistema também suporta protocolos Ethernet, bem como control net e device net.

Exemplo de aplicação da Plataforma Allen Bradley Controllogix. Da ProSoft Solutions

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