O que é um sistema PLC?

Em termos simples, um sistema PLC (controlador lógico programável) é um computador industrial robusto. Foi desenvolvido pela primeira vez para a indústria automóvel, para substituir os complexos sistemas lógicos de relés com fios por uma solução eletrónica mais flexível e fiável. O primeiro sistema PLC chamava-se Modicon 084 e foi inventado na Bedford Associates por Dick Morley em 1968. [1]

Atualmente, os sistemas PLC variam em tamanho e capacidade para se adaptarem a diferentes necessidades industriais, desde aplicações de pequena escala a operações de grande escala.

O principal objetivo de um sistema PLC é automatizar e controlar processos de fabrico, tais como linhas de montagem, correias transportadoras, dispositivos robóticos, etc. [2]

Outros objectivos principais incluem a receção de sinais de entrada de sensores e outros dispositivos, o processamento da informação e a execução de comandos específicos para controlar os dispositivos de saída. Como resultado, os PLC podem gerir eficazmente várias tarefas, como a regulação da temperatura, pressão, fluxo e movimento em instalações de fabrico e transformação. Além disso, os PLC podem realizar operações lógicas, funções de temporização, manipulação de dados e comunicação com outros sistemas de controlo.

Outro objetivo fundamental de um PLC é proporcionar flexibilidade na programação e reprogramação da lógica de controlo para satisfazer os requisitos variáveis do ambiente de produção. Esta adaptabilidade permite que as indústrias modifiquem e actualizem facilmente os seus sistemas de controlo sem a necessidade de grandes alterações na cablagem ou no hardware.

Os sistemas PLC são utilizados numa vasta gama de indústrias e aplicações. A utilização mais comum dos PLC é nas instalações de fabrico e transformação. Os autómatos são também muito utilizados na indústria automóvel para controlar a montagem de veículos.

Outras utilizações incluem as seguintes:

• Alimentação e bebidas - regulam a produção e a embalagem de produtos
• Farmacêutica - regulam a produção de medicamentos e asseguram o cumprimento de normas regulamentares rigorosas
• Transportes - controlar semáforos, sistemas de sinalização ferroviária e veículos guiados automaticamente (AGV) em operações de logística e armazenamento
• Petróleo e gás - monitorizar e controlar operações de perfuração, processos de refinaria e transporte por condutas
• Serviços públicos e energia - utilizados para monitorizar e controlar a distribuição de energia, o tratamento de água e os sistemas AVAC

Um sistema PLC típico é composto por: dispositivos de entrada, como sensores e interruptores, dispositivos de saída, como motores e válvulas, uma unidade central de processamento (CPU), uma unidade de memória, uma interface homem-máquina, um dispositivo de programação e módulos de E/S (entrada e saída). [3]

A função básica de um PLC é monitorizar o estado dos dispositivos de entrada e controlar o estado dos dispositivos de saída com base num conjunto de instruções pré-programadas. Quando um autómato é ligado, começa a analisar as suas entradas e a executar a lógica programada na sua memória. Esta lógica é normalmente criada utilizando a lógica ladder, uma linguagem de programação gráfica que representa circuitos e lógica de relés de uma forma que é fácil de compreender por técnicos e engenheiros. O PLC monitoriza continuamente o estado dos seus dispositivos de entrada e actualiza a sua memória interna para refletir o estado atual desses dispositivos. Em seguida, utiliza esta informação para executar as funções de controlo adequadas, como ligar um motor, abrir uma válvula ou ativar um alarme.

Os PLCs também podem executar tarefas mais complexas, como o registo de dados, a comunicação com outros dispositivos e a implementação de encravamentos de segurança para proteger o pessoal e o equipamento.

Os PLC são muitas vezes confundidos com um PC. Embora tanto o PLC como o PC (computador pessoal) sejam classificados como dispositivos informáticos, têm algumas diferenças.

Em primeiro lugar, funcionam de formas diferentes. Os PLC executam normalmente um sistema operativo em tempo real (RTOS) optimizado para o controlo determinístico de processos físicos. Isto significa que um PLC pode executar instruções com um tempo preciso, garantindo que o equipamento ligado funciona em sincronia e responde às entradas de uma forma consistente e fiável. Por outro lado, um PC corre normalmente um sistema operativo de uso geral, como o Microsoft Windows, o macOS ou o Android, que não foi concebido para o controlo em tempo real e pode sofrer atrasos na execução de tarefas.

A segunda diferença fundamental reside nos componentes de hardware e nas opções de conetividade. Os PLC estão equipados com módulos de entrada/saída especializados que lhes permitem estabelecer uma interface direta com sensores, actuadores, motores e outros dispositivos industriais. Também têm portas de comunicação incorporadas para ligação a dispositivos no terreno e a sistemas de controlo de nível superior. Em contrapartida, os PCs dependem de periféricos externos, como interfaces USB e adaptadores de rede, para se ligarem a dispositivos externos. Além disso, os PLCs têm frequentemente fontes de alimentação redundantes e suporte para módulos de permuta a quente para garantir o funcionamento contínuo em aplicações críticas.

Os PLCs oferecem inúmeras vantagens, incluindo:

• Flexibilidade - os sistemas PLC são altamente flexíveis e podem ser facilmente reprogramados para diferentes processos ou operações
• Fiabilidade - conhecidos pela sua elevada fiabilidade e conceção robusta, os PLC podem suportar ambientes industriais difíceis, incluindo temperaturas extremas [4]
• Rentabilidade - os sistemas PLC podem ajudar a reduzir os custos globais, minimizando o tempo de inatividade, aumentando a eficiência operacional e exigindo menos manutenção em comparação com os sistemas tradicionais controlados por relés
• Facilidade de resolução de problemas - Os sistemas PLC fornecem mensagens de erro e diagnósticos detalhados, facilitando a identificação e retificação de quaisquer problemas no sistema.
• Monitorização e controlo remotos - Os sistemas PLC permitem a monitorização e o controlo remotos dos processos, permitindo ajustes em tempo real e a resolução de problemas sem a necessidade de pessoal no local
• Segurança - Os sistemas PLC podem ser programados para incluir caraterísticas de segurança, tais como paragens de emergência ou sistemas de alarme, para aumentar a segurança no local de trabalho e evitar acidentes

1. Wikipédia. (2024.). Controlador Lógico Programável. Recuperado em 29 de julho de 2024, de: https://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controller
2. Tabela PLC. (n.d.). Siemens PLC. Recuperado em 29 de julho de 2024, de: https://www.plctable.com/siemens-plc/
3. OMRON. (n.d). Controladores lógicos programáveis (PLC). Recuperado em 29 de julho de 2024, de: https://industrial.omron.co.uk/en/products/programmable-logic-controllers
4. TechTarget (2024.) Controlador Lógico Programável (PLC). Recuperado em 29 de julho de 2024, de: https://www.techtarget.com/whatis/definition/programmed-logic-controller-PLC