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I compiti svolti da un PLC vanno dal realizzare semplici sequenze di operazioni al controllo delle movimentazioni alla realizzazione di sofisticati [[wpi>Sistema_di_controllo_distribuito|sistemi di controllo distribuiti]], dove più PLC collaborano nella gestione di sistemi complessi scambiandosi informazioni. | I compiti svolti da un PLC vanno dal realizzare semplici sequenze di operazioni al controllo delle movimentazioni alla realizzazione di sofisticati [[wpi>Sistema_di_controllo_distribuito|sistemi di controllo distribuiti]], dove più PLC collaborano nella gestione di sistemi complessi scambiandosi informazioni. |
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I primi PLC sono stati sviluppati dalla General Motors alla fine degli anni '60; il loro compito era sostituire i circuiti in logica cablata, con relè e timer, nelle linee di produzione dell'industria automobilistica. In quel settore l'avvento del PLC è stata una vera rivoluzione perché nelle linee di assemblaggio, caratterizzate da impianti che richiedono frequenti aggiornamenti, la soluzione in logica cablata richiedeva un nuovo cablaggio e l'installazione di nuovi componenti per ogni modifica con se con tempi, costi, ed errori conseguenti. Il passaggio ad una soluzione a microprocessore ha semplificato la progettazione e la manutenzione, migliorato l'efficienza e abbassato i costi. Questa soluzione però richiedeva l'suo di computer specializzati, con caratteristiche di affidabilità, robustezza e prestazioni che un computer tradizionale non poteva garantire. | I primi PLC sono stati sviluppati dalla General Motors alla fine degli anni '60; il loro compito era sostituire i circuiti in logica cablata, con relè e timer, nelle linee di produzione dell'industria automobilistica. In quel settore l'avvento del PLC è stata una vera rivoluzione perché nelle linee di assemblaggio, caratterizzate da impianti che richiedono frequenti aggiornamenti, la soluzione in logica cablata richiedeva un nuovo cablaggio e l'installazione di nuovi componenti per ogni modifica con tempi, costi, ed errori conseguenti. Il passaggio ad una soluzione a microprocessore ha semplificato la progettazione e la manutenzione, migliorato l'efficienza e abbassato i costi. Questa soluzione però richiedeva l'uso di computer specializzati, con caratteristiche di affidabilità, robustezza e prestazioni che un computer tradizionale non poteva garantire. |
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Il PLC non è l'unica soluzione a microprocessore per l'automazione ma risulta la più conveniente se il sistema è progettato su misura in un unico esemplare e soggetto a frequenti modifiche. In questo caso i costi di sviluppo e manutenzione sono minori perché il PLC offre: | Il PLC non è l'unica soluzione a microprocessore per l'automazione ma risulta la più conveniente se il sistema è progettato su misura in un unico esemplare ed è soggetto a frequenti modifiche. In questo caso i costi di sviluppo e manutenzione sono minori perché il PLC offre: |
* una soluzione hardware standardizzata e già pronta per l'uso | * una soluzione hardware standardizzata e già pronta per l'uso |
* componentistica robusta, testata ed affidabile | * componentistica robusta, testata ed affidabile |
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Le possibilità di interfacciamento in ingresso e uscita sono il vero punto di forza dei PLC. Di solito sono disponibili: | Le possibilità di interfacciamento in ingresso e uscita sono il vero punto di forza dei PLC. Di solito sono disponibili: |
* molti ingressi digitali, sotto forma di contatti a 24V DC((isolati con fotoaccoppiatori)) | * molti ingressi digitali (di solito a 24V) |
* pochi di ingressi analogici che accettano tensioni da 0 a 10 Volt (o correnti da 4 a 20 mA) con una risoluzione di 10bit | * pochi di ingressi analogici che accettano tensioni da 0 a 10 Volt (o correnti da 4 a 20 mA) |
* molte uscite digitali, a relé o a transistor | * molte uscite digitali, a relé o a transistor |
* poche (o nessuna) uscite analogiche | * poche (o nessuna) uscite analogiche |
* monitoraggio dell'esecuzione del programma (utile sia per ricerca dei guasti che per la supervisione) | * monitoraggio dell'esecuzione del programma (utile sia per ricerca dei guasti che per la supervisione) |
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Un programma per PLC può essere scritto usando quattro diversi linguaggi di programmazione. Questi linguaggi - standardizzati anche se restano le incompatibilità tra produttori - permettono di usare approcci diversi per affrontare il medesimo problema. Il linguaggio più utilizzato è il //ladder//, un linguaggio grafico che si è affermato perché è il più semplice da imparare e interpretare. I programmi infatti somigliano agli schemi funzionali con relè e timer che i progettisti con un background elettrico (e non informatico) ben conoscono. Gli altri linguaggi sono: | Un programma per PLC può essere scritto usando cinque diversi linguaggi di programmazione. Questi linguaggi - standardizzati anche se restano le incompatibilità tra produttori - permettono di usare approcci diversi per affrontare il medesimo problema. Il linguaggio più utilizzato è il //ladder//, un linguaggio grafico che si è affermato perché è il più semplice da imparare e interpretare. I programmi infatti somigliano agli schemi funzionali con relè e timer che i progettisti con un background elettrico (e non informatico) ben conoscono. Gli altri linguaggi sono: |
* lo //structured text//, un linguaggio strutturato simile al BASIC o al C | * lo //structured text//, un linguaggio strutturato simile al BASIC o al C |
* il //function block diagram//, un linguaggio grafico che fa uso delle funzioni logiche tipiche dell'algebra di Boole | * il //function block diagram//, un linguaggio grafico che fa uso delle funzioni logiche tipiche dell'algebra di Boole |
* l'//instruction list//, un linguaggio simile all'assembler | * l'//instruction list//, un linguaggio simile all'assembler |
* il //sequential flow chart//, un meta-linguaggio dove si rappresenta graficamente la sequenza delle operazioni da svolgere (tipo sistemi a stati finiti) | * il //sequential flow chart//, un meta-linguaggio dove si rappresenta graficamente la sequenza delle operazioni da svolgere (tipo sistemi a stati finiti)((questo linguaggio non è disponibile per i nostri PLC)) |
===== Esecuzione dei programmi ===== | ===== Esecuzione dei programmi ===== |
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* aggiornamento dell'//immagine di processo delle uscite// | * aggiornamento dell'//immagine di processo delle uscite// |
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Il tempo impiegato per completare la sequenza viene detto //scan time// e la sua durata, pur non essendo costante((dipende dalla complessità del programma e dagli eventi che possono verificarsi)) è sempre inferiore a un tempo massimo, come previsto in tutte le applicazioni real-time((nel caso in cui il ciclo super questo limite il PLC si arresta e segnala l'errore)). | Il tempo impiegato per completare la sequenza viene detto //scan time// e la sua durata, pur non essendo costante((dipende dalla complessità del programma e dagli eventi che possono verificarsi)) è sempre inferiore a un tempo massimo, come previsto in tutte le applicazioni real-time((un [[wpi>Watchdog]] controlla il tempo di ciclo e arresta il PLC segnalando l'errore se si supera il tempo massimo consentito)). |
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===== Riferimenti ===== | ===== Riferimenti ===== |
Documentazione prodotta a scuola: | Documentazione prodotta a scuola: |
* {{ ::st_1200_eserciziario_ferraro.pdf |Eserciziario del Prof. Ferraro (2013)}} | * {{ ::st_1200_eserciziario_ferraro.pdf |Eserciziario del Prof. Ferraro (2013)}} |
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| Dal testo di quarta di sistemi, modulo H sul PLC: |
| * H1 e H2: generalità sull'automazione, architettura del PLC, ciclo di scansione e hardware (ripetizione di quanto detto in questa pagina) |
| * H3: programmazione del PLC S7-1200 (molto utile, tutte le istruzioni principali) |
| * H4: esercizi con esempi e applicazioni |
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Dal sito di Siemens: | Dal sito di Siemens: |