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Dimensionamento CLP/PLC

O dimensionamento correto do CLP/PLC é uma das principais etapas no desenvolvimento de um novo projeto na automação industrial. Uma escolha inadequada pode resultar em falhas de desempenho, dificuldade de expansão, aumento de custos ou até paradas de produção. Por isso, o dimensionamento deve considerar não apenas o processo atual, mas também possíveis expansões futuras, garantindo confiabilidade, eficiência e flexibilidade ao sistema. trazemos neste post em resumo os principais pontos e características que devem ser observados na escolha do CLP ideal para seu projeto.

O primeiro passo para o dimensionamento de um CLP é o entendimento completo do processo industrial. Nessa fase, o projetista deve levantar informações como:

  • Tipo de processo (discreto, contínuo ou híbrido).
  • Quantidade de máquinas e dispositivos envolvidos.
  • Grau de complexidade da lógica de controle.
  • Necessidade de comunicação com outros sistemas.
  • Requisitos de segurança e disponibilidade.

 

Esse levantamento serve como base para todas as decisões técnicas do projeto.

Desenvolvimento

No desenvolvimento do projeto de automação, a escolha do CLP deve estar totalmente alinhada com a arquitetura do sistema. É nesse momento que se define se o controlador será do tipo compacto ou modular, se a aplicação será centralizada ou distribuída e como ocorrerá a integração com outros dispositivos do processo, como IHMs, inversores de frequência, servomotores e sistemas supervisórios (SCADA). Essas decisões impactam diretamente a organização do sistema, a facilidade de manutenção e a confiabilidade da operação.

Outro ponto essencial nessa fase é a escalabilidade do projeto. É fundamental prever possíveis expansões futuras, como o aumento do número de entradas e saídas, a inclusão de novas malhas de controle ou a integração com tecnologias da Indústria 4.0. Um CLP subdimensionado pode atender às necessidades atuais, mas limitar o crescimento do sistema e gerar custos adicionais no futuro.

A capacidade de processamento do CLP também exerce grande influência no desempenho do sistema. Essa capacidade deve ser avaliada considerando principalmente o tempo de varredura (scan time), que é o ciclo no qual o CLP realiza a leitura das entradas, executa o programa de controle e atualiza as saídas. Processos mais rápidos ou aplicações com grande quantidade de instruções exigem controladores com maior poder de processamento e menor tempo de ciclo.

Além disso, a complexidade da lógica de controle deve ser analisada com atenção. Aplicações simples, como comandos liga/desliga, demandam menos recursos do CLP. Por outro lado, funções mais avançadas, como controle PID, cálculos matemáticos, comunicação intensa entre dispositivos e manipulação de grandes volumes de dados, aumentam significativamente a carga de processamento.

Por fim, a memória do CLP precisa ser suficiente para armazenar o programa do usuário, as variáveis e os dados do processo, além de garantir a retenção de informações importantes por meio de memória não volátil. Um dimensionamento adequado da memória assegura estabilidade, desempenho e confiabilidade ao sistema de automação.

Para realizar a escolha correta do CLP, deve-se ter algumas etapas já concluídas. 

  • São quantos sensores analógicos? Exemplo: Temperatura, Pressão, Nível, Vazão.
  • São quantas entradas e saídas digitais? Exemplo:  Botões, Chaves, Sensores, Contatores, Relés, Válvulas solenóides.
  • Irá receber sinal de algum Encoder?
  • Irá realizar controle analógico, sendo válvulas proporcionais, transmissores ou analisadores industriais?
  • Qual é o protocolo de comunicação? Exemplo: Modbus, Profibus, Profinet, Ethernet/IP.

A integração com sistemas supervisórios, redes industriais e dispositivos inteligentes deve ser considerada desde o início do dimensionamento.

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Controle analógico

Utiliza sinais analógicos para transmitir ou receber informações de controle ou medição de variáveis como pressão, vazão, nível, temperatura por exemplo. Sendo os comuns na prática:

  • 0 a 10V;
  • 0 a 20 mA;
  • -10 a +10V;
  • 4 a 20 mA;

A maioria dos fabricantes oferecem cartões de expansão com entradas e saídas analógicas.

Entradas Rápidas

São entradas especiais que reconhecem pulsos em alta frequência (trem de pulsos). Um exemplo prático é a utilização do encoder para definir  posicionamento e/ou velocidade. 

Esta função é muito importante, e provavelmente irá definir o modelo e versão do CLP que utilizará no seu projeto. 

Protocolo de comunicação

Há uma grande necessidade de comunicação entre os dispositivos na indústria. Alguns protocolos estão ligados diretamente com a marca (fabricante) do CLP, são eles:

Conclusão

O objetivo do desenvolvedor é atender a necessidade do projeto com o menor custo possível. 

Sabendo disso os fabricantes de CLP’s, disponibilizam uma grande variedade de configurações e também separado os CLPs em compactos e modulares.  Alguns modelos tendo a possibilidade de adicionar módulos especiais como entradas/saídas rápidas, blocos analógicos, slots e também módulos de comunicação. O dimensionamento de um CLP vai muito além da simples contagem de entradas e saídas. Ele envolve uma análise completa do processo, do desenvolvimento do projeto, da capacidade de processamento e da correta seleção dos tipos de I/O. Um CLP bem dimensionado garante desempenho, confiabilidade, facilidade de manutenção e possibilidade de expansão, sendo um elemento-chave para o sucesso de qualquer projeto de automação industrial.

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