CLP Shield Com Arduino

22/02/2015 CLPShieldcomArduino|AutomaoLivre

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CLP SHIELD COM ARDUINO By Sergio de Miranda e Castro Mokshin sexta-feira, maro 01, 2013 26 comments

No post de hoje vou mostrar o projeto de um CLP Shield, com ele possvel monitorar entradas e acionarsadas de acordo com a lgica programada, a placa desenvolvida permite conectar diretamente oArduino Uno, facilitando a montagem, troca de componentes e conexes.

O projeto foi desenvolvido para uso do Arduino UNO, portando sua quantidade de IOs limitada, o usoem conjunto com outro shield como relgio, ethernet, lcd implicar no funcionamento do circuito edever ser adaptado.

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Vamos entender o que uma CLP

OCLPfoiidealizadopelanecessidadedepodersealterarumalinhademontagemsemquetenhadefazergrandesmodificaesmecnicaseeltricas.

OCLPnasceupraticamentedentrodaindustriaautomobilstica,especificamentenaHydronicDivisiondaGeneralMotors,em1968,sobocomandodoengenheiroRichardMorleyeseguindoumaespecificaoquerefletiaasnecessidadesdemuitasindstriasmanufatureiras.

AidiainicialdoCLPfoideumequipamentocomseguintescaractersticasresumidas:

1.Facilidadedeprogramao2.Facilidadedemanutenocomconceitoplugin3.Altaconfiabilidade4.DimensesmenoresquepainisdeRels,parareduodecustos5.Enviodedadosparaprocessamentocentralizado6.Preocompetitivo7.Expansoemmdulos8.Mnimode4000palavrasnamemria.

PodemosdidaticamentedividirosCLP'shistoricamentedeacordocomosistemadeprogramaoporeleutilizado:

1Gerao:OsCLP'sdeprimeirageraosecaracterizampelaprogramaointimamenteligadaaohardwaredoequipamento.AlinguagemutilizadaeraoAssemblyquevariavadeacordocomoprocessadorutilizadonoprojetodoCLP,ouseja,parapoderprogramareranecessrioconheceraeletrnicadoprojetodoCLP.Assimatarefadeprogramaoeradesenvolvidaporumaequipetcnicaaltamentequalificada,gravandoseoprogramaemmemriaEPROM,sendorealizadanormalmentenolaboratriojuntocomaconstruodoCLP.2Gerao:AparecemasprimeirasLinguagensdeProgramaonotodependentesdohardwaredoequipamento,possveispelainclusodeumProgramaMonitornoCLP,oqualconverte(nojargotcnico,compila),asinstruesdoprograma,verificaoestadodasentradas,comparacomasinstruesdoprogramadousurioealteraoestadosdassadas.OsTerminaisdeProgramao(oumaletas,comoeramconhecidas)eramnaverdadeProgramadoresdeMemriaEPROM.AsmemriasdepoisdeprogramadaseramcolocadasnoCLPparaqueoprogramadousuriofosseexecutado.



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3Gerao:OsCLP'spassamaterumaEntradadeProgramao,ondeumTecladoouProgramadorPorttilconectado,podendoalterar,apagar,gravaroprogramadousurio,almderealizartestes(Debug)noequipamentoenoprograma.AestruturafsicatambmsofrealteraessendoatendnciaparaosSistemasModularescomBastidoresouRacks.4Gerao:Comapopularizaoeadiminuiodospreosdosmicrocomputadores(normalmenteclonesdoIBMPC),osCLP'spassaramaincluirumaentradaparaacomunicaoserial.Comoauxliodosmicrocomputadoresatarefadeprogramaopassouaserrealizadanestes.Asvantagenseramautilizaodevriasrepresentaesdaslinguagens,possibilidadedesimulaesetestes,treinamentoeajudaporpartedosoftwaredeprogramao,possibilidadedearmazenamentodevriosprogramasnomicro,etc.5Gerao:AtualmenteexisteumapreocupaoempadronizarprotocolosdecomunicaoparaosCLP's,demodoaproporcionarqueoequipamentodeumfabricanteconversecomoequipamentooutrofabricante,nosCLP's,comoControladoresdeProcessos,SistemasSupervisrios,RedesInternasdeComunicaoeetc.,proporcionandoumaintegraoafimdefacilitaraautomao,gerenciamentoedesenvolvimentodeplantasindustriaismaisflexveisenormalizadas,frutodachamadaGlobalizao.ExistemFundaesMundiaisparaoestabelecimentodenormaseprotocolosdecomunicao.Agrandedificuldadetemsidoumapadronizaoporpartedosfabricantes.

Fluxodefuncionamento:

Fontes utilizadas para pesquisa:

http://www.ejm.com.br/download/Introducao%20CLP.pdfhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_program%C3%A1vel

Principais recursos:

5 Entradas digitais optoacopladas.6 Entradas analgicas.8 Sadas por Rel.1 Conexo serial .1 Sada regulada 5V x 1A.

Lista de componentes:

1- Arduino Uno.5 - Fotoacopladores TIL111 com soquete.1 - ULN2803 com soquete.19 - Resistores 1K 1/8W (marrom preto vermelho).6 - Resistrores 10K1/8W(marrom preto laranja).



1- Placa de fenolite cobreada face simples 15cm x 15cm.9 - Leds 5mm (8 para monitoramento das sadas e 1 para indicao de alimentao do circuito.1- Regulador de tenso LM7809 com dissipador.1- Regulador de tenso LM7805 com dissipador.8 - Rels 12V 15A 1 polo 2 posies.1 - Barra de pinos macho, sero usado 28 pinos.9 - Bornes de encaixe TC 3 Vias para sada dos rels.10 -Bornes de encaixe TC 2 Vias para entradas digitais, analgicas e alimentao.4 -Espaador de placa ECI-9,4 (opcional).1 - Fonte de alimentao 12V 1A.

Placa de circuito impresso

Foi usado o processo de transferncia trmica de tonner para confeo da placa de circuito impresso, nopostconstruindo-um-rele-shieldmostrei como funciona, ento lembre-se, o circuito ser espelhado naplaca, se for usar outro processo, verifique se o circuito no ficar invertido.

Downloado do arquivoCLPShieldno formato ExpressPCB

Antes da corroso da placa sugiro verificar se o tamanho e largura do pinos dos bornes comprados estoalinhados com as ilhas da placa, se necessrio ajustem o alinhamento.

Componentes e conexes:



Detalhes da solda dos componentes

Componentes



Como funciona:

A placa alimentada por uma fonte de 12V, usa reguladores de tenso para alimentao do Arduino epara acionamento das entradas analgicas e digitais, No postconstruindo-um-rele-shieldusamos umtransistor para acionamento do rel, como na CLP Shield acionaremos 8 rels, vamos usar um circuitointegrado para simplificar nossa montagem, mas nada impediria de usarmos os transistores. Usaremosoptoacopladorers para isolarmos as entradas digitais do arduino e leds para monitoramento doacionamento das sadas.

Vamos conhecer os principais componentes do circuito.

LM7809

Regulador de tenso com entrada varivel.Sada constante de 9VMxima corrente na sada de 1A.Encapsulamento com dissipador de calor (modelo TO-220).Funciona de -40 a 125 graus.

Usado no circuito para alimentao do arduino.

1- Alimentao de entrada2- GND3- Sada 9V



LM7805

Regulador de tenso com entrada varivel.Sada constante de 5VMxima corrente na sada de 1A.Encapsulamento com dissipador de calor (modelo TO-220).Funciona de -40 a 125 graus.

Usado no circuito para acionamento das entradas analgicas e digitais.

1- Alimentao de entrada2- GND3- Sada 5V

ULN7809O CI ULN2803 tem 8 entradas que podem controlar at 8 sadas, trabalha com correntes mximas de500mA e tenso de at 50v.Internamente cada driver composto por um transistor Darlingtonpolarizados com resistores e diodos de proteo.

Usado no circuito para acionar os rels.



FotoAcoplador TIL111OptoAcopladores proporcionam a isolao de sinais em uma grande variedade de aplicaes. Elescomutam ou transmitem sinais e informaes ao mesmo tempo que isolam diferentes partes de umcircuito.

Testando a placa

Para testar a placa vamos usar uma fonte de 12V, um giga de testes de chaves liga desliga e um shield deLDR, detalhes da ligao do LDR foram apresentados no posttestando-nosso-rele-shield.



Vamos ver um vdeo do teste

Programa utilizado para o teste

/*

Sergio de Miranda e Castro Mokshin01/02/2013Todos os direitos reservados */

int EntradaDigital1 = 12;int EntradaDigital2 = 11;int EntradaDigital3 = 10;int EntradaDigital4 = 9;int EntradaDigital5 = 8;

int Saida1 = 0;



int Saida2 = 1;int Saida3 = 2;int Saida4 = 3;int Saida5 = 4;int Saida6 = 5;int Saida7 = 6;int Saida8 = 7;

int sensorLDRPin = A0;int constanteAjuste = 400;

void setup() {

pinMode(EntradaDigital1, INPUT); pinMode(EntradaDigital2, INPUT); pinMode(EntradaDigital3, INPUT); pinMode(EntradaDigital4, INPUT); pinMode(EntradaDigital5, INPUT);

pinMode(Saida1, OUTPUT); pinMode(Saida2, OUTPUT); pinMode(Saida3, OUTPUT); pinMode(Saida4, OUTPUT); pinMode(Saida5, OUTPUT); pinMode(Saida6, OUTPUT); pinMode(Saida7, OUTPUT); pinMode(Saida8, OUTPUT);

digitalWrite(Saida1, LOW); digitalWrite(Saida2, LOW); digitalWrite(Saida3, LOW); digitalWrite(Saida4, LOW); digitalWrite(Saida5, LOW); digitalWrite(Saida6, LOW); digitalWrite(Saida7, LOW); digitalWrite(Saida8, LOW);

}

void loop() {

digitalWrite(Saida1, digitalRead(EntradaDigital1)); digitalWrite(Saida2, digitalRead(EntradaDigital2)); digitalWrite(Saida3, digitalRead(EntradaDigital3)); digitalWrite(Saida4, digitalRead(EntradaDigital4)); digitalWrite(Saida5, digitalRead(EntradaDigital5));

int leituraSensorLDR = 0; leituraSensorLDR = analogRead(sensorLDRPin);

if (leituraSensorLDR >= constanteAjuste) { digitalWrite(Saida6, LOW); digitalWrite(Saida7, HIGH); digitalWrite(Saida8, LOW); } else { digitalWrite(Saida6, HIGH); digitalWrite(Saida7, LOW); digitalWrite(Saida8, HIGH); }



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26 COMENTRIOS :

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26 de maio de 2013 18:47

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Mega Instalaes

Ficou muito bom, parabens!

30 de junho de 2013 02:49

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Douglas Cruz

Cara ficou muito bom, vc simulou no protheus no orcad

2 de julho de 2013 15:43Sergio Mokshin

Douglas, Obrigado.

No simulei.

3 de julho de 2013 11:00

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Douglas Cruz

Meus parabns , preciso desenvolver algo bem semelhante, ser que vc podia me daruma dica de como vc desenvolver.


Posso ajudar, quais so suas maiores dvidas?

4 de julho de 2013 05:25

RESPONDER

Douglas Cruz

Preciso desenvolver um projeto que contenha 8 entradas digitais e 4 saidas a rel,e oarduino precisa ficar bem do jeito que vc colocou, quais so os procedimentos que vcusou para desenvolver essa placa, usou algum programa o que vc poder me ajudar euagradeo.




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Douglas, Esse projeto pode servir de base para o seu, elepossui 5 entradas digitais, 8 saidas com rels e 4 entradasanalgicas. Se programar para ler na entrada anlogica 0V ou5V voc consegue facilmente simular uma entrada digital. Deuma olhada nos posts de montagem do rel shield e da placade comando do RaspBerry que tem algumas dicas demontagem da placa. Instale o programa ExpressPCB paraimpresso ou alterao do layout.

4 de julho de 2013 08:28

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Alexei Salcedo

Muito legal!No h necessidade de doido nos rels?Eu fiz algo bem parecido no meu TCC, mas tive grandes problemas com interferncias nosrels. Eles acionavam sozinhos.


Alexei, Boa noite!

Como estou usando o ULN2803 ele j possui os diodosinternamente, no necessrio incluir no circuito, agora se forusar um transistor para chaveamento deve usar o diodo, nopost de construo do rel shield ele usado no circuito.

4 de julho de 2013 08:41

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Douglas Cruz

Cara se vc tiver apostilas ou tutoriais de qual o procedimento vc usou para desenvolveressa placa e puder me passar eu agradeo, pois pretendo desenvolver uma placaparecida.

4 de julho de 2013 08:43

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Douglas Cruz

digo hardware bem parecido, so que minha programao ser diferente, ser para usoespecifico.

4 de outubro de 2013 21:35

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Mecatrnica Na Net

Pode usar o LDMicro. http://mecatronicananet.blogspot.com.br/2013/09/editor-simulador-e-comilador-de-logica.html

20 de janeiro de 2014 11:51Tapiocaclan



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Cara, tem como programar em Ladder no arduino? Se usa qual conversor?

20 de janeiro de 2014 13:12Sergio Mokshin

Pelo que v na internet parece que possvel, existem algumasferramentas, mas nunca me interessei e tentei.

14 de fevereiro de 2014 20:08

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Carlos A. Verssimo

Bom dia! Voc no vende a placa sem os componentes? Somente para fins didticos.

15 de fevereiro de 2014 10:05Sergio Mokshin

Carlos, a placa possui trilhas finas e ilhas pequenas, nafenolite tem que soldar corretamente seno elas sodanificadas, dessa forma fica invivel a comercializao. Estouestudando em encomendar um lote e colocar algumas avenda.Abs


RESPONDER

Eduardo Figueir

Voc por acaso teria o projeto da placa (desenho) feito no Protheus? Teria comodisponibilizar (se sim)?

21 de maio de 2014 08:12

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Ely Soares Veloso

Muito bom seu clp, mas o mais interessante de tudo isso foi a programao que utiliza opoder de varredura de muitas entradas. O que eu acho mais dificil programar em c++ noarduino esse processo multi tarefa e voce utilizou poucas palavras e funcionou. eu estavatentando programar isso desde do dia que comprei a placa uno. j estava desistindodessa forma de programao.

17 de junho de 2014 23:36

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Iane Soares

show mano bem interresante seu CLP parabns parceiro.

23 de junho de 2014 11:43Sergio Mokshin



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Legal, Vlw!

2 de julho de 2014 19:07

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Rodrigo

tens o projeto no protheus podes disponibilizar?

parabns ficou timo....


Fala Rodrigo, Obrigado.

No tenho.

3 de novembro de 2014 17:39

RESPONDER

Alexsandro Coelho

Boa noite , qual foi o programa utilizado para fazer o desenho da placa?

4 de novembro de 2014 11:30Sergio Mokshin

Fala Alexsandro, Boa Tarde!

Foi usado o ExpresPcb.


RESPONDER

Virgilio Carvalho

Ol Sergio, posso utilizar um Arduino Mega com Shield de rede? sabe me dizer se eleencaixa no esquema apresentado ?


Sergio De Miranda E Castro Mokshin

Boa Noite Virgilio!O Arduino Uno com o Shield de Ethernet no compatvelporque todas as IOs do Arduino Uno esto conectadas com aCLP, ocorrer um conflito entre a Shield CLP e a ShieldEthernet.Com um Arduino Mega voc no teria problelma, mas terque jumpear com fios as IOs disponveis do Arduino Megacom o Shield CLP.



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