Fundamentos da linguagem Ladder
Com os avanços tecnológicos, a automatização de processo em indústrias vem sendo cada vez mais necessária e, por isso, é essencial que os profissionais se capacitem! Pensando nisso, o Mundo da Elétrica separou tudo o que você precisa saber sobre os fundamentos da linguagem ladder. Então, vamos lá pessoal!
O que é a linguagem Ladder?
A linguagem de programação Ladder é uma linguagem gráfica que permite programar CLPs, utilizando desde funções binárias básicas até funções matemáticas mais complexas. Foi uma das primeiras linguagens a surgir para a programação de PLCs, e é a mais comum e difundida no meio industrial.
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A sua representação originou-se do conceito dos diagramas de comandos elétricos utilizados pelos Técnicos e Engenheiros da época.
A linguagem Ladder recebeu vários nomes desde sua criação, entre eles diagrama do tipo escada, diagrama de contatos e linguagem de contatos.
A linguagem Ladder é muito usada por programadores de CLP’s devido à sua simplicidade de identificação de parâmetros e fácil assimilação da lógica de programação, por se basear em esquemas elétricos de contatos clássicos.
Simbologia ladder
O diagrama de contatos (Ladder) consiste em um desenho formado por duas linhas verticais, que representam a fonte de alimentação, nas quais são inseridas linhas de programação.
Essas linhas são onde o circuito de controle é montado de acordo com a lógica de funcionamento da máquina e suas funções.
Entre as duas linhas verticais são desenhados ramais horizontais que possuem chaves, que podem ser normalmente abertas ou fechadas e representam os estados das entradas do CLP.
O fluxo lógico se dá da esquerda para a direita e de cima para baixo, bem como o diagrama de programação pode conter uma ou várias linhas de programação, dependendo da lógica de programação utilizada.
Toda programação Ladder de determinado equipamento estará constituída entre as barras de alimentação.
Entrada
É o local onde são inseridos botoeiras, sensores, fim de curso, contatos de relés, contatos de temporizadores, contatos de contadores, por exemplo, obedecendo à lógica de programação.
Nos CLP’s, as entradas podem ser representadas pelas seguintes nomenclaturas:
- E0, E1, E2, …, En: Entrada 1, Entrada 2, …, Entrada n
- I0, I1, I2, …, In: Input 1, Input 2, …, Input n
- DI0, DI1, DI2, …, DIn: Digital Input 0, Digital Input 1, Digital Input 2, …, Digital Input n
- AI0, AI1, AI2, …, AIn: Analog Input 0, Analog Input 1, Analog Input 2, …, Analog Input n
Se um CLP tem 4 entradas digitais, por exemplo, então será E0, E1, E2, E3 ou I0, I1, I2, I3, dependendo de qual nomenclatura do fabricante.
Nos diagramas Ladder, os elementos de entrada se combinam para gerar um resultado lógico booleano que, por sua vez, é designado a uma saída.
Saídas
É o local onde são inseridos os elementos finais de um sistema de acionamento, ou seja, é o local onde são alimentadas as bobinas de saídas dos dispositivos utilizados na programação.
As saídas podem ser representadas pelas seguintes nomenclaturas:
- S0, S1, S2, …, Sn: Saída 1, Saída 2, …, Saída n
- O0, O1, O2, …, On: Output 1, Output 2, …, Output n
- DO0, DO1, DO2, …, DOn: Digital Output 0, Digital Output 1, Digital Output 2, …, Digital Output n
- AO0, AO1, AO2, …, AOn: Analog Output 0, Analog Output 1, Analog Output 2, …, Analog Output n
Da mesma forma que as entradas, se um CLP tem 4 saídas digitais, então será S0, S1, S2, S3 ou O0, O1, O2, O3, dependendo de qual nomenclatura do fabricante.
O CLP não entende terminologias como chaves e relés, porém interpreta simbologias de entradas, bobinas de saídas, entre outros. A linguagem Ladder converte a simbologia em uma linguagem que a CLP entenda.
Ela é padronizada pelo órgão internacional IEC (International ElectroTechnical Commission) dentro da norma IEC 61131-3, publicada em 1993.
Contatos
Os contatos são os elementos básicos da linguagem Ladder e representam as entradas lógicas situadas externamente ao sistema. Eles podem ser normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF).
Veja na imagem abaixo, os símbolos dos contatos utilizados na linguagem Ladder.
Contatos na linguagem Ladder.
Bobinas
A bobina é o elemento que, ao ser acionado, muda seu estado (0/ 1) e de outros elementos a ela associados.
Para que ocorra mudança de estado na bobina, os elementos a ela interligados devem resultar numa operação lógica verdadeira.
A bobina deve ser alocada obrigatoriamente na última coluna do diagrama Ladder, que corresponde à saída.
Na imagem abaixo, é possível ver o símbolo da bobina utilizado na linguagem Ladder.
Bobina na linguagem Ladder.
Na linguagem Ladder existem também blocos lógicos funcionais que permitem realizar funções avançadas.
São exemplos de blocos funcionais os contadores, temporizadores, bobinas de set ou reset. Utilizando diagramas de blocos, pode-se inclusive criar blocos personalizados definidos pelo usuário para facilitar a organização.
Vantagens e desvantagens da linguagem de programação Ladder
Dentre as vantagens da programação em ladder podemos citar:
- Possibilidade de uma rápida adaptação por parte do corpo técnico
- Aplicabilidade do raciocínio lógico como ferramenta fundamental na elaboração de soluções
- Fácil visualização dos estados das variáveis sobre o diagrama Ladder, permitindo uma rápida depuração e manutenção do software
- Documentação fácil e clara
- Símbolos padronizados e mundialmente difundidos entre fabricantes e usuários
- Técnica de programação amplamente difundida e aceita para aplicações industriais
- Se assemelha à tradicional notação de diagramas elétricos
Já as desvantagens da linguagem Ladder programação de CLPs são:
- Sua utilização em programas extensos ou com lógicas muito complexas é bastante difícil
- Programadores não familiarizados com a operação de relés tendem a ter dificuldades de compreensão e implementação dessa linguagem
- A edição dos códigos implementados em linguagem Ladder é mais lenta em relação a linguagens textuais
Uma boa compreensão do método de programação em linguagem Ladder, incluindo os blocos funcionais, é extremamente benéfica para os profissionais da área de automação e da elétrica!
Para continuar aprendendo, recomendamos que você assista o vídeo abaixo do canal Mundo da Elétrica sobre automação industrial.
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Sobre o autor
Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.
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