A linguagem Ladder, também conhecida como linguagem Ladder para CLP (Controlador Lógico Programável), é uma linguagem de programação (mais visual, fugindo das linhas de comando que estamos acostumados) mais tradicionais para o desenvolvimento de sistemas de controle industrial.
Seu uso está enraizado na história da automação, quando os painéis de controle eram construídos fisicamente com relés. Logo, para ser mais intuitivo a quem já trabalhava com automação industrial, a linguagem ladder buscava “emular” o que era feito com estes componentes eletromecânicos, por isso o Ladder possui como elementos para programação blocos e não linhas / instruções textuais.
Este artigo irá introduzir o que é ladder e como funciona, com alguns exemplos práticos para fixar o conteúdo apresentado.
O que é a linguagem Ladder?
A linguagem Ladder é uma linguagem gráfica criada para simular, de forma virtual, o comportamento de circuitos eletromecânicos com relés. Originada em meados da década de 1960, ela se popularizou quando o uso de CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) na indústria ganhou força. Isso porque representa uma forma intuitiva de programação para técnicos e engenheiros já acostumados com sistemas de controle baseados em relés eletromecânicos.
Nesse contexto, a linguagem de programação Ladder foi concebida justamente para imitar os esquemas de controle elétrico com os quais os profissionais da área já estavam familiarizados. Esse aspecto foi essencial para facilitar a transição do jeito antigo (controle por relés) para o jeito novo (controle com CLPs), sem exigir um conhecimento profundo em linguagens de programação textual.
Como funciona a linguagem Ladder?
A analogia com uma escada (“ladder” em inglês) deve-se à forma como os circuitos são desenhados nesta linguagem: duas barras verticais (no extremo esquerdo e direito dos programas) representam a alimentação de energia, e entre elas são desenhadas linhas horizontais que representam o fluxo lógico do controle, parecendo os degraus de uma escada.
Cada linha horizontal, também chamada de “rung”, representa uma lógica de controle, contendo os elementos de entrada (como botões e sensores) à esquerda e os elementos de saída (como motores e válvulas) à direita. Assim, o fluxo da energia — ou da lógica — percorre da esquerda para a direita, seguindo os “degraus” até acionar ou não uma determinada saída.
Observe na figura abaixo um exemplo de programa Ladder que acende uma lâmpada (chamada Q0,0) ao ser pressionada uma botoeira (I0,0).
Simbologia da linguagem Ladder
A simbologia da linguagem Ladder, como já informado, busca imitar os componentes eletromecânicos (botoeiras, relés, etc.) já usuais na indústria, além de contar com outros símbolos necessários para uma programação correta de automação industrial, como temporizadores, por exemplo.
Um resumo dos principais símbolos usados na linguagem Ladder pode ser visto abaixo:
- Contato Normalmente Aberto (NA): são contatos que, sem serem acionados, não deixam a energia passar entre seus dois terminais. É possível representar uma saída em um Contato Normalmente Aberto, de forma que se a saída for acionada, o contato replica seu comportamento. A simbologia do Contato Normalmente Aberto pode ser vista na figura abaixo.
- Contato Normalmente Fechado (NF): é o oposto do Contato Normalmente Aberto, ou seja, são contatos que, sem serem acionados, deixam a energia passar entre seus dois terminais. É possível representar uma saída em um contato normalmente fechado na forma de lógica invertida, ou seja, se a saída for acionada, o contato desaciona, e vice-versa. A simbologia do Contato Normalmente Fechado pode ser vista na figura abaixo.
- Bobina: representa uma saída. Em um programa Ladder, pode ser interpretada como qualquer componente de saída, como relé, lâmpada ou motor, por exemplo. A simbologia da bobina pode ser vista na figura abaixo.
- Temporizador: pode ser TON (com retardo na energização, ou seja, inicia com a sua saída desacionada e a aciona após sua temporização e as condições de entrada serem satisfeitas) ou TOFF (com retardo na desenergização, ou seja, inicia com a saída acionada e desacionada após sua temporização e as condições de entrada serem satisfeitas). As simbologias dos temporizadores TON e TOFF podem ser vistas nas figuras abaixo.
Aplicações da linguagem Ladder
A linguagem Ladder é amplamente utilizada em todo tipo de processos industriais. As principais aplicações incluem:
- Controle de motores e inversores de frequência
- Sistemas de partida e parada de máquinas em linha de produção industrial
- Controle de linhas de produção e esteiras
- Sistemas de segurança e intertravamento
- Sistemas de iluminação de emergência
Além disso, a linguagem Ladder é frequentemente utilizada em sistemas que se comunicam via protocolos industriais padronizados, como o Profibus. Esse protocolo é amplamente empregado na automação industrial para possibilitar a comunicação eficiente e segura entre CLPs, sensores, atuadores e outros dispositivos, garantindo a integração e a sincronização dos processos automatizados.
Principal vantagem atual da linguagem Ladder: portabilidade
A linguagem Ladder, além de ser mais intuitiva para os engenheiros e técnicos que implementaram automação industrial com relés e outros componentes eletromecânicos, possui outra grande vantagem: portabilidade entre CLPs de diferentes modelos.
Pelo fato de ser uma linguagem padronizada (segue a norma IEC 61131-3), qualquer CLP que atenda a esta norma pode ser programado com Ladder. Isso significa que, mesmo caso for necessário substituir um CLP por outro de marca e modelo diferentes (e que possua os requisitos de entradas e saídas), os programas Ladder executados serão os mesmos. Logo, um profissional de automação industrial não precisa aprender uma linguagem de programação diferente para cada CLP no mercado, o que agiliza muito a substituição.
Exercícios linguagem Ladder
Para exemplificar a programação Ladder, serão mostrados 2 exercícios simples.
Exercício 1
Neste exercício, é desejado que uma saída (uma lâmpada ou motor, por exemplo) seja acionada ao pressionar um botão pulsante uma única vez. Como o botão pulsante deve ser pressionado só uma vez, será preciso implementar uma lógica de intertravamento, caso contrário ao soltar o botão pulsante a saída seria desacionada.
A lógica de intertravamento para garantir a saída (Q0,0) acionada mesmo ao soltar o botão pulsante (I0,0) consiste em representar, num Contato Normalmente Aberto, o estado da saída. Logo, ao se pressionar o botão (I0,0), a saída (Q0,0) é acionada e, por consequência, sua representação na forma de Contato Normalmente Aberto (contato chamado Q0,0) aciona. Ao soltar o botão, a saída continua energizada pela sua representação na forma de Contato Normalmente Aberto, cumprindo o objetivo do exercício.
A solução do exercício pode ser vista na figura abaixo.
Exercício 2
Neste exercício, é desejado que, ao se acionar uma luz, outra seja automaticamente desacionada, de forma que cada luz segue a lógica invertida da outra.
Para isso, o controle da luz 2 (Q0,1) será feito pela a representação da primeira luz (Q0,0) na forma de Contato Normalmente Fechado. Dessa forma, ao se acionar a luz 1 (Q0,0) via entrada (I0,0), a luz 2 (Q0,1) terá sua alimentação interrompida, e vice-versa.
A solução deste exercício pode ser visto na figura abaixo.
Conclusão
A linguagem Ladder é, há décadas, uma linguagem de programação poderosa, acessível e portável para o desenvolvimento de sistemas de controle em automação industrial. Sua origem baseia-se na forma como eram usados relés e demais componentes eletromecânicos antes do surgimento dos CLPs, característica de fundamental importância para que profissionais da área de automação industrial a aprenderem rápido e implementarem automação industrial cada vez mais robusta e confiável nos mais variados processos industriais.
Para quem almeja uma carreira em automação industrial, aprender Ladder é um excelente ponto de partida, pois uma vez dominando Ladder, é possível automatizar todo e qualquer processo industrial moderno.
Se tiver alguma dúvida, sugestão ou quiser compartilhar sua experiência, sinta-se à vontade para deixar um comentário. E para continuar acompanhando conteúdos como este, siga-nos também no Instagram!
