Linguagem Ladder Diagram

O funcionamento do CLP baseia-se em um conjunto de instruções conhecido como programa, desenvolvido para atender as rotinas do usuário. Os sinais dos sensores ou transdutores acoplados à máquina ou equipamento são aplicados às entradas do controlador. Em cada ciclo, denominado scan ou varredura, há três etapas:

• Etapa de entrada – Todos os sinais vindos do meio externo e aplicados às entradas são lidos e transferidos para uma área da unidade de memória interna do CLP, chamada tabela imagem da entrada.

• Etapa de programa - O programa é executado, usando os sinais adquiridos durante a etapa de entrada e decidindo quais serão os valores dos sinais de saída digitais e analógicos. Esses valores são guardados em uma região de memória denominada imagem de saída. Durante a execução do programa, os sinais de saída não são alterados, a menos que sejam ativadas entradas de elevada prioridade. Tais entradas são utilizadas para emergências, que não podem esperar o término do scan. Nesse caso, interrompemos o trabalho do CLP, rodando um programa que atende a interrupção. Terminado o atendimento à interrupção, retornamos ao programa principal.

• Etapa de saída – Todos os valores de saída estabelecidos pelo programa e armazenados na imagem de saída são aplicados aos módulos de saída.

Terminadas as três etapas, reinicia-se o ciclo de scan, com a etapa de entrada (operação cíclica). Em algumas situações, por exemplo, ao utilizar controladores PID, torna-se necessário fazer as aquisições de sinais (etapa de entrada) em intervalos fixos. Nesse caso, ao terminar a etapa de saída, o CLP fica esperando o instante predefinido para reiniciar o scan (operação periódica).

Para realizar a tarefa de controle, o processador do CLP simplesmente executa passo a passo o roteiro de instruções contido na tabela de programação que o usuário elaborou. O processo de execução segue aproximadamente a rotina mostrada no fluxograma abaixo.

Existem diversas linguagens de programação para CLP, as quais, utilizando um conjunto de símbolos, blocos, figuras, comandos, etc, permitem ao programador manifestar as relações entre as entradas e saídas do CLP.

Na atual geração de CLP, são empregadas linguagens de alto nível, que possuem uma série de instruções de programação pré-definidas. Isto aproxima as linguagens de alto nível da linguagem humana, facilitando assim o trabalho do programador. As chamadas linguagens de programação de baixo nível, ou em linguagem de máquina, exigem maior habilidade do programador, o qual necessitará de uma boa compreensão do hardware do equipamento, programando bit a bit, como é o caso da linguagem assembly.

A linguagem Ladder reproduz a estrutura de um diagrama elétrico, na qual a combinação de contatos abertos, correspondentes às entradas, permitirá energizar uma determinada carga, que corresponde à saída.

Em função da proximidade da linguagem Ladder com a lógica de relés, amplamente utilizada antes do surgimento dos CLP, essa se tornou uma das linguagens mais empregadas pelos fabricantes de CLP.

Instruções básicas em Ladder

As instruções básicas ou fundamentais na linguagem Ladder são:

Contato NA: normalmente aberto (em inglês NO); a imagem abaixo mostra a instrução contato NA em Ladder, bem como o circuito elétrico e a lógica digital correspondente.

Observe que, na instrução Contato NA, o estado da saída digital é idêntico ao da entrada digital. Assim, quando I1 estiver em alto nível, a saída Q1 estará ativada; e, quando I1 estiver em baixo nível, a saída Q1 estará desativada. A imagem abaixo mostra o circuito de instalação do CLP.

Contato NF: normalmente fechado (em inglês NC); a imagem abaixo mostra a instrução contato NA em Ladder, bem como o circuito elétrico e a lógica digital correspondente.

Observe que, na instrução Contato NF, o estado da saída digital é inverso ao da entrada digital. Assim, quando I1 estiver em alto nível, a saída Q1 estará desativada; e, quando I1 estiver em baixo nível, a saída Q1 estará ativada.

E (AND): A imagem mostra a função E em Ladder, bem como o circuito elétrico e a lógica digital correspondente.

Observe que, na função E, o estado da saída digital depende da combinação das entradas digitais. Assim, quando I1 e I2 estiverem simultaneamente em alto nível, a saída Q1 estará ativada; e, quando qualquer uma das entradas, ou ambas, estiverem em baixo nível, a saída Q1 estará desativada. A imagem abaixo mostra o circuito de instalação do CLP para o programa.

OU (OR): A imagem mostra a função OU em Ladder, bem como o circuito elétrico e a lógica digital correspondente.

Observe que, na função OU, o estado da saída digital depende da combinação das entradas digitais. Assim, quando I1 ou I2, ou ambos, estiverem em alto nível, a saída Q1 estará ativada; e, somente quando I1 e I2 estiverem simultaneamente em baixo nível, teremos a saída Q1 desativada.