O sistema que constitui um CLP é constituído basicamente das seguintes partes [1]:
Fonte de alimentação
É o elemento responsável por converter corrente alternada em contínua, alimentando a UCP e os demais subsistemas do controlador. Além da fonte de alimentação, há também uma bateria interna ao controlador que impede que o programa do usuário carregado na memória e os estados dos registros de dados Internos do controlador se percam caso a fonte de alimentação seja desativada. A fonte de alimentação pode ser de dois tipos:
- Source: fonte interna ao controlador.
- Sink: fonte externa ao controlador .
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Unidade central de processamento (UCP)
A UCP é responsável pela execução do programa do usuário, atualização da memória de dados e memória-imagem das entradas e saídas.
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Memórias do tipo volátil e não-volátil
A EPROM contém o programa do fabricante responsável pelo gerenciamento das tarefas do controlador no momento de sua ativação (start-up). A memória EPROM não pode ser acessada pelo usuário.
Memória volátil
A memória volátil normalmente é do tipo RAM e é dividida em três tipos:
Memória do usuário
Contém o programa escrito pelo usuário que é processado pela UCP. Quando a alimentação é desligada, o estado da memória do usuário é mantido pela bateria interna do controlador.
Memória de dados
Armazena os dados manipulados no processamento do programa aplicativo, sendo continuamente atualizada durante a execução do programa.
Memória-imagem das entradas e saídas
Armazena os estados atuais dos periféricos de entrada e saída. É atualizada a cada ciclo de varredura.
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Dispositivos de entrada e saída
As interfaces de entrada e saída normalmente são inseridas na forma de módulos . Existem diferentes tipos de módulos de entrada e saída para atender às mais diversas aplicações.
Módulos de entrada
Os módulos de entrada são responsáveis pela aquisição de dados do meio externo tais como sinais elétricos de sensores, medidores, botões, etc. Existem módulos de entrada para sinais digitais (110VAC, 24VDC, etc) ou analógicos (-10V a +10V, 4 a 20mA, etc) através de conversores A/D, contemplando os mais diversos tipos de dispositivos de instrumentação existentes. Normalmente, os circuitos internos dos módulos de entrada são isolados opticamente dos circuitos externos, evitando que sejam danificados por eventuais anomalias.
Módulos de saída
Após a aquisição e processamento das entradas o controlador atua sobre o sistema através dos módulos de saída. Os módulos de saída podem emitir sinais analógicos ou digitais dependendo das configurações do sistema a ser controlado. Através dos módulos de saída é possível acionar válvulas, lâmpadas de sinalização, posicionadores, contatores, controlar a velocidade de motores, etc.
Existem basicamente três tipos de módulos de saída: a relé, a transistor e a tiristor. O emprego de cada tipo depende da carga a ser acionada pelas saídas.
- Saídas a relé: quando o endereço de uma determinada saída na memória- imagem é ativado, uma bobina é energizada, fechando um contato entre dois terminais externos do módulo. A saídas a relé têm a vantagem de acionar tanto cargas AC quanto cargas DC e conduzir correntes da ordem de 5A, além de serem imunes a transientes da rede. Por outro lado, as saídas a relé têm sua vida útil limitada pelo desgaste dos contatos , cerca 150.000 a 300.000 operações.
- Saídas a transistor: indicadas para casos em que há cargas e fontes de corrente contínua e acionamentos repetitivos com grandes freqüências de operação. Sua vida útil é maior que a dos módulos a relé, mas sua capacidade de corrente máxima é menor chegando a cerca de 1A. O elemento acionador pode ser um transistor comum tipo NPN ou ainda um transistor do tipo efeito de campo. Sua vida útil é de cerca de 1000.000 de operações
- Saídas a triac : utilizados com fontes e cargas de corrente alternada, e exemplo do tipo anterior, possibilitam altas freqüências de chaveamento e uma vida útil de até 1000.000 de operações e admitem correntes da ordem de 1A.
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Computador ou terminal de programação
É um computador que contém o software de programação do CLP e através do qual o programa aplicativo é descarregado para a memória do CLP. O terminal de programação pode ser um computador específico para esse fim ou um PC como é mais usual atualmente. Hoje já é possível inclusive, fazer alterações na programação do CLP utilizando um computador remoto (distante do CLP) através de um rede de dados.
