Tutorial da série TRi PLC Fx: introdução à programação em lógica ladder e à configuração do hardware

A Triangle Research International oferece uma abordagem exclusiva aos sistemas de controle com seus PLCs da série Fx de placa aberta. Neste tutorial prático, apresentamos os fundamentos para conectar, fazer a fiação e programar um desses controladores. Desde a configuração do hardware até o download de um programa simples por comunicação serial, este guia oferece um ponto de partida prático para engenheiros que exploram plataformas de PLC personalizáveis para aplicações OEM e de automação embarcada.

Embora a placa de circuito impresso exposta possa parecer desconhecida para muitos engenheiros do setor de automação e sistemas de controle, um PLC é simplesmente um dispositivo que executa funções lógicas usando entradas e saídas que interagem com o mundo real. Os projetos de PLC variam bastante em nível de proteção e durabilidade ambiental, mas a função principal permanece a mesma em todos os sistemas.

O que é o PLC da série Fx?

O PLC da série Fx da Mitsubishi Electric inclui a maior parte das funcionalidades necessárias para projetos que vão desde o controle simples de máquinas até sistemas de automação moderadamente complexos. Dependendo do modelo, esses controladores normalmente incluem Ethernet, RS-232, duas portas de comunicação RS-485 e E/S digitais e analógicas.

O número de pontos de E/S pode ser expandido usando a rede Modbus, tornando o sistema flexível para aplicações de automação industrial escaláveis.

Este tutorial usa o modelo Fx2424, que oferece:

• 24 entradas digitais
• 24 saídas digitais
• 8 entradas analógicas
• 4 saídas analógicas

As principais características técnicas para programadores incluem:

• As entradas digitais são do tipo sourcing, exigindo sensores ou interruptores do tipo sinking (NPN) conectados a 0 VCC.
• As entradas recebem alimentação internamente da fonte de 24 VCC e não exigem um terminal comum separado.
• As saídas digitais são do tipo sinking, o que significa que os dispositivos de carga devem ser alimentados externamente.
• As E/S analógicas são compatíveis com sinais de 0–5 V, com redes de resistores opcionais que permitem o uso de dispositivos de 0–10 V ou 4–20 mA.

Configuração do hardware do projeto

Este tutorial introdutório usa uma configuração simples que consiste em um dispositivo de entrada e um dispositivo de saída conectados por meio de uma interface de comunicação RS-232. O hardware necessário inclui:

• Controlador TRi PLC da série Fx
• Fonte de alimentação industrial de 24 VCC
• Cabo conversor USB para serial
• Interruptor seletor (dispositivo de entrada)
• Relé mecânico (dispositivo de saída)
• Fiação padrão

Etapa 1: Alimente o controlador

Conecte a fonte de alimentação de 24 VCC ao conector de alimentação identificado como +24 V e 0 V. Verifique se o indicador LED de alimentação acende antes de prosseguir.

Etapa 2: Conecte o interruptor de entrada

Como as entradas são do tipo source, conecte um fio do terminal de 0 V da fonte de alimentação ao interruptor. Em seguida, conecte o lado de saída do interruptor ao terminal 1 do bloco de terminais de entrada.

Se o PLC e o interruptor usarem fontes de alimentação diferentes, certifique-se de que ambas as fontes compartilhem uma conexão de referência comum de 0 V.

Etapa 3: Conecte o relé de saída

Como as saídas são do tipo sink, conecte a bobina do relé a +24 VCC. Em seguida, conecte o outro lado da bobina do relé ao terminal de saída 1 do PLC.

O terminal comum das saídas deve ser conectado ao terminal de 0 V da fonte de alimentação da carga para completar o circuito.

Software de programação do PLC

O PLC da série Fx usa o software de programação i-TRiLOGI. Instale o software de acordo com as instruções do fabricante antes de conectar o controlador.

O software fornece um ambiente de programação em lógica ladder usado para criar, editar e baixar programas para o PLC.

Conectando-se ao PLC usando comunicação serial

Este tutorial usa uma conexão serial RS-232 em vez de Ethernet. Conecte o cabo USB para serial entre o computador e a porta de comunicação do PLC.

Depois de conectar o cabo, o sistema operacional atribuirá um número à porta COM. Verifique o número da porta atribuído usando o gerenciador de dispositivos.

No software de programação:

• Abra o menu Controlador
• Selecione Conectar ao servidor
• Escolha Porta serial/USB
• Configure a porta COM correta
• Clique em Abrir porta

Se a conexão for bem-sucedida, o software exibirá uma mensagem de confirmação indicando que a comunicação com o PLC foi estabelecida.

Escrevendo um programa simples em lógica ladder

A programação em lógica ladder começa com a criação de um degrau que define a relação entre uma condição de entrada e uma ação de saída. Neste exemplo, um interruptor controla uma saída de relé.

As etapas de programação incluem:

• Crie um contato normalmente aberto que represente o dispositivo de entrada
• Adicione uma bobina de saída que represente o relé
• Atribua endereços de E/S a ambos os dispositivos

O programa ladder resultante executa uma função de controle simples: quando o interruptor é ativado, o relé é energizado.

Baixando o programa para o CLP

Depois de concluir o programa de lógica ladder, transfira-o para o CLP usando a função de download do programa.

O procedimento de transferência inclui:

• Selecione o controlador
• Selecione Transferir programa para o CLP
• Confirme a porta de comunicação
• Inicie o processo de download

Se a transferência for concluída com sucesso, o CLP começará a executar o novo programa imediatamente.

Próximos passos na programação de CLPs

Este exemplo demonstra o programa de lógica ladder mais simples possível usando um CLP conectado em série. Em sistemas práticos de automação industrial, normalmente são implementadas funções adicionais, incluindo:

• Processamento de sinais analógicos
• Instruções de temporizadores e contadores
• Comunicação de rede
• Monitoramento de alarmes e falhas
• Registro de dados e diagnósticos do sistema

Compreender esses recursos avançados permite que os engenheiros desenvolvam sistemas de automação confiáveis e escaláveis para aplicações de manufatura, embalagem, movimentação de materiais e controle de processos.

Sobre o autor

Daniel Chen é engenheiro sênior de automação industrial, com mais de 15 anos de experiência prática em programação de CLPs, sistemas de controle industrial e projetos de automação de fábricas. Ele projetou e colocou em operação soluções de automação nos setores de manufatura, embalagem e movimentação de materiais.

Sua experiência técnica inclui desenvolvimento em lógica ladder, fiação de campo, protocolos de comunicação industrial e solução de problemas em sistemas de controle baseados em CLP. Seu foco está em métodos práticos de engenharia que melhoram a confiabilidade dos sistemas, simplificam a manutenção e dão suporte à operação industrial de longo prazo.