Conheça o Shield CLP para Arduino Nano

Olá, tudo bem? Nosso post de hoje é “Conheça o Shield CLP para Arduino Nano“, nele iremos apresentar o primeiro shield desenvolvido exclusivamente pela Autocore Robótica: o Shield CLP para Arduino Nano.

Com esse shield você vai transformar seu arduino nano em um CLP com 6 entradas digitais, 2 entradas analógicas, 4 saídas digitais a relé e 2 saídas digitais a transistor. A programação desse CLP pode ser feita em linguagem C ou em Ladder.

 

Mas antes que nos aprofundemos nas funcionalidades desse novo shield, você sabe o que é um CLP?

O que é um CLP?

 

Um CLP (controlador lógico programável) é um computador especializado que desempenha funções de automação, controle e monitoramento de máquinas e de processos industriais de diversos tipos e níveis de complexidade, através de softwares específicos desenvolvidos pelo usuário.

Um CLP é de fundamental importância na automação industrial, pois recebe informações de sensores e de acordo com o programa em memória, define os estados das saídas que são conectadas a atuadores.

Os CLPs são especialmente desenvolvidos para operar em ambientes industrais, pois possuem alta robustez, grande confiabilidade e interfaces elétricas que permitem a interação com os mais variados tipos de sensores e atuadores industriais.

Como programar um CLP?

Cada fabricante possui um software próprio para programação de seus CLPs, no entanto existem basicamente 5 linguagens diferentes para programação desses dispositivos:

• Lista de instruções;
• Texto estruturado;
• Diagrama Ladder;
• Diagrama de blocos funcionais e
• Sequenciamento de gráficos de funções.

Dentre essas, a mais antiga e comum é o diagrama Ladder, que é uma linguagem gráfica e que possui o funcionamento muito fácil de ser compreendido.

Se assemelha a antiga lógica a relés, pois o objetivo é facilitar a programação por parte daqueles que já tem experiência com sistemas baseados nessa lógica.

Ladder é a linguagem mais difundida, por esse motivo é de essencial aprendizado por todos os que desejam trabalhar com automação industrial.

CLP vs microcontrolador

Se você ja conhece microcotroladores deve ter se perguntado qual a diferença entre um CLP e um microcontrolador, já que ambos são dispositivos eletrônicos prograváveis que possuem aplicações em automação.

Embora as funcionalidades possam ser as mesmas, existem diversas diferenças entre eles que vão desde a robustez do sistema até complexidade de programação. A tabela abaixo mostra as diferenças mais relevantes:

Shield CLP para Arduino Nano

O shield CLP Arduino Nano foi projetado pela Autocore Robótica para uso com o app PLC Ladder Simulator, permitindo que o usuário programe o arduino em Ladder ou em linguagem C diretamente do seu smartphone ou computador.

Ideal para automação de máquinas de pequeno porte e de sistemas simples. Excelente para uso também com fins didáticos, possuindo sua interface elétrica semelhante às dos CLPs CLIC02 da WEG, Zelio Logic da Schneider e LOGO da Siemens.

Características gerais:

• Dimensões: 100 x 100 mm
• Tensão de operação: 12 VDC
• 6 entradas digitais de 12 V com proteção a diodo zener e mapeadas por leds.
• 2 entradas analógicas 0 a 10 V ou 0 a 20 mA selecionável por jumps com proteção a diodo zener
• 4 saídas a relé NA (até 250 V 10 A) mapeadas por leds
• 2 saídas digitais a transistor PNP (até 100 mA) optoacopladas
• Furos de fixação de 3,5mm nas extremidades da placa
• Peso: aproximadamente 110g (completamente montada)
• Compatível com as definições de E/S do app PLC Ladder Simulator, o que permite programação em Ladder

Benefícios do shield CLP Arduino

• Boa variedade de interfaces elétricas: saídas digitais a relé e transistor, entradas digitais PNP e entradas analógicas em tensão e corrente;
• Compatibilidade com sensores industriais digitais (ON/OFF) e analógicos;
• Baixo custo;
• Possibilidade de programação em Ladder de maneira simples;
• Aulas gratuitas sobre programação em Ladder e utilização do shield (disponíveis no canal do YouTube: Bruno Raniere – Projetos Eletrônicos)
• Facilidade e baixo custo de manutenção;

Explorando o hardware

Entradas digitais

É atraves dessas entradas que o CLP realiza a leitura dos sinais vindo de botoeiras e sensores digitais . É projetado para receber 12V oriundos de botoeiras, interruptores, sensores de contato seco ou sensores PNP.

Há 6 entradas digitais nomeadas de I0.0 a I0.5.

Caso a fonte de alimentação dos sensores ou botoeiras seja diferente da fonte de alimentação do CLP, deve-se interligar os terminais negativos (GND) das duas fontes.

Entradas analógicas

Caso seja necessário conectar algum sensor analógico ao CLP arduino, isso pode ser feito através das entradas analógicas.

Há duas entradas analógicas (AI6 e AI7) que podem realizar leituras de sinais em tensão (0 a 10 V) ou corrente (0 a 20 mA). A seleção entre tensão ou corrente é feita por jumps.

Saídas digitais a relé

O shield CLP Arduino possui 4 saídas a relé (O0.0, O0.1, O0.2, O0.3) para conexão de equipamentos que operem até 250 Vac e 10 A.

Saídas digitais PWM a transistor PNP

O CLP Arduino possui 2 saídas digitais PWM a transistor PNP (AO6 e AO7). As cargas conectadas a essas saídas podem ser alimentadas por uma fonte de tensão contínua independente, pois são totalmente optoacopladas. Essas saídas tem capacidade de fornecer até 100 mA de corrente à carga.

Arduino

O shield CLP Arduino conta com um soquete para encaixe de um arduino nano. 

O shield fornece a alimentação a placa arduino nano e a conexão entre os pinos do arduino e as entradas e saídas. Essas conexões são compatíveis com o especificado pelo aplicativo PLC Ladder Simulator, o que possibilita a programação em ladder como falaremos adiante.

Como programar o CLP Arduino?

Como dito anteriormente, é possível programar o CLP arduino tanto em linguagem C, utilizando a IDE do arduino como de costume, ou em diagramas Ladder. Para programação em Ladder deve-se utilizar o aplicativo PLC Ladder Simulator.

PLC Ladder Simulator

É um app para android, Windows e Linux que permite a criação e simulação de diagramas ladder que podem ser transcritos para linguagem C e rodar em um Arduino.

O PLC Ladder simulator possui versão gratuita que conta com várias funcionalidades. No link a seguir é possível baixar a versão para Android:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.casdata.plcladdersimulator2

E nesse outro link é possível baixar as versões para Windows e Linux :

https://plcladdersimulator2.weebly.com/downloads.html

No meu canal no YouTube há uma playlist com vários vídeos onde explico cada funcionalidade do aplicativo. Segue link para a playlist e o primeiro vídeo da série:

Programando e gravando diretamente do seu celular

Uma das grandes vantagens do shield CLP Arduino é a possibilidade que o usuário tem de programá-lo em Ladder e diretamente do seu celular, dispensando assim o uso de um notebook ou PC até mesmo para a transferência do programa.

Os dois vídeos a seguir mostram esse processo. No primeiro, há o passo a passo como usar o app PLC Ladder Simulator. No segundo, há um tutorial de como fazer a gravação direto do celular com o app ArduinoDroid:

 

 

 

Conclusão

O Shield CLP para Arduino Nano se apresenta como uma opção com bom custo-benefício para projetos simples de automação. Seu uso diminui os custos e o tempo de desenvolvimento da solução, uma vez que o hardware já é bem completo e a programação é bastante simples. 

Estudantes de automação ou áreas afins também se beneficiam com o uso desse shield, pois podem realizar práticas reais, fora de ambientes de simulação e assim ter um aprendizado mais completo.

O Shield CLP para Arduino Nano é um produto exclusivo da AutoCore Robótica e está disponível para venda no site.