Entradas e saídas do CLP: como ligar sensores, válvulas e motores
As entradas do CLP recebem os sensores e as chaves; as saídas ligam válvulas e relés. Aqui estão os tipos de E/S, como cada sinal chega ao cartão, os endereços e a lista de E/S, num painel de envase com CLP gerado pelo Fase Delta.
O Fase Delta gera as folhas de força e comando, a régua de bornes e a lista de fios de cada partida. Módulo em Beta: já dá para usar, e ainda vai mudar com o que os montadores nos contarem.
Os quatro tipos de E/S
| Tipo | Sigla | O que liga | No exemplo |
|---|---|---|---|
| Entrada digital | ED | Sensores, fins de curso e botões: ligado ou desligado | 8 |
| Saída digital | SD | Válvulas, relés de interface e sinaleiros | 8 |
| Entrada analógica | EA | Transmissores de pressão, nível e temperatura: um valor contínuo | 2 |
| Saída analógica | SA | Referência de velocidade, abertura de válvula | 0 |
Entradas digitais: sensores e chaves
O cartão -A2 do exemplo: cartão de 16 entradas digitais 24 Vcc, tipo PNP (sink).
- sensor de 3 fios: o marrom (BN) no +24 V (L+), o azul (BU) no 0 V (M) e o preto (BK) na entrada. No sensor PNP, a saída liga a entrada ao +24 V quando detecta;
- sensor de 2 fios: fica em série com a entrada, como uma chave. Ele tem uma pequena corrente de fuga, que a entrada precisa aceitar;
- fim de curso e botão: contato seco entre o L+ e a entrada.
Cada entrada passa por um borne da régua, porque o sensor está no campo, e leva o endereço do canal embaixo do símbolo. Na folha, o ZS-101 (peça na entrada da esteira) chega pelo borne X3:3 ao canal DI0, endereço I0.0.
Saídas digitais: válvulas e relés de interface
O cartão -A3 do exemplo: cartão de 16 saídas digitais a transistor 24 Vcc, 0,5 A.
A saída a transistor liga direto uma carga de 24 Vcc, como a válvula -Y1 (avança cilindro), na saída Q0.2. O contator de um motor não vai direto na saída: entre os dois fica um relé de interface, relé de interface, bobina 24 Vcc, 1 reversível, e o contato dele liga o contator. No exemplo, a saída Q0.0 aciona o -K2.
O motor comandado pelo CLP
Cada motor ganha uma chave manual-zero-automático. Em manual, o contator liga direto pela chave; em automático, pelo contato do relé de interface, que o programa do CLP aciona; em zero, nada liga. O contato do relé de sobrecarga continua no começo do caminho, nos dois modos.
Entradas analógicas: 4-20 mA
O cartão -A4 do exemplo: cartão de 4 entradas analógicas 4-20 mA.
O transmissor de 4-20 mA a 2 fios é alimentado pelo próprio laço: o +24 V entra no + do transmissor, e a corrente, de 4 mA no começo da escala a 20 mA no fim, volta pela entrada analógica. Os 4 mA do zero deixam ver um fio rompido: corrente abaixo disso é falha, e não uma medida baixa. No exemplo, o PT-301 (pressão do ar comprimido) entra no endereço IW64.
Os endereços
Cada canal tem um endereço, que é o que o programa usa. O app escreve os endereços num de três formatos, escolhido no gerador do CLP:
- Byte e bit (I0.0, Q0.0, IW64);
- IEC 61131-3 (%IX0.0, %QX0.0, %IW0);
- Numeração por canal (DI0, DO0, AI0);
No exemplo, por byte e bit: as entradas digitais vão de I0.0 a I1.7, as saídas de Q0.0 a Q1.7 e as analógicas de IW64 a IW70. Cada cartão cobre uma faixa seguida de endereços.
A lista de E/S
Um canal por linha, com o endereço, a tag do instrumento, a descrição, o equipamento e o borne. É a lista que o programador do CLP recebe junto com as folhas.
| Endereço | Tag | Descrição | Equipamento | Borne |
|---|---|---|---|---|
| I0.0 | ZS-101 | Peça na entrada da esteira | -B1 | X3:3 |
| I0.1 | ZS-102 | Peça na posição de envase | -B2 | X3:6 |
| I0.2 | ZS-103 | Tampa presente | -B3 | X3:9 |
| I0.3 | ZS-104 | Peça na saída | -B4 | X3:12 |
| I0.4 | ZS-105 | Caixa cheia | -B5 | X3:15 |
| I0.5 | ZS-106 | Porta de proteção fechada | -B6 | X3:17 |
| I0.6 | ZS-107 | Cilindro recuado | -S1 | X3:19 |
| I0.7 | ZS-108 | Cilindro avançado | -S2 | X3:21 |
| Q0.0 | M1_LIGA | Liga M1 (Esteira): comando do CLP | -K2 | no painel |
| Q0.1 | M2_LIGA | Liga M2 (Bomba de produto): comando do CLP | -K4 | no painel |
| Q0.2 | XV-201 | Avança cilindro | -Y1 | X3:22 |
| Q0.3 | XV-202 | Recua cilindro | -Y2 | X3:24 |
| Q0.4 | XV-203 | Envase | -Y3 | X3:26 |
| Q0.5 | XV-204 | Sopro de limpeza | -Y4 | X3:28 |
| Q0.6 | XV-205 | Trava da porta | -Y5 | X3:30 |
| Q0.7 | XV-206 | Descarte | -Y6 | X3:32 |
| IW64 | PT-301 | Pressão do ar comprimido | -B7 | X3:35 |
| IW66 | LT-302 | Nível do tanque de produto | -B8 | X3:37 |
Mais 18 canais de reserva, que a lista traz marcados: o cartão tem mais canais que o painel usa, e sobra espaço para o que vier depois.
A fonte de 24 Vcc
O CLP, os cartões, os sensores e as cargas das saídas funcionam em 24 Vcc. O app soma o consumo da CPU, dos cartões e de cada ponto ligado, dá uma folga e escolhe a fonte: no exemplo, -G1, fonte chaveada 24 Vcc 2,5 A.
Os símbolos do CLP
Como o CLP aparece nas folhas: a alimentação da CPU e de cada cartão, e um símbolo por canal, com o endereço embaixo.
CLP (CPU): alimentação
Letra A
A CPU do CLP, pela alimentação: onde entram o +24 V e o 0 V que a alimentam. O programa roda nela e lê e escreve os cartões.
Cartão de E/S: alimentação
Letra A
Um cartão de entradas ou saídas, pela alimentação: cada cartão tem a sua ligação ao +24 V e ao 0 V, além dos canais.
Canal de entrada digital
Letra A
Um canal de entrada digital: recebe o sinal de um sensor ou de uma chave, ligado ou desligado. Embaixo, o endereço do canal.
Canal de saída digital
Letra A
Um canal de saída digital: o CLP liga ou desliga uma carga de 24 Vcc, como uma válvula ou a bobina de um relé de interface.
Canal de entrada analógica
Letra A
Um canal de entrada analógica: lê um valor contínuo, como a corrente de 4-20 mA de um transmissor de pressão ou de nível.
Canal de saída analógica
Letra A
Um canal de saída analógica: manda um valor contínuo a um equipamento, como uma referência de velocidade ou a abertura de uma válvula.
Instrumento 4-20 mA (2 fios)
Letra B
Transmissor de 4-20 mA a 2 fios: mede pressão, nível ou temperatura e manda a corrente pelo mesmo par de fios que o alimenta.
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre entrada PNP e NPN no CLP?
No PNP, o sensor liga a saída dele ao +24 V quando detecta, e a entrada do CLP recebe a corrente. No NPN, o sensor liga a saída ao 0 V, e a entrada fornece a corrente. O sensor e o cartão precisam ser do mesmo tipo.
Posso ligar um contator direto na saída do CLP?
Em geral não: a bobina do contator costuma ter a tensão do comando, e a saída a transistor é de 24 Vcc e pouca corrente. Entre os dois fica um relé de interface de bobina 24 Vcc, e o contato dele liga o contator.
Como ligar um sensor de 3 fios no CLP?
O marrom (BN) no +24 V, o azul (BU) no 0 V e o preto (BK) na entrada do cartão. O sensor e o cartão precisam ser do mesmo tipo, PNP ou NPN.
O que é sinal de 4-20 mA?
É o sinal analógico em corrente mais usado na indústria: 4 mA no começo da escala e 20 mA no fim. Corrente abaixo de 4 mA indica fio rompido ou falha, e não uma medida baixa.
O que é a lista de E/S?
É a tabela com um canal do CLP por linha: o endereço, a tag, a descrição, o equipamento ligado e o borne. O app gera a lista junto com as folhas, com os canais de reserva marcados.
O painel com CLP, gerado
Cadastre os sensores, as válvulas e os motores: o app distribui os pontos nos cartões, escreve os endereços, desenha cada cartão, dimensiona a fonte e gera a lista de E/S com as reservas.