CLP de segurança: o que é, para que serve, como funciona e vantagens

Na sociedade atual, dependemos de máquinas automatizadas para executar muitos processos industriais importantes, e por isso é importante entender o que é um CLP de segurança.

A tecnologia de automação nos permitiu escalar novas alturas de produção e inovação. Mas nosso nível atual de automação não seria possível sem o controlador lógico programável (CLP).

Mas, você sabe o que é um controlador lógico programável e como esses controladores nos ajudam a executar os muitos processos?

Tradicionalmente, os controladores lógicos programáveis (CLPs) são dispositivos de computação eletrônica de uso único que são utilizados para gerenciar a operação de máquinas e processos eletromecânicos, principalmente em um contexto industrial.

Hoje, os fabricantes e outras organizações industriais estão adotando os CLPs soft que são controladores baseados em software que podem funcionar em hardware de PC de uso geral amplamente disponível.

Nesse sentido, vários CLPs flexíveis podem ser hospedados em um único dispositivo. Tanto os CLPs tradicionais quanto os CLPs soft que são comumente usados em conjunto com sistemas SCADA e interfaces homem-máquina.

O que é um CLP de segurança?

O que são controladores lógicos programáveis?

Um CLP de segurança é um computador especialmente projetado para operar com confiabilidade sob ambientes industriais adversos. Como por exemplo em temperaturas extremas, condições úmidas, secas e/ou empoeiradas.

Os CLPs são usados para automatizar processos industriais, tais como uma linha de montagem de uma fábrica, uma planta de processamento de minério ou uma planta de tratamento de águas residuais.

Nesse sentido, os CLPs compartilham muitas características de  um computador pessoal.

Ambos têm uma fonte de alimentação, uma CPU (Unidade Central de Processamento), entradas e saídas (E/S), memória e software operacional (embora seja um software operacional diferente).

Entretanto, as maiores diferenças são que um PLC pode desempenhar funções contínuas que um PC não pode fazer, e um CLP é muito mais adequado para ambientes industriais.

Por isso, um CLP pode ser considerado como um computador digital robusto que gerencia os processos eletromecânicos de um ambiente industrial.

Os CLPs desempenham um papel crucial no campo da automação, utilizando parte de um sistema SCADA maior. Um CLP pode ser programado de acordo com a exigência operacional do processo.

Na indústria de manufatura, haverá necessidade de reprogramação devido à mudança na natureza da produção.

Para superar esta dificuldade, foram introduzidos sistemas de controle baseados em CLPs.

O que são controladores de segurança?

Atualmente, os controladores de segurança são a solução mais econômica e inteligente para segurança de máquinas.

Além disso, os controladores de segurança possuem o melhor custo benefício para projetos de adequação à NR-12 ou retrofit de sistemas seguros.

Mas, o que são os controladores de segurança? Em resumo, eles são parâmetros implementados para proteger várias formas de dados e infraestrutura importantes para uma organização.

Qualquer tipo de medida para evitar, detectar, neutralizar ou minimizar riscos de segurança à propriedade física, informações, sistemas de computador ou outros ativos é considerada um controle de segurança.

Em relação aos custos, os controladores de segurança permitem uma grande redução de custos de aquisição, instalação, comissionamento e estoque em comparação aos CLPs de segurança.

Além disso, permite uma enorme redução de custos de produtividade, comissionamento e estoque em relação aos relés de segurança dedicados.

O que compõe um CLP de segurança?

Os componentes de um CLP são:

• CPU: verifica o CLP regularmente para evitar erros e executa todas as operações lógicas da automação, ou seja, a CPU é o cérebro do controlador lógico programável, e tem como objetivos:
  • Executar o programa desenvolvido pelo usuário;
  • Administrar a comunicação dos dispositivos de programação e a memória, entre o processador e as conexões de entradas e saídas;
  • Executar os programas de autodiagnóstico.
• Memória: a memória ROM do sistema armazena permanentemente os dados fixos usados pela CPU enquanto a RAM armazena as informações dos dispositivos de entrada e saída, valores de temporizador, contadores e outros dispositivos internos.
• Entradas: recebem, adaptam e codificam sinais dos dispositivos tais como sensores, chave fim de curso, botoeiras, de forma que a CPU entenda e faça o processamento do sinal. As entradas de um CLP podem ser do tipo fonte (sourcing) ou do tipo dreno (sinking);
• Saídas: trabalham de forma inversa às entradas, ou seja, decodificam os sinais vindos da CPU e enviam informações para os atuadores.
• Fonte de alimentação: geralmente os controladores lógicos programáveis são alimentados por fontes de tensões de 24 volts. A fonte é responsável por transformar e regular as tensões para os níveis adequados de cada CLP.
• Periféricos: é responsável pela comunicação com PC, terminais, Interface Homem Máquina (IHM),entre outros.
• Dispositivo de programação: é usado para alimentar o programa na memória do processador.

Para que serve o CLP de segurança?

A princípio, o CLP de segurança serve para gerenciar, comandar e monitorar máquinas de forma automatizada.

Nesse sentido, o CLP funciona recebendo informações de sensores e dispositivos, processando dados e controlando atuadores e dispositivos de saída.

Através dos dados obtidos os CLP registram dados em tempo real. Como por exemplo, produtividade da máquina e temperatura.

Todas as variáveis envolvidas no processo são mensuradas pelo computador principal que garante a precisão e desempenho.

Para que toda produção seja de alta qualidade, o sistema dispõe de sensores que fazem o monitoramento e enviam as informações ao CLP.

Como resultado, o uso de um CLP pode gerar menos manutenção e mais qualidade da produção, resultando em economia.

Onde pode ser utilizado o CLP de segurança?

Em ambientes industriais o CLP é um equipamento muito utilizado, entre eles:

Controle de processos industriais: O CLP pode alinhar duas soluções industriais para otimizar o processo de produção, de forma segura.

Afinal, à medida que um CLP age através de uma automação programada, os controles de processos aplicam correções.

Desse modo, eles conseguem definir possíveis problemas, formas de correção, bem como, mensurar o valor da variável do processo.

CNC: Comando Numérico Computadorizado (CNC) junto ao CLP permite ao processo de controle uma maior autonomia pré-programada.

Pois esse tipo de conexão permite a supervisão por computadores que formarão sistemas de controle integrados.

Envases: O uso de um controlador lógico programável para envases industriais é fundamental para a otimização de tempo e produção dos processos.

Como funciona o CLP de segurança?

Como dito anteriormente, o CLP é um computador digital usado para automação industrial para automatizar diferentes processos eletromecânicos.

Ele foi introduzido para eliminar questões como o alto consumo de energia que surgiram com o uso de relés para controlar os processos de fabricação. Mas, como funciona um CLP?

O controlador lógico programável recebe informações de dispositivos de entrada e sensores conectados, processa os dados recebidos e aciona as saídas necessárias de acordo com seus parâmetros pré-programados.

Com base em suas entradas e saídas, um CLP pode facilmente monitorar e registrar dados de tempo de execução como temperatura de operação, produtividade da máquina, geração de alarmes quando uma máquina falha, processos automáticos de partida e parada e muito mais.

Isto significa que os CLPs são soluções robustas e flexíveis de controle de processos de fabricação que são adaptáveis à maioria das aplicações.

Quantas memórias tem um CLP padrão?

Os CLP podem usar até 3 tipos de memórias, sendo elas:

• RAM: é um tipo de memória volátil, ou seja, perde os dados com a falta de alimentação. No CLP, é acompanhada de uma bateria ou um capacitor, é utilizada para armazenar dados temporariamente.
• ROM: são memórias projetadas para manter as informações armazenadas que não poderão ser alteradas. Na memória ROM são armazenados os dados do programa de controle do funcionamento do CLP, gravados pelo fabricante.
• EEPROM: são dispositivos de memória que, apesar de não voláteis, oferecem a mesma flexibilidade de reprogramação existente nas RAM.

Qual o tipo de sinal que o CLP envia?

Muitos dispositivos na indústria trabalham com sinais contínuos e por isso requerem sinais analógicos que sejam compatíveis com sua aplicação.

Utilizam sinais analógicos para transmitir ou receber informações de controle ou medição em variáveis como pressão, vazão, nível, temperatura, etc.

Como o CLP ativa as saídas?

As saídas do CLP são módulos que ajustam eletricamente os sinais que vêm do microprocessador para atuar nos circuitos controlados. Nesse sentido, as saídas podem ser digitais ou analógicas.

As saídas digitais podem controlar dispositivos, como relés, válvulas, inversores de frequência, entre outros. As saídas digitais dos CLPs trabalham com os mesmos níveis de sinais das entradas digitais, ou seja, 0 e 24 V.

As saídas digitais podem ser construídas de Três formas: saída digital a Relé, saída digital a transistor e saída a TRIAC;

Relés e outros dispositivos de dois estados podem ser controlados, além de se fazer o interfaceamento entre uma saída digital de um CLP e um sistema de atuadores.

Já as saídas analógicas transformam valores numéricos em tensão ou corrente. Sendo assim, elas podem controlar dispositivos atuadores, como motores C.C., válvulas proporcionais, posicionadores rotativos, entre outros.

Qual a vantagem de usar o CLP?

Os CLPs substituíram em grande parte os sistemas de controle manuais baseados em relés que eram comuns em instalações industriais mais antigas.

Os sistemas de relés são complexos e propensos a falhas e, nos anos 60, o inventor Richard Morley introduziu os primeiros CLPs como alternativa.

Os fabricantes rapidamente perceberam o potencial dos CLPs e começaram a integrá-los em seus processos de trabalho.

Hoje, os CLPs ainda são um elemento fundamental de muitos sistemas de controle industrial. Na verdade, eles ainda são a tecnologia de controle industrial mais utilizada em todo o mundo.

Redução de custos

Quando pensamos na possibilidade de automatizar um sistema, podemos ter a ideia errada de que a automação será cara e complexa.

Porém, a implantação dessa solução tem vantagens que a tornam barata, elevando a produtividade.

A princípio, o CLP foi construído com o intuito de substituir os sistemas de relés. Sendo assim, eles tiveram custo que pudesse concorrer com o que já estava no mercado.

Ou seja, foram projetados para serem mais baratos quando comparados aos sistemas digitais de controle distribuído.

Fácil configuração e programação

Os PLCs são fáceis de configurar e contam com racks modulares que possibilitam a substituição de módulos de entrada e saída de acordo com a exigência do processo.

Por ser modular, é possível trocar ou adicionar módulos de entrada e saída de acordo com a necessidade específica do seu projeto.

Além disso, as linguagens de programação utilizadas para configurar o CPLs são fáceis de serem aprendidas e expandem mais a área de configurações, permitindo ações simples e complexas.

Maior segurança

Uma vez que os controladores assumem o comando central das linhas operacionais, eles trazem maior segurança industrial para os setores da indústria e seus profissionais.

O CLP pode ser extremamente útil em situações muito repetitivas ou em atividades que ofereçam perigos para os seres humanos, pois essas tarefas podem ser automatizadas.

Afinal, é possível monitorar on-line, ou seja, é possível manter vários PLCs integrados e, por meio desta conexão, monitorar os processos de tempo real.

Além disso, o CLP poder controlar todo o processo em tempo real,  possibilita maior precisão de medição. Os PLCs também notificam a maioria dos erros ao usuário, como a ausência de um sinal de entrada, por exemplo.

Maior precisão e controle dos processos

Um dos principais benefícios alcançado com a automação industrial é a precisão na produção em grande escala. Todas as variáveis envolvidas nos processos são medidas pelo computador principal, garantindo a precisão e desempenho.

Os dispositivos CLP implementados em indústrias são conhecidos por terem configuração simplificada e fácil de aplicar, com o intuito de facilitarem a execução de tarefas e processos a partir de uma programação rápida e segura.

O CLP conta com fácil interação entre hardware e software, por isso a identificação de falhas se torna mais aparente. Além disso, com apenas um CLP é possível controlar várias máquinas, sendo cada uma com um programa específico.

O CLP é a solução ideal para aumentar a produtividade e facilitar os processos da sua empresa, por isso não deixe de investir no equipamento que pode transformar o rendimento da sua fábrica e aumentar os seus lucros.

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Conclusão

Os Controladores Lógicos Programáveis (CLP) surgiram da necessidade de formalizar controles lógicos que antes eram realizados por relés de baixa confiabilidade e difícil manutenção.

Entre as vantagens de usar um CLP estão a redução do tempo de resposta das máquinas e equipamentos, a eficiência produtiva e uma maior competitividade industrial.

Antes de aplicar um sistema de segurança em um processo ou máquina, deve ser

realizada uma análise de risco da aplicação, que determina o perigo e o possível resultado que pode ocorrer caso uma falha ocorra.

Esse perigo representa um risco tanto para pessoas, como também para a máquina e o meio ambiente. Após determinação do risco, deve ser implementado um sistema de segurança

adequada para reduzir o risco de acidente a uma condição aceitável.

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