Montador de tabela de I/O — do sinal de campo ao endereço de memória do CLP

O que é a lista de I/O e por que ela importa

A lista de I/O — também chamada de tabela de entradas e saídas, mapa de pontos ou I/O list — é o documento que liga cada sinal físico de campo (um sensor, uma botoeira, uma válvula, um motor) ao ponto de hardware no CLP (rack, slot e canal) e ao endereço de memória ou tag de software que o programa enxerga. É o único documento que atravessa todas as fases de um projeto de automação: do projeto à montagem do painel, da programação ao comissionamento e à manutenção. Um projeto médio tem de 50 a 300 pontos de I/O, e cada um precisa de endereço, tag, descrição e borne corretos — montar bem a lista é o que evita retrabalho caro no campo.

O problema clássico é tocar essa lista numa planilha de Excel aberta no celular, dentro do painel, com luva e barulho no fundo. A planilha não calcula o endereço, não avisa quando dois pontos colidem no mesmo endereço e não conta os pontos por tipo. Esta ferramenta faz as três coisas em tempo real, no navegador, e por isso vale entender a lógica por trás — e não só ler o resultado.

Os quatro tipos de ponto: DI, DO, AI e AO

Todo sinal de um CLP cai em um de quatro tipos, e é a primeira decisão ao montar a lista. A classificação cruza duas perguntas: o sinal entra no CLP ou sai dele? E o sinal é digital (liga-desliga, um bit) ou analógico (um valor contínuo, uma word)?

• DI — digital entrada: um sinal liga-desliga que entra no CLP. Sensor indutivo NPN ou PNP de 24 Vcc, chave de fim de curso, botoeira, contato seco de um relê. É um bit.
• DO — digital saída: um comando liga-desliga que o CLP manda ao campo. Bobina de um contator, solenoide de uma válvula, sinaleiro, habilitação de um inversor. É um bit.
• AI — analógico entrada: um valor contínuo que entra no CLP. Transmissor de 4-20 mA (pressão, nível, vazão), sensor PT100 de temperatura, termopar tipo J ou K. Ocupa uma word de 16 bits.
• AO — analógico saída: um valor contínuo que o CLP manda ao campo. Referência de velocidade de um inversor (0-10 V ou 4-20 mA), comando de uma válvula proporcional. Ocupa uma word.

A distinção entre bit (digital) e word (analógico) é o que muda a forma do endereço, como veremos a seguir.

Como montar a lista de I/O passo a passo

Montar a tabela de I/O de um projeto segue sempre a mesma sequência, independentemente do tamanho. O que muda é o número de pontos e a quantidade de cartões.

• 1. Levante todos os sinais de campo. Percorra o P&ID e a lista de instrumentos: cada sensor, botoeira, atuador e motor vira um ponto. Anote o que cada sinal faz.
• 2. Classifique cada ponto em DI, DO, AI ou AO. É entrada ou saída? É digital ou analógico? Essa decisão define o cartão que vai receber o sinal.
• 3. Distribua os pontos nos cartões e slots. Agrupe por tipo: cartões de DI juntos, de DO juntos, e assim por diante. Defina rack, slot e canal de cada ponto.
• 4. Calcule o endereço de memória. byte.bit para os digitais, word para os analógicos, conforme a posição acumulada no rack e a sintaxe do fabricante.
• 5. Descreva o tag, o sub-tipo, o cabo e o borne. O tag ISA-5.1 (FT-201), o tag de software (FT201_PV), o número do cabo e o borne de TB — é o que o montador e o manutentor consultam em campo.
• 6. Conte os pontos e reserve folga. Some por tipo, dimensione os cartões e deixe de 10 a 20 por cento de canais sobressalentes para expansão futura.

Como o endereço de memória é calculado

O endereço de memória é a posição onde o CLP guarda o valor daquele sinal. A regra muda conforme o sinal seja digital (um bit) ou analógico (uma word de 16 bits). A notação %I (entrada) e %Q (saída) é a forma de variável diretamente representada dos CLPs que seguem a IEC 61131-3 e do CODESYS — é a convenção adotada nesta ferramenta, não uma transcrição da norma. Entrada e saída ocupam espaços de memória separados — a contagem de %Q começa do zero, independentemente de quantas entradas já existem.

Sinal digital: byte.bit

Cada cartão digital ocupa uma sequência de bytes no mapa de memória, e cada byte guarda 8 bits (8 canais). Para achar o endereço de um canal, acumule os canais dos cartões anteriores, divida por 8 para o byte-base, e o bit é o resto:

canais anteriores do mesmo espaço (mesmo tipo de sinal) absoluto = canais anteriores + canal no módulo byte = parte inteira de absoluto ÷ 8 bit = resto de absoluto ÷ 8 endereço = %IX[byte].[bit] (entrada digital) · %QX[byte].[bit] (saída digital)

Exemplo confirmado: slot 0 é um cartão DI de 16 canais, slot 1 é um cartão DI de 8 canais, slot 2 é outro DI de 16 canais e queremos o canal 5 do slot 2:

canais anteriores = 16 + 8 = 24 byte_base = 24 ÷ 8 = 3 bit = 5 mod 8 = 5 endereço = %IX3.5

Sinal analógico: word

O sinal analógico ocupa uma word de 16 bits. Na notação IEC (%IW) o número é o índice da word e avança de 1 em 1; na Siemens o número é o byte inicial e avança de 2 em 2. São duas contagens da mesma palavra:

IEC (CODESYS) word = canais analógicos anteriores do mesmo espaço + canal endereço = %IW[word] (entrada) · %QW[word] (saída) Siemens byte = 2 × (canais analógicos anteriores do mesmo espaço + canal) endereço = %IW[byte] (entrada) · %QW[byte] (saída)

Exemplo: um cartão AI de 4 canais no slot 0 ocupa %IW0, %IW1, %IW2 e %IW3 na notação IEC — o número é o índice da word. O mesmo cartão na Siemens ocupa %IW0, %IW2, %IW4 e %IW6, porque ali o número é o byte inicial e cada word ocupa 2 bytes. É a mesma palavra de 16 bits contada de duas formas — trocar uma pela outra erra o endereço por um fator de 2.

A notação muda conforme o fabricante

A lógica do byte.bit e da word é a mesma; o que muda é a sintaxe do endereço conforme o CLP. A ferramenta gera a notação correta para cada fabricante, mas vale conhecer as diferenças para não trocar uma pela outra na hora de programar.

Dois pontos merecem atenção. Siemens. No TIA Portal, em ladder o % pode ser omitido (o STEP 7 o insere); em SCL ele é obrigatório — sem o % o compilador acusa tag indefinida. Por isso a ferramenta escreve sempre com %. E E/A não é característica do S7-300: é a grafia dos mnemônicos em alemão (Eingang / Ausgang) — o manual em inglês do próprio S7-300 escreve I12.1. Escolha o mnemônico, não o modelo. Allen-Bradley. Na Allen-Bradley o Studio 5000 monta o tag a partir da posição do módulo: Local:<slot>:I.Data.<bit> (entrada) e Local:<slot>:O.Data.<bit> (saída). O número do slot faz parte do nome — dois cartões em slots diferentes nunca têm o mesmo tag.

Tag ISA-5.1 e tag de software

Cada ponto da lista tem um tag de instrumento no padrão de identificação de instrumentos da família ISA-5.1 (Instrumentation and Control — Symbols and Identification) — convenção de mercado adotada pela Token em projeto; a edição aplicável é a que a especificação do cliente determinar. A ferramenta preserva o tag informado e o usa para montar o tag de software; ela não valida o significado das letras. A estrutura é um conjunto de letras de função seguido do número do loop: FT-201 é um Flow Transmitter do loop 201; PT-101 é um Pressure Transmitter do loop 101; LS-103 é um Level Switch do loop 103.

A partir do tag de instrumento, a ferramenta sugere o tag de software — o nome da variável no programa do CLP — removendo o hífen e acrescentando o sufixo de processo: por exemplo FT201_AI para uma entrada analógica, com _PV e _SP disponíveis para a malha. O tag de software é uma convenção de projeto: a ferramenta sugere um sufixo por tipo de sinal e você pode trocar. O que importa é a lista inteira usar o mesmo padrão. Um padrão de nomenclatura consistente desde a lista de I/O economiza horas de programação e de busca em manutenção.

Contagem de pontos e folga de reserva

Depois de listar tudo, a contagem de pontos por tipo (DI, DO, AI, AO) e o total geral dimensionam o hardware: quantos cartões de cada tipo, qual rack, qual fonte e quanto vai custar. Subdimensionar significa ter de comprar mais cartões no meio da obra; superdimensionar significa pagar por canais que nunca serão usados.

Reservar canais sobressalentes é boa prática de projeto — a faixa usual de mercado é de 10 a 25 %, aplicada por tipo de sinal — e não uma exigência normativa. O percentual final é o que a especificação do cliente determinar. E quem custa dinheiro é o cartão, não o ponto: a conta certa é pontos do tipo × (1 + reserva) → dividido pela densidade do módulo → módulos → slots → racks. A ferramenta mostra a contagem e a folga de reserva em tempo real conforme você adiciona pontos — um termoômetro do projeto que a planilha de Excel não dá.

Conflito de endereço: o erro que a tabela esconde

O erro mais comum e mais traiçoeiro ao montar a lista à mão é dar o mesmo endereço a dois pontos. Acontece quando se copia uma linha e esquece de mudar o canal, ou quando dois cartões são contados na ordem errada. Na planilha isso passa despercebido até o comissionamento, quando dois sinais “brigam” pelo mesmo bit ou pela mesma word e o sistema se comporta de forma inexplicável.

A ferramenta detecta o conflito de endereço automaticamente e avisa na hora, antes de a obra começar. É o tipo de verificação que separa uma lista de I/O bem feita de uma planilha solta — e que economiza horas de diagnóstico em campo.

Erros comuns ao montar a tabela de I/O

• Confundir entrada com saída. Um sinal que entra no CLP é I; um comando que sai é Q. Trocar os dois inverte toda a lógica.
• Misturar as duas contagens da word. Na notação IEC o n de %IW[n] é o índice da word e anda de 1 em 1; na Siemens é o byte inicial e anda de 2 em 2. Usar a contagem da outra plataforma erra o endereço por um fator de 2.
• Misturar a sintaxe de fabricantes. O %IX da notação IEC não é o %I<rack>.<slot>.<canal> do M340, nem o Local:<slot>:I.Data.<bit> do Logix, nem o DI1 da WEG PLC300. Programe sempre na notação do CLP usado.
• Dar o mesmo endereço a dois pontos. Conflito de endereço silencioso é o erro que mais custa tempo no comissionamento.
• Não reservar folga. Lotar todos os canais hoje obriga a trocar o cartão na primeira expansão.
• Esquecer o cabo e o borne. Sem o número do cabo e o borne de TB, a tabela serve para programar mas não para montar nem manter o painel.

Os dois modos da ferramenta

O montador cobre os dois caminhos do dia a dia de quem documenta automação:

• Adicionar ponto: preencha tag, tipo, posição e descrição; o endereço e o tag de software são gerados na hora e o ponto entra na tabela, que vai somando a contagem e checando conflitos. É o caminho para montar a lista do projeto inteiro.
• Calculadora de endereço: informe o tipo, o fabricante, os canais anteriores e o canal do módulo; a ferramenta devolve o endereço sem mexer na tabela. É o caminho para conferir um endereço existente no projeto.

Em ambos, a tabela exporta em CSV para importar no TIA Portal, no EcoStruxure ou no Studio 5000, ou para imprimir e pendurar no painel durante o comissionamento.

Quando a tabela vira projeto: a Token faz a automação com ART

Montar a lista de I/O é um apoio de documentação — e para isso esta ferramenta existe e é gratuita. Mas quando o sistema precisa ser especificado, programado e comissionado, entra a engenharia: o dimensionamento dos cartões e da fonte, a arquitetura de rede, a lógica do CLP, a IHM, a montagem do painel (QGBT, CCM, painel de comando) e a documentação com responsável técnico e ART. A Token Engenharia atua em montagem industrial e eletromecânica e em automação industrial em todo o Brasil — da especificação do sistema ao comissionamento em campo, incluindo a programação do CLP e a parametrização de inversores.

Tabela de I/O pronta, painel montado sem retrabalho

A lista de pontos vira bornes, cabos e endereços na montagem e comissionamento de equipamentos — e a Token executa o painel e o campo com a tabela como contrato.

Perguntas frequentes

Como montar a lista de I/O de um CLP?

Liste cada sinal de campo, classifique em DI, DO, AI ou AO, distribua nos cartões e slots, calcule o endereço (byte.bit para digital, word para analógico), descreva tag, cabo e borne, e conte os pontos reservando folga de cerca de 20 por cento para expansão.

Qual a diferença entre entrada e saída, digital e analógica?

Entrada (I) é o sinal que entra no CLP; saída (Q) é o comando que sai. Digital é um bit liga-desliga (DI, DO); analógico é uma word de 16 bits que carrega um valor contínuo (AI, AO). Daí os quatro tipos.

Como o endereço de memória é calculado?

No digital, byte-base = canais digitais anteriores ÷ 8 e bit = canal mod 8 (24 canais antes, canal 5 → %IX3.5). No analógico cada canal ocupa uma word de 16 bits: na notação IEC o número é o índice da word (2 canais antes → %IW2) e na Siemens é o byte inicial (2 canais antes → %IW4).

O que é a contagem de pontos e a folga de reserva?

A contagem é o total de pontos por tipo e o total geral, que dimensiona os cartões e o orçamento. A folga de reserva é a porcentagem de canais livres deixada para expansão: a faixa usual de mercado é de 10 a 25 %, aplicada por tipo de sinal — boa prática de projeto, não exigência normativa.

A notação %I e %Q é a mesma em todo CLP?

Não. %IX/%QX/%IW/%QW é a notação IEC 61131-3, usada nos CLPs genéricos da norma e no CODESYS. A Siemens escreve %I0.0 / %Q0.0 (mnemônico internacional) ou %E0.0 / %A0.0 (mnemônico alemão). A Schneider M340 usa endereço topológico %I<rack>.<slot>.<canal>. A Allen-Bradley usa referência estruturada Local:<slot>:I.Data.<bit>. A WEG PLC300 chama o ponto pelo nome (DI1, DO1, AI1, AO1). A ferramenta gera a sintaxe certa por fabricante.

Quando a montagem da tabela vira projeto de engenharia?

Quando o sistema precisa ser especificado, programado e comissionado: dimensionamento dos cartões, arquitetura de rede, lógica do CLP, montagem do painel e documentação com responsável técnico e ART. A Token Engenharia faz o projeto de automação completo, da especificação à entrega, em todo o Brasil.