Sugestão integrada para os 3 níveis de automação.
4.2 Tecnologia dos PLC’s
4.2.1 Hard Logic para Soft Logic 4.2.1.1 Hard Logic
Quando se elabora uma seqüência de controle utilizando os relés convencionais e/ou módulos lógicos de estado sólido, a lógica do sistema será de acordo com a fiação executada entre esses dispositivos, sendo que a seqüência de controle é do tipo “hard logic” (lógica de interligação dos dispositivos por meio de fiação elétrica). A alteração na lógica significa realizar alterações na fiação. Dessa forma existem diversos pontos deficientes, enumerados a seguir:
a) Problemas relacionados ao projeto e fabricação:
A elaboração do diagrama da seqüência depende, na maioria dos casos, da capacidade ou experiência pessoal do indivíduo. Assim, além do diagrama de seqüência propriamente dito, outros inúmeros serviços relacionados, como diagrama de fiação entre os componentes, layout dos componentes, determinação das espécies de fios e cabos e outros, têm que ser projetados.
Por outro lado, quando se deseja introduzir alterações do sistema já pronto, tem-se que efetuar adição e/ou deslocamento de componentes e da fiação, acarretando um alto custo com relação ao tempo e à mão-de- obra.
b) Problemas relativos à operação experimental e ajustes:
Para efetuar a verificação no caso em que o projeto da seqüência foi elaborado corretamente ou as fiações foram executadas conforme o projeto é necessário efetuar testes de continuidade, utilizando aparelhos de testes apropriados. Além disso, nos ajustes de campo com a seqüência acoplada às partes mecânicas há a necessidade de assistência e orientação de técnicos de grande experiência.
c) Problemas relativos à instalação, montagem e manutenção:
Como o hard logic toma um espaço muito grande, encontra-se normalmente dificuldade no lay-out, além da necessidade de se efetuar a manutenção periódica das partes móveis (contatos, etc.) e, ainda, manter um estoque de peças sobressalentes considerando-se a vida útil das mesmas.
d) Problemas relativos à função:
Como existe um limite de tempo para acionamento dos relés, o hard logic não é indicado para equipamentos que requerem alta velocidade de controle. Além disso, torna-se extremamente difícil o controle de um sistema com hard logic quando o mesmo necessita de memorização temporária, processamento e comparação de valores numéricos.
4.2.1.2 Soft Logic
O computador nada poderá fazer se for constituído apenas por “hardware”. As suas funções serão ativadas somente quando houver um programa denominado “software”. Os computadores, através de programas ou software, podem realizar cálculos das folhas de pagamentos, assim como, cálculos de equações das mais complexas. Isto significa que, com um mesmo hardware, a lógica poderá ser alterada através de um software denominado programa. Ou seja, a lógica do computador é um “soft logic”. “Aplicando o mesmo raciocínio de controle seqüencial, pode-se dizer que as fiações que compõem a lógica do circuito de relés, poderão ser substituídas pelo software, denomina-se soft wired logic” (lógica de interligação dos dispositivos por meio de programas). Para realizar o controle seqüencial através do soft Iogic, ter-se-á que dotar o hardware de um dispositivo de memória, tal qual no computador, e nele armazenar uma série de programas Esses equipamentos que objetivam o controle seqüencial, são denominados “Stored Program System Controller” ou “Programmable Controller’ (PLC) - Controlador Programável, ou ainda, abreviadamente, “PLC”“.
4.2.1.3 Significado da lógica por software
O fato de se transformar a lógica da seqüência em software significa que as atribuições das fiações do hard logic serão executadas pelo soft logic. Por conseguinte, o hardware poderá ser constituído por um equipamento standard. Isso foi possível através da padronização do controle seqüencial, solucionando uma grande parte dos problemas que existiam tradicionalmente nos painéis de relés, além de possibilitar a promoção da automação e racionalização em níveis cada vez mais elevados. Na tabela 8, indica-se a comparação entre o tradicional painel de relés e o PLC e verifica-se que, em praticamente todos os aspectos, o PLC apresenta-se com maiores vantagens. Dessa forma, com a introdução da tecnologia de computação, surgiu o controlador programável, proporcionando uma evolução excepcional no controle seqüencial.
4.2.2 Diferenças entre o PLC e o Computador
O PLC é um novo equipamento que surgiu com o advento da tecnologia do computador, sendo sua utilização voltada à estação de trabalho.
a) Hardware
O computador é um equipamento destinado a efetuar cálculos de alto nível e processamento de dados, de sorte que as entradas e saídas, como discos magnéticos e impressoras, são projetadas para atender às necessidades do computador. Portanto, os dispositivos de computação e de memória que correspondem ao cérebro, ocupam um grande espaço, e as entradas e saídas, que correspondem aos braços e pernas, são relativamente pequenas. Dessa forma, pode-se dizer que o computador é um superdotado de cabeça gigantesca com estrutura frágil, que trabalha com baixa tensão, tendo que ser instalado em sala climatizada, ou seja, um local de bom ambiente. Em relação a isso, o PLC surgiu com o objetivo de substituir os painéis de relés. Assim, suas entradas e saídas são constituídas pelas chaves fim de curso, válvulas solenóides e outros, sendo, na maioria, equipamentos de alta tensão e corrente. Além disso, estão sujeitos aos ruídos provenientes das máquinas e equipamentos existentes nas estações de trabalho, assim como, severas condições de temperatura e partículas suspensas na atmosfera. Como as partes que realizam a computação são constituídas de componentes eletrônicos de baixa tensão, como no caso dos CI’s, será necessário instalar nas portas de entrada e saídas dos circuitos para transformação e amplificação de sinais e, ainda, conforme o caso, circuito para eliminação de ruídos. Além disso, sua estrutura construtiva deverá ter uma proteção robusta para resistir às severas condições do local de instalação.
b) Software
Nos programas de computador são utilizadas as linguagens como C, C++, Pascal e outras, e as mesmas podem ser utilizadas apenas pelos especialistas que tiveram os cursos específicos para esse fim. Por outro lado, no caso do PLC, a linguagem é idealizada de tal forma que as pessoas ligadas diretamente à operação de máquinas e equipamentos, ao planejamento de instalações elétricas e à manutenção possam entendê-la, utilizando códigos e/ou linguagens mais próximos das seqüências dos circuitos tradicionais, ou seja, no que se refere à programação, foi idealizada para que se possa programar utilizando códigos obtidos através do fluxograma e do diagrama de tempo (time chart) do sistema a ser controlado, sendo essa programação realizável por qualquer pessoa com um treinamento relativamente simples. Dessa forma, embora o PLC seja tecnologicamente um computador, em termos de utilização é um equipamento de controle local.
Tabela 9 – Comparação entre PLC’s e PC’s.