Blogue sobre A norma IEC 61131 melhora a eficiência do PLC na automação industrial

Imaginem se cada marca de automóveis necessitasse de suas próprias estações de gasolina - um cenário ineficiente e caótico.Este foi precisamente o desafio enfrentado pela automação industrial antes do advento da norma IEC 61131 para a programação de controladores lógicos programáveis (PLC).Ao estabelecer linguagens e especificações unificadas, esta norma internacional revolucionou os sistemas de automação industrial, melhorando drasticamente a eficiência e a interoperabilidade.

A IEC 61131, formalmente intitulada "Programmable Controllers", representa uma referência internacional para linguagens de programação PLC e processos de desenvolvimento de software.Muitas vezes chamado de "PLC padrão de programaçãoO seu objectivo primordial é a normalização do desenvolvimento de software PLC para beneficiar tanto os fabricantes de equipamentos como as empresas utilizadoras finais.A norma passa por atualizações contínuas para acompanhar os avanços da automação industrial.

A importância da IEC 61131 manifesta-se em vários aspectos críticos:

• Portabilidade e reutilização do código:Antes da padronização, o software PLC era específico do fornecedor, criando barreiras de compatibilidade.
• Redução dos custos de hardware e tempo de desenvolvimento:As linguagens e processos padronizados simplificam o desenvolvimento de software, permitindo ao mesmo tempo a seleção flexível de fornecedores de hardware.
• Integração de componentes sem interrupções:As interfaces unificadas permitem a integração sem esforço de PLCs, sensores e atuadores de diferentes fabricantes em sistemas de automação complexos.
• Erros de comunicação minimizados:Os protocolos padronizados entre as ferramentas de software aumentam a confiabilidade do sistema, reduzindo os erros de troca de dados.

Para as partes interessadas na automação industrial, a conformidade com a IEC 61131 proporciona vantagens técnicas e económicas substanciais, permitindo ganhos de produtividade, redução de custos e diferenciação competitiva.

Originada na década de 1990 através dos esforços da organização europeia PLCopen, a IEC 61131 abordou a ausência de padrões de programação PLC unificados que impediam a compatibilidade entre plataformas.A norma estabelecida:

• Um modelo de programação PLC universal
• Línguas de programação gráfica e textual compatíveis
• Terminologia e conceitos normalizados

Desde seu lançamento inicial em 1993, o padrão passou por várias revisões, com a atual terceira edição (2013) incorporando modelos de programação contemporâneos.

A IEC 61131 compreende dez secções, sendo estas particularmente significativas:

• Parte 3:Define linguagens de programação PLC universais
• Parte 4:Orientações para o utilizador
• Parte 5:Protocolos de comunicação
• Parte 7:Programação de controlo confuso
• Parte 8:Orientações para a gestão do ciclo de vida

A parte 3 serve de pedra angular, harmonizando o desenvolvimento de software PLC através de cinco idiomas padronizados:

• Diagrama da escada (LD):Representação gráfica de funções sequenciais
• Diagrama de blocos de funções (FBD):Linguagem gráfica para combinação de dados e funções
• Texto estruturado (ST):Língua textual semelhante a Pascal
• Lista de instruções (IL):Linguagem textual semelhante à de montagem
• Diagrama de funções sequenciais (SFC):Linguagem gráfica para unidades de organização de programas

Esta abordagem multilíngue permite que os engenheiros selecionem métodos ideais para aplicações específicas, mesmo combinando idiomas dentro de programas. LD para controle lógico básico versus ST para algoritmos complexos,Por exemplo.

A implementação da IEC 61131-3 traz vários benefícios:

• Portabilidade:Execução de código independente do hardware
• Reutilização de código:Os blocos funcionais eliminam a programação redundante
• Redução de erros:As variáveis fortemente tipadas evitam as incompatibilidades dos dados
• Produtividade:Diversas opções de idiomas acomodam as preferências do programador
• Aplicação normal:Estruturas de modelagem definidas melhoram a qualidade do código

Outras vantagens incluem treinamento simplificado, solução de problemas simplificada e melhor integração entre fornecedores.,enquanto os blocos funcionais encapsulam processos complexos como o controle PID.

A utilização eficaz requer a compreensão dos elementos fundamentais da programação:

• Tipos de dados:Valores booleanos, strings de bits, números inteiros, reais, temporizadores
• Variaveis:Armazenamento de dados tipados
• POU:Unidades de organização do programa (funções/blocos de funções)
• Funções:Blocos de código sem memória
• Blocos de funções:Blocos de código com memória persistente

Estes elementos permitem uma programação modular e de manutenção. Os blocos de funções exemplificam isso através de segmentos lógicos configuráveis e reutilizáveis com interfaces definidas,incorporando princípios de programação orientada a objetos.

Os conjuntos de programação 61131-3 fornecidos pelo fornecedor facilitam:

• Configuração de E/S de hardware
• Configuração de comunicação
• Visualização do fluxo do programa
• Monitorização variável
• Debug de erro de execução

Estes pacotes baseados no Windows combinam editores de escada, capacidades de simulação e conectividade PLC, suportando tarefas de teste de verificação a depuração de sequência complexa.A conformidade com os padrões garante a transferência de competências e código entre plataformas.

Embora essencial para o desenvolvimento de software funcional, a IEC 61131 exclui:

• Segurança elétrica (continuação da norma IEC 61131-2)
• Requisitos EMC (série IEC 61326)
• Métricas de desempenho (ISO 13849/CEI 61508)

A certificação completa dos sistemas requer, por conseguinte, normas suplementares.

A IEC 61131 estabeleceu uma linguagem de programação PLC universal, oferecendo reutilização incomparável, portabilidade e benefícios de integração.Parte 3 Línguas como o Ladder Diagram agora gozam de reconhecimento global, enquanto os blocos funcionais promovem a codificação modular. Ferramentas de desenvolvimento padronizadas simplificam os processos de programação e depuração.melhoria da segurança, e ganhos de produtividade através da automação industrial.