Concetti Chiave
- Il PLC è un dispositivo elettronico programmabile che esegue istruzioni memorizzate interagendo con sistemi di controllo attraverso input e output.
- I PLC offrono flessibilità, affidabilità, versatilità e possibilità di riutilizzo, rappresentando una soluzione economica rispetto ai circuiti in logica cablata.
- Esistono due tipi di PLC: monoblocco, con configurazione hardware fissa, e modulare, espandibile con diversi moduli per funzioni specifiche.
- I principali componenti hardware del PLC includono un alimentatore, un'unità centrale (CPU), memorie RAM e ROM, e moduli I/O per interfacciarsi con il circuito controllato.
- La programmazione del PLC può avvenire tramite linguaggi letterali o grafici, come il Ladder, che rendono intuitiva la rappresentazione delle logiche di controllo.
P.L.C. (Programmable Logic Controller)
Definizione
Il PLC è un’apparecchiatura elettronica programmabile in grado di interpretare ed eseguire le istruzioni dei programmi in essa memorizzati, interagendo con un circuito di controllo attraverso dispositivi d’ingresso (input) e d’uscita (output).
Funzionamento
Il microprocessore (CPU) collocato all’interno del PLC controlla i segnali provenienti in ingresso (input) dal sistema sottoposto a controllo, li elabora secondo il programma impostato dall’utente e determina di conseguenza le operazioni che gli attuatori, connessi in uscita (output), dovranno compiere.
Vantaggi e caratteristiche
Il PLC si è sostituito ai comuni circuiti elettromeccanici ed elettronici in logica cablata (WLC, Wired Logic Control) apportando numerosi vantaggi:
- flessibilità: la possibilità di adeguare un sistema a nuove esigenze di processo senza rivoluzionarne la configurazione fisica (hardware), ma solo agendo sul programma (software) realizzato per il suo esclusivo funzionamento;
- affidabilità: il PLC comprende componenti elettronici che non necessitano di manutenzioni particolari, dispone di funzioni autodiagnostiche e può interagire con computer gestionali in grado di monitorarne l’attività;
- versatilità: il PLC si adatta facilmente a qualsiasi soluzione circuitale, in quanto il suo funzionamento dipende esclusivamente dal programma (software) in esso impostato;
- riciclo: il PLC può essere riutilizzato più e più volte per la medesima applicazione o per nuovi sistemi;
- costo: il PLC si è conformato nel tempo a prezzi e dimensioni sempre minori, che lo hanno reso una soluzione estremamente vantaggiosa rispetto ai comuni circuiti in logica cablata (WLC).
In commercio sono disponibili due versioni di PLC.
I PLC monoblocco presentano una configurazione hardware rigida: non si possono modificare, ma solo, eventualmente, collegare ad una ulteriore unità monoblocco. I PLC modulari presentano invece un rack (una sorta di rastrelliera) configurabile con diversi moduli addizionali specializzati nell’adempimento di particolari funzioni. È in genere possibile annettere ai PLC modulari nuovi rack, per espanderne le possibilità di impiego.
Componenti e struttura
Un PLC, monoblocco o modulare, si compone di alcuni importanti elementi hardware.
- L’alimentatore: integrato nel corpo del PLC o esterno, provvede a fornire i circuiti interni al dispositivo delle giuste correnti elettriche, mantenendo condizioni di isolamento e di sicurezza.
- L’unità centrale (CPU): coordina l’attività del PLC interpretando ed eseguendo il programma utente, svolgendo operazioni aritmetiche e verifiche funzionali. Tra i circuiti annessi alla CPU importanti sono il selettore del modo operativo, che determina la modalità operativa del PLC (programmazione o esecuzione); il circuito di autodiagnostica, che controlla ripetutamente l’esistenza delle condizioni di sicurezza necessarie per l’esecuzione del programma utente; il circuito watch-dog (letteralmente “cane da guardia”), che interrompe l’attività del PLC quando l’autodiagnosi rileva anomalie.
- Le memorie: una volatile (RAM) per la scrittura e la lettura dei dati relativi al programma utente da eseguire, l’altra non volatile (ROM) per l’archiviazione del programma di sistema indispensabile al funzionamento del PLC. Esistono poi particolari memorie di tipo EPROM, le quali possono essere scritte e riutilizzate solo attraverso la stimolazione, con raggi ultravioletti, di una cellula in esse innestata.
- I moduli I/O: i dispositivi d’ingresso (input) e di uscita (output) attraverso i quali il PLC interagisce con il circuito da controllare. La comunicazione avviene mediante segnali analogici o di tipo ON-OFF: i primi consistono nella trasmissione di valori numericamente variabili e sono convertiti, all’interno del PLC, in segnali digitali (dispositivi ADC e DAC); i secondi possono invece assumere solo due valori distinti, esattamente come un contatto aperto o chiuso. Esistono moduli I/O remoti, cioè connessi al PLC ma dislocati in diverse posizioni.
- I dispositivi di programmazione: l’apparecchiatura predisposta per la stesura, la compilazione e l’invio dei programmi utente destinati alla memoria del PLC. Si distinguono modalità di programmazione ON-LINE, quando il programma è direttamente immesso nel PLC, e OFF-LINE, quando viene invece memorizzato su una memoria EPROM che solo in seguito sarà trasferita al PLC.
Programmazione
La programmazione del PLC avviene attraverso dispositivi appositi. Esistono linguaggi di programmazione letterali, cioè consistenti in una lista di istruzioni testuali, e grafici, cioè strutturati in schemi o diagrammi che ne semplificano la comprensibilità. Molto noto è il linguaggio a schema Ladder (dall’inglese “scala a pioli”) che rappresenta una trasposizione software dei circuiti in logica cablata molto simile al corrispettivo reale, e perciò estremamente intuitiva. Nell’ambito dei linguaggi ricorrono elementi software che ricoprono il ruolo di particolari componenti elettromeccanici, come i relè, i temporizzatori, gli accumulatori., etc.
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale di un PLC?
- Quali sono i vantaggi principali dell'uso di un PLC rispetto ai circuiti in logica cablata?
- Quali sono le differenze tra PLC monoblocco e PLC modulari?
- Quali componenti hardware sono essenziali in un PLC?
- Quali linguaggi di programmazione sono utilizzati per i PLC?
Un PLC è un'apparecchiatura elettronica programmabile che interpreta ed esegue istruzioni memorizzate, interagendo con dispositivi di input e output per controllare un circuito.
I vantaggi includono flessibilità, affidabilità, versatilità, riciclo e costi ridotti rispetto ai circuiti in logica cablata.
I PLC monoblocco hanno una configurazione hardware rigida e non modificabile, mentre i PLC modulari possono essere espansi con moduli addizionali per funzioni specifiche.
Componenti essenziali includono l'alimentatore, l'unità centrale (CPU), le memorie, i moduli I/O e i dispositivi di programmazione.
I PLC possono essere programmati con linguaggi letterali e grafici, come il linguaggio a schema Ladder, che è intuitivo e simula i circuiti in logica cablata.
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