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O que são entradas e saídas analógicas?

Entradas e saídas analógicas são fundamentais na automação industrial, pois permitem representar valores contínuos dentro de um intervalo específico, sendo ideais para medir e controlar variáveis físicas como temperatura e pressão. Além disso, as entradas analógicas auxiliam na detecção precisa de falhas e anomalias, contribuindo para a manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos. Compreender seu funcionamento é essencial para desenvolver e manter sistemas de automação eficientes.

Exemplos de entradas:

  • Pressão (Pressostato)
  • Temperatura (PT100 e Termopar)
  • Posição angular e linear (Sensores)
  • Vazão

Saídas:

  • Controle de velocidade (Esteiras)
  • Abertura de válvulas proporcionais 
  • Controle de intensidade e força

As entradas têm a função de transformar os sinais analógicos em digitais, trazendo uma informação real (analógica) do processo, permitindo que o CLP o execute. Em uma malha de controle fechado, a saída analógica realiza o controle com a mesma exatidão. As informações acontecem através de um conversor analógico-digital (ADC).

Um detalhe importante é a resolução das entradas analógicas, que define o quão preciso será o valor digital gerado. Quanto maior a resolução, mais detalhado será o resultado da conversão. Um ponto importante é a resolução das entradas analógicas, que determina a precisão da conversão.

  • Tensão ( 0 a +10V ou -10V a +10V)
  • Corrente (4 a 20 mA ou 0 a 20 mA)
  • Resistência

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Aplicações

  • 4-20mA / 0-20mA: São preferidos em ambientes com alta interferência eletromagnética. Leituras abaixo de 4 mA geralmente indicam falhas no circuito, como um cabo rompido.
  • 0-10V: É uma boa escolha para usos internos, tipo em laboratórios ou fábricas, onde os equipamentos ficam perto uns dos outros e quase não têm interferência.
  • -10V a 10V: É geralmente usado para o controle em duas direções, como por exemplo motores ou atuadores direcionais.

Conversor A/D

As informações processadas pelo CLP estão em formato digital, por isso é necessário que ele converta os sinais analógicos em digitais. Quando um sinal de entrada analógica é recebido, ele passa por um conversor que transforma esse valor em uma representação binária compreensível para o CLP. O número binário é o sistema de numeração usado por um CLP ou qualquer outro computador. 

Os módulos de entrada analógica possuem diferentes resoluções. Quanto maior for o número de bits, maior é a quantidade de valores possíveis para representar o sinal analógico com mais precisão.

Entrada analógica sinal analógico := (Entrada analogica / 27648) * 100; 

Módulos Especiais

Tem processos ou máquinas que executam tarefas complexas, como controlar a velocidade mais rápido do que o tempo de varredura do CLP ou fazer cálculos matemáticos para sincronizar motores, entre outras funções. Para isso, existem os módulos especiais, que já vêm com seu próprio processamento, o que garante um desempenho bem melhor. Alguns exemplos são:

Módulo de Entrada Termoacoplada:
Proporciona medições de temperatura de alta precisão por meio do uso de termopares.

Módulo de Entrada de Termoresistência:
Também destinado à medição de temperatura, esse módulo realiza a leitura de variações de resistência elétrica, convertendo os valores obtidos em graus Celsius, Fahrenheit.

Módulo de Entrada de Pulsos de Alta Velocidade:
Permite a integração de dispositivos que geram trens de pulso em alta frequência ao sistema, possibilitando que o CLP realize contagens precisas ou reações rápidas.

Módulo de Controle de Eixos:
Utilizado para o controle preciso de posição ponto a ponto de servomotores, permitindo movimentações coordenadas e sincronizadas.

Conclusão

As entradas e saídas analógicas desempenham um papel essencial na automação industrial, permitindo a medição e o controle de variáveis contínuas, como temperatura, pressão, vazão e posição. Por meio de conversores analógico-digitais (ADC), os sinais analógicos provenientes dos sensores são transformados em sinais digitais, possibilitando que o CLP interprete e processe essas informações com precisão.

A resolução dos módulos de entrada analógica é um fator determinante para a qualidade da conversão, pois define o nível de detalhe com que o valor analógico é representado digitalmente. Quanto maior a resolução, maior será a precisão na leitura dos sinais.

Compreender o funcionamento e a aplicação de entradas e saídas analógicas é fundamental para projetar, operar e manter sistemas de automação industrial de forma eficiente, segura e com alto desempenho.

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