Elétrica

Para que serve o PLC e como ele funciona na prática

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 25/02/2022
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Você sabe para que serve o PLC?

Neste artigo, você vai descobrir o que é PLC, para que ele serve e qual a diferença entre PLC e o CLP.

Além disso, também vamos explicar quais são as principais vantagens do PLC e como ele funciona na prática.

Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo. Nele você vai aprender sobre:

E se você gostou do que vem por aí, então não deixe de compartilhar este artigo com seus amigos nas redes sociais, para que eles possam entender o funcionamento de um PLC na prática.

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O que é PLC

O PLC é um computador industrial que executa funções específicas através de um programa que foi criado por um ser humano.

A sigla CLP significa controlador lógico programável e isso significa que ele segue um conjunto de instruções pré definidas.

Ele possui características similares ao computador comum que utilizamos no dia a dia, o qual serve para acessar a internet, fazer impressões, gravar vídeos etc.

E neste caso, esse tipo de controlador representa na indústria toda a inteligência no processo de automatização de máquinas e/ou ambientes.

Para que server o PLC

O PLC serve para gerenciar processos de forma automatizada.

E neste caso, nós precisamos de um equipamento para controlar o nosso sistema mecânico.

Por isso, o  PLC é como se fosse o cérebro de todo o processo de automatização na indústria.

E neste caso, para que o sistema mecânico fique inteligente, nós adicionamos o cérebro que é o PLC .

Diferença entre PLC e CLP

Algumas pessoas acreditam que PLC e CLP podem ser dois equipamentos diferentes.

Mas na prática, eles se tratam do mesmo equipamento mas com traduções diferentes.

Neste caso a sigla PLC se refere ao termo em inglês e PLC representa a sigla traduzida para o português.

Ou seja, PLC significa Programmable Logic Controller e a sigla CLP quer dizer Controlador Lógico Programável.

Onde usar o PLC

No geral, o PLC é muito utilizado em vários processos da indústria, e outras aplicações recentes voltados a comércios e residências.

Mas neste caso, tanto as suas especificações técnicas como o seu hardware e o software dos PLCs são compatíveis com a grande maioria das aplicações industriais.

E por isso, eles são capazes de controlar e gerenciar os mais diversos tipos de nível e complexidade de processos industriais.

Contudo, sua aplicação se dá, principalmente, nas áreas de controle de processos (como produtoras de líquidos, materiais gasosos e afins) e de automação industrial (produção em linhas de montagem, como a automotiva, por exemplo).

Porque o PLC é importante

O PLC é muito importante para toda atividade industrial que precise ter seus parâmetros controlados.

De maneira resumida, onde tiver máquinas funcionando, a aplicação do PLC será fundamental, como por exemplo:

Controle de motores elétricos, bombas e máquinas em geral que são fundamentais na indústria.

Ou nos sistemas de transporte de materiais (como correias) para controle de velocidade e outras funções.

Além disso, podemos citar o controle de variáveis de processos como vazão, pressão, temperatura e nível.

E também podemos citar o exemplo de controle de processos químicos e dosagem de produtos para o processo de embalagem.

Temos também aplicações de PLC voltadas para a dosagem de matérias primas durante o processo de fabricação como de alimentos ou medicamentos.

E também podemos destacar a importância do PLC para o posicionamento de materiais e controle de estoque e até o controle de temperatura em fornos.

Mas é importante destacar que há vários tipos de PLC, modelos e fabricantes no mercado, é o que vamos entender agora.

Tipos de PLC

No mercado, existem vários tipos ou categorias de PLC e vários modelos diferentes.

Mas no geral, eles podem ser divididos conforme algumas características abaixo, como:

  • Capacidade de processamento;
  • Quantidade de Entradas e/ou Saídas;
  • Modelos compactos (nos quais todos os pontos de entrada e saída estão juntos em uma mesma unidade);
  • Modelos modulares (nos quais os pontos de entrada e saída podem ser conectados e desconectados para alterar a estrutura e controlar outro processo).

Mas também podemos dividi-los em três tipos, confira abaixo.

PLC micro, médio e grande porte

No caso do Micros PLC, ele  possui pouca capacidade com, no máximo, 16 entradas e 16 saídas.

Ele só possui modelos digitais, com apenas um módulo de baixa memória (512 passos).

Temos também o PLC de médio porte que possui capacidade de até 256 pontos de entradas e saídas, com modelos digitais e analógicos.

E que permite até 2.048 passos de memória, que pode ser interna ou externa. Também podem ser totalmente modulares.

Além disso, temos também o PLC de grande porte que possui uma construção modular, digitais e analógicas.

Neste caso, ele permite a utilização de até 4.096 pontos de entradas e saídas. 

Além disso, são montados em um rack que possibilita um cabeamento estruturado.

Mas um exemplo que podemos citar brevemente são os tipos e modelos de PLC da Siemens.

Tipos de PLC Siemens

A Siemens é uma das maiores fabricantes de PLC e possui uma linha completa de PLC dividida em quatro tipos ou categorias.

Neste caso, é possível encontrar controladores básicos, controladores avançados, controladores distribuídos e controladores baseados em software.

Se você já trabalha na indústria, já deve ter tido contato com alguns dos modelos de PLC da Siemens, confira abaixo.

Modelos de PLC Siemens

Por exemplo, na linha de controladores básicos de PLC da Siemens é possível encontrar o CLP SIMATIC S7 1200.

Na linha de controladores avançados, temos os famosos CLP SIMATIC S7 300, SIMATIC S7 400 e o modelo SIMATIC S7 1500.

Já na linha de controladores distribuídos, temos os modelos SIMATIC ET 200SP, o SIMATIC ET 200SP Open Controller e também o SIMATIC ET 200pro.

E por último não podemos deixar de citar os controladores baseados em software com os modelos SIMATIC S7-1500 Software Controllers, o SIMATIC ODK 1500S e o SIMATIC WinAC.

Como é possível perceber existem vários tipos e modelos conforme cada tipo de aplicação e necessidade específica.

E os modelos citados acima possuem uma série de especificações técnicas que não serão citadas neste artigo.

Mas se você tiver interesse em saber mais sobre os tipos de PLC Siemens, então acesse esse site para saber mais.

Mas se existem tantos modelos de PCL e fabricantes disponíveis no mercado então quais seriam as maiores vantagens do PLC  na indústria, confira abaixo.

8 vantagens do PLC na indústria

O PLC é fundamental para otimizar a eficiência das máquinas industriais.

E neste caso, existe uma série de benefícios que você precisa conhecer abaixo. 

PLC são fáceis de usar

Os PLCs são fáceis de usar e configurar devido a uma interface que permite fácil interação entre hardware e software

Outro detalhe importante é que ele também pode contar com racks modulares.

E esses racks modulares possibilitam a substituição de módulos de entrada e saída de acordo com a exigência do processo.

PLC tem mais controle e menos esforço

Através do PLC é possível fazer o controle de vários equipamentos de maneira centralizada.

Neste caso, quando essa tarefa é centralizada em um processador lógico, é possível fazer ajustes em toda a produção a partir de um terminal.

Isso possibilita mais agilidade aos ajustes de máquinas, principalmente no chão de fábrica.

E caso não houvesse um PLC, seria necessário controladores dedicados que configuram individualmente cada máquina, o que seria bem mais trabalhoso e menos eficiente.

PLC são flexíveis

O PLC é mais flexível porque o controlador pode ser operado por uma única pessoa.

E essa mesma pessoa pode controlar diversos equipamentos ao mesmo tempo.

Além disso, é possível fazer modificações que podem ser reprogramadas em pouco tempo, o que antes era bem mais demorado ou até manual.

E o sistema ainda pode ser expandido com a adição ou troca dos módulos. 

PLC faz monitoramento em tempo real

Através do PCL é possível manter vários PLCs integrados e, por meio desta conexão, monitorar os processos de tempo real.

Ou seja, é possível fazer a mediação precisa em tempo real.

E isso pode ajudar a controlar todo o processo em tempo real,  possibilitando maior precisão de medição.

PLC com processos confiáveis

No PLC, os processos se tornam mais confiáveis quando são processados por uma central automatizada.

Neste caso, devemos destacar os principais processos que são os processos de configuração e análise de resultados.

Outro detalhe importante é que toda essa integração e gestão tecnológica pode facilitar a geração dos relatórios de performance do equipamento.

Além disso, é possível depurar códigos alterados para encontrar erros e corrigi-los, se for possível.

PLC aumenta a produtividade

A automação industrial garante mais produtividade industrial, e o PLC é fundamental para garantir essa produtividade na industrial

Neste caso, isso é possível porque ele elimina uma série de intermediários na operação do maquinário.

Com isso,  a indústria ganha na economia de gastos com estrutura, redução de processos descentralizados de programação e flexibilidade do sistema. 

Outro destaque importante é a possibilidade de liberar profissionais capacitados para exercer funções mais estratégicas.

PLC sem interferência

O PLC é imune a ruídos eletromagnéticos, e neste caso, eles contam com um sistema de isolamento contra ruídos elétricos.

PLC notifica erros

O PLC auxilia na identificação de possíveis falhas que se tornam mais aparentes.

Neste caso, ele informa possíveis notificações de erro aos usuários.

Um exemplo disso que podemos citar é a ausência de um sinal de entrada, por exemplo.

É importante destacar que todo esse processo de automação ajuda e muito os profissionais que gerenciam a produção.

O PLC é um equipamento muito robusto e existem várias outras vantagens.

Mas neste caso, essas são apenas algumas das vantagens que consideramos fundamentais.

Agora nós vamos entender um pouco como funciona o PLC, confira abaixo.

Como funciona o PLC

Como dissemos acima, o PLC é similar a um computador comum, mas com configurações e especificações técnicas mais robustas.

E apesar de formas, tamanhos e capacidades variadas, todos eles  possuem uma estrutura em comum.

Por isso, para entender como ele funciona, nós separamos alguns requisitos mínimos de um PLC, confira abaixo.

Fonte de alimentação do PLC

Diferente de um computador comum, o PLC precisa ter a capacidade de operar o dia inteiro.

Isso acontece porque ele deve ter a capacidade de operar durante vinte e quatro horas por dia na indústria.

E neste caso, qualquer interrupção poderia significar prejuízos na produção.

Por isso, a alimentação do equipamento é muito importante e possui sistemas redundantes para evitar qualquer dano causado por instabilidade de corrente.

Geralmente o PLC é alimentado com 24VCC e ligado em redes de 220VAC, mas as características construtivas podem variar conforme o fabricante.

E a fonte faz as devidas transformações e alimentam os módulos com suas tensões específicas como por exemplo os processadores que geralmente trabalham com 5VCC,

Além disso, ele deve ser sujeito a poeira e outros agentes que seriam muito nocivos a equipamentos eletrônicos não preparados para isso.

Outro requisito importante é a CPU e a memória do CLP, confira abaixo.

CPU e memória do PLC

O dimensionamento da CPU e a memória de um PLC é fundamental na indústria.

Neste caso, é importante destacar que o PLC será responsável por fazer o processamento de uma série de funções e rotinas.

Então, ele deve ser escolhido de acordo com a demanda de processamento lógico, que varia com a complexidade do maquinário. 

E estamos falando de uma série de detalhes como armazenar instruções e implementar funções específicas.

Como é o caso de  sequenciamento, aritmética, temporização, lógica e contagem.

Essas instruções fazem o uso recorrente de uma memória interna programável.

Assim, será possível armazenar, analisar e processar informações para definir de forma autônoma a melhor forma de gerir todos os aparelhos conectados.

No manual do fabricante é possível consultar uma lista enorme com todas essas especificações técnicas.

Mas outro detalhe importante no funcionamento do PCL está relacionado ao seu sistema de entrada e saída, confira abaixo.

Sistema Input/Output do PLC

O CLP funciona recebendo os dados de sensores e dispositivos de entrada, depois processa as informações e controla os dispositivos de saída, agindo sobre os processos.

Para funcionar corretamente o PLC precisa de entradas e saídas suficientes para conectar todos os equipamentos no chão de fábrica.

Assim, é possível conectar vários equipamentos e maximizar o uso dessa tecnologia.

Sua função de controle se dá através de módulos de entradas e saídas e softwares (cada PLC tem seu próprio software). 

Além disso, deve ser implementada uma comunicação M2M realmente centralizada.

Mas vamos analisar mais detalhadamente e entender o módulo de entrada, confira abaixo.

Módulo de entrada do PLC

Dando continuidade a explicação sobre o sistema de entrada e saída do CLP, precisamos entender o módulo de entrada.

E neste caso, ele é o responsável por fazer a conexão entre os atuadores e sensores de entrada com o CLP.

Na lista abaixo temos alguns tipos de sensores e atuadores que podem ser ligados às entradas do PLC, confira.

  • Botoeiras;
  • Chaves fim de curso;
  • Chaves de níveis;
  • Boias;
  • Sensores diversos;
  • Termostatos;
  • Termopares;
  • Pressostatos;
  • Fluxostatos;
  • Encoders.

E uma observação importante a ser destacada é que a entrada do CLP pode ser digital ou analógica.

Agora falta explicar o módulo de saída, confira abaixo.

Módulo de saída do PLC

O módulo de saída do CLP é responsável por fazer a comunicação do CLP com as cargas diversas de um processo ou equipamento.

E neste caso, ela pode ser feita de saídas analógicas ou digitais assim como explicado acima sobre os módulos de entradas.

Assim, eles trabalham como o resultado de um programa que tem por finalidade atuar as cargas diversas como é o caso dos:

  • Atuadores eletropneumáticos;
  • Atuadores eletro hidráulicos;
  • Contatores (interfaceando com cargas diversas como motores, iluminações, resistências e etc);
  • Bobinas e temporizadores internos ao PLC.

Mas como vai funcionar essa conexão de vários equipamentos diferentes na indústria, é o que vamos entender agora.

Conexão do PLC

 Parece ser um tema complexo quando falamos de conectar vários equipamentos diferentes na indústria.

Mas neste caso é importante destacar que diferentes PLCs conseguem se comunicar por meio de canais seriais.

Isso significa que é possível formar sistemas de controle integrados que podem ser monitorados por softwares de supervisão. 

Mas também é possível criar outros canais de comunicação para conectar os PLCs a vários outros sistemas.

Neste caso, estamos falando de realizar conexões com interface de operação (IHM), computadores, outros PLC’s.

E também podemos considerar uma conexão com unidades de entradas e saídas remotas.

Mas na prática, cada fabricante tem um protocolo e modo de compatibilidade para permitir que seus sistemas se conectem.

Por isso, nós temos uma lista dos protocolos que são mais usados, como é o caso do RAPIEnet (LSis – LGis), EtherCAT (Beckhoff) e o Profibus (Siemens).

Além disso, temos também os protocolos DeviceNet (Allen Bradley), Modbus (Modicon – Schneider Eletric), PROFINET (Siemens e Phoenix Contact) e Unitelway (Telemecanique – Schneider Eletric).

Softwares para PLC

 Assim como um computador, o PLC também possui um sistema operacional.

Mas neste caso, o software e o sistema é feito de maneira específica para automação e controle tem um sistema operacional de tempo real.

Por isso, é indispensável que o PLC tenha um processador com software de controle e hardware adequado a aplicação em ambientes industriais. 

E isso é fundamental para o controle de processos de alto risco, comuns na indústria.