PLC (automazione)
Il PLC o Programmable Logic Controller è un computer industriale specializzato nella gestione dei processi industriali. Il PLC esegue un programma ed elabora i segnali digitali ed analogici provenienti da sensori e diretti agli attuatori presenti in un impianto industriale.
La struttura del PLC viene adattata in base al processo da automatizzare. Durante la progettazione del sistema di controllo, vengono scelte le schede adatte alle grandezze elettriche in gioco. Le varie schede vengono quindi inserite sul BUS o rack del PLC.
Una delle caratteristiche peculiari delle CPU dei PLC è la loro capacità di poter gestire le modifiche del programma di gestione del processo durante il normale funzionamento.
Questa possibilità è estremamente utile nel caso di impianti che devono essere sempre attivi.
La comunicazione con i computer avviene tramite protocollo standard come:
I PLC sono programmati usando diversi linguaggi, che spaziano dal linguaggio Ladder (usato da programmatori con formazione elettrotecnica), fino ai linguaggi strutturati (usati da programmatori con formazione informatica).
Fino a pochi anni fa il linguaggio più usato era il linguaggio Ladder, o a contatti. Questo tipo di linguaggio era la trasposizione informatica dei circuiti elettrici usati dagli elettrotecnici.
L'automazione industriale infatti era basata su sistemi a logica cablata, il PLC (controllore di logica programmabile) ha permesso di trasportare i concetti della logica cablata nel linguaggio Ladder. Il programmatore semplicemente utilizza simboli logici corrispondenti a segnali di ingresso e di uscita per implementare la logica non più cablando i relè, ma disegnando gli schemi elettrici nel software di programmazione.
Al termine della stesura, il programma viene scaricato nella CPU ed eseguito dal PLC.
Ovviamente il programma deve essere controllato dal programmatore prima che il PLC venga attivato e cominci ad operare nella realtà .Cos'è un PLC
Un PLC è un oggetto hardware componibile.
La caratteristica principale è la sua robustezza estrema, infatti normalmente il PLC è posto in quadri elettrici in ambienti rumorosi, con molte interferenze elettriche, con temperature elevate o con grande umidità . In certi casi il PLC è in funzione 24 ore su 24, per 365 giorni all'anno, su impianti che non possono fermarsi mai.Struttura del PLC
Un PLC è composto da un alimentatore, dalla CPU che in certi casi può avere una scheda esterna di memoria RAM o Flash o EPROM, da un certo numero di schede di ingressi digitali e uscite digitali, e nel caso in cui sia necessario gestire grandezze analogiche, il PLC può ospitare delle schede di ingresso analogiche o di uscita analogiche.
Il PLC normalmente opera in rete con altri PLC, quindi sono necessarie delle schede di comunicazione adatte al protocollo già implementato sugli altri PLC.
Nel caso di operazioni molto complesse, come nel campo della robotica, il PLC ospita delle schede assi, cioè delle schede molto veloci e sofisticate che permettono di gestire grandezze variabili nel tempo con regole molto complesse.Alimentatore
L'Alimentatore è una scheda presente in tutti i PLC, utilizzata per fornire l'energia elettrica a tutte le schede del PLC. CPU
La CPU è il cervello del PLC. La CPU è una scheda complessa basata su un microprocessore con un sistema operativo proprietario, e con una zona di memoria a disposizione del programma utente, cioè del programma di automazione.
La memoria utente è spesso esterna come ad esempio nel caso di memoria EPROM. Il vantaggio di una memoria esterna è legata alla semplicità di programmazione o di modifica dello stesso.
La CPU durante il funzionamento a regime, colloquia con tutte le schede connesse sul BUS del PLC, trasferendo dati e comandi sia verso il mondo esterno, sia dal mondo esterno.Schede di ingresso digitali
Le schede di ingresso digitali sono utilizzate per il controllo di grandezze "digitali", cioè di tensioni a due valori (ad esempio 0V o 24V, oppure 0V 110V). Ogni scheda può gestire da 4 a 32, o 64 ingressi digitali differenti. I segnali dal campo vengono fatti arrivare con cavi elettrici fino alla morsettiera della scheda.Schede di uscita digitali
Le schede di uscita digitali sono utilizzate per i comandi di attuatori digitali. Ad esempio un rele è un attuatore digitale, in quanto può avere soltanto due stati stabili: diseccitato, o eccitato. Altro esempio di attuatore è una valvola digitale a due stati: aperta, chiusa.
Anche nel caso di schede di uscita digitali, si possono gestire da un minimo di 4 ad un massimo di 64 uscite digitali differenti.Schede di ingresso analogiche
Questo tipo di schede di ingresso permettono il controllo di grandezze elettriche il cui valore può variare entro un intervallo. Le grandezze in gioco sono in tensione o in corrente. Ad esempio sono disponibili schede di ingresso analogiche in corrente, con un intervallo variabile tra 4mA e 20mA. Schede di uscita analogiche
Le schede di uscita analogiche permettono di controllare degli attuatori variabili. Ad esempio è possibile comandare un motore elettrico tramite un inverter variandone la velocità da zero alla sua massima velocità .Schede di comunicazione
Il PLC durante il suo funzionamento deve comunicare con i computer oppure con altri PLC.
La comunicazine con altri PLC avviene tramite protocolli comuni, ad esempio:
Linguaggi di programmazione
Il PLC per ottemperare ai suoi compiti deve essere programmato. La programmazione del PLC è effettuata normalmente con un PC sul quale un software specializzato permette di creare programi da scaricare nella memoria della CPU del PLC.
Questi software di programmazione possono leggere il programma direttamente dalla memoria della CPU, e visualizzare il programma sul PC.
Normalmente il programma viene scritto su PC, quindi scaricato sul PLC, e salvato sul PC stesso, per ulteriori modifiche o per sicurezza.
