Capítulo 6 — Funções Lógicas em Ladder

0.1 Introdução

Nos sistemas de automação industrial, grande parte das decisões de controle é baseada em operações lógicas.

Sensores, botões e dispositivos de campo fornecem sinais digitais que assumem apenas dois estados:

  • 0 → desligado / falso
  • 1 → ligado / verdadeiro

A linguagem Ladder permite implementar essas decisões de forma gráfica, utilizando contatos e bobinas que representam funções lógicas.

Neste capítulo serão estudadas as três funções fundamentais da lógica digital:

  • Função AND (E)
  • Função OR (OU)
  • Função NOT (NÃO)

Essas funções são a base para praticamente todos os sistemas de controle discreto utilizados na indústria.

0.2 Representação Lógica em Ladder

Na linguagem Ladder, as funções lógicas são implementadas através da forma de ligação dos contatos dentro de um rung.

Dois princípios são fundamentais:

  • Contatos em série → função AND
  • Contatos em paralelo → função OR
  • Contato normalmente fechado → função NOT

O CLP avalia cada rung da esquerda para a direita, verificando se existe continuidade lógica até a bobina.

Se houver continuidade, a saída é ativada.

1 Função AND (E)

A função lógica AND ocorre quando uma saída só deve ser ativada se todas as condições forem verdadeiras ao mesmo tempo.

1.1 Situação Industrial

Um motor só deve ligar se:

  • o botão LIGAR for pressionado
  • e o sensor de segurança estiver habilitado

1.2 Tabela Verdade

Entrada A Entrada B Saída
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

1.3 Expressão Lógica

Y = A · B

1.4 Implementação em Ladder

Contatos em série representam a função AND.

|—-[ A ]—-[ B ]—————-( Y )—-|

Neste caso:

  • ambos os contatos devem estar fechados
  • para que a bobina seja energizada.

2 Função OR (OU)

A função OR ocorre quando a saída é ativada se qualquer uma das entradas for verdadeira.

2.1 Situação Industrial

Uma lâmpada de alarme deve acender quando:

  • o sensor de temperatura alta for ativado
    OU
  • o sensor de pressão alta for ativado.

2.2 Tabela Verdade

Entrada A Entrada B Saída
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

2.3 Expressão Lógica

Y = A + B

2.4 Implementação em Ladder

Contatos em paralelo representam a função OR.

|—-[ A ]————————( Y )—-| | | |—-[ B ]——————————–|

Se qualquer um dos caminhos possuir continuidade lógica, a bobina será energizada.

3 Função NOT (NÃO)

A função NOT realiza a negação lógica de um sinal.

Isso significa que a saída será ativada quando a entrada estiver desligada.

3.1 Situação Industrial

Um sistema deve indicar falha de sensor quando:

  • o sensor não estiver ativo.

3.2 Tabela Verdade

Entrada A Saída
0 1
1 0

3.3 Expressão Lógica

Y = NOT(A)

3.4 Implementação em Ladder

A função NOT é implementada utilizando contato normalmente fechado (NF).

|—-[/ A ]———————–( Y )—-|

Neste caso:

  • se A = 0, o contato permanece fechado
  • permitindo a energização da saída.

4 Combinação de Funções Lógicas

Na prática industrial, raramente utilizamos apenas uma função lógica isolada. Normalmente ocorre uma combinação de funções AND, OR e NOT.

4.1 Exemplo

Um motor deve ligar quando:

  • o botão START for pressionado
    E
  • não existir falha de segurança

OU

  • quando o sistema estiver em modo automático

4.2 Expressão Lógica

Y = (START · NOT(FALHA)) + AUTO

4.3 Ladder equivalente

|—-[ START ]—-[/ FALHA ]————( Y )—-| | | |—-[ AUTO ]———————————–|

5 Transformação de Lógica Elétrica para Ladder

Em comandos elétricos tradicionais utilizam-se:

  • contatos
  • relés
  • botoeiras
  • sensores

A lógica Ladder permite representar o mesmo comportamento sem necessidade de alteração física da fiação.

Assim, um circuito de relés pode ser convertido diretamente em um programa Ladder.

Esse é um dos motivos pelos quais a linguagem Ladder é amplamente utilizada na automação industrial.

6 Exercícios

  1. Construa a tabela verdade para a seguinte expressão:

Y = A · B + C

  1. Desenhe o diagrama Ladder correspondente.

  2. Um sistema de alarme deve ligar quando:

  • o sensor de porta estiver aberto
    OU
  • o sensor de janela estiver aberto

Represente:

  • tabela verdade
  • expressão lógica
  • Ladder
  1. Um motor só pode ligar quando:
  • o botão START for pressionado
    E
  • o relé térmico não estiver atuado.

Desenhe o circuito Ladder.

7 Conclusão

As funções AND, OR e NOT constituem a base da lógica digital aplicada à automação industrial.

Através da organização dos contatos em série, paralelo ou normalmente fechados, é possível implementar decisões complexas em programas Ladder.

Nos próximos capítulos serão apresentados:

  • temporizadores
  • contadores
  • blocos funcionais

que ampliam as possibilidades de controle em sistemas automatizados.