Che cos’è un controllore logico programmabile?

 

Qual è la definizione di “PLC”?

Un controllore logico programmabile (PLC) è un computer digitale industriale robusto e adatto al controllo di processi produttivi, come linee di assemblaggio o sistemi robotizzati, o di qualsiasi attività che richieda un controllo altamente affidabile e una facile programmazione e diagnosi degli errori di processo.

I PLC sono stati sviluppati per la prima volta nell’industria automobilistica per fornire controllori flessibili, robusti e facilmente programmabili in sostituzione di relè, temporizzatori e sequenziatori cablati. Da allora si sono affermati come controllori di automazione altamente affidabili e adatti ad ambienti difficili. Un PLC è un esempio di sistema “hard” in tempo reale, in quanto i risultati di uscita devono essere generati entro un tempo limitato in risposta alle condizioni di ingresso, pena il verificarsi di operazioni non volute.

Come funziona un PLC?

I PLC possono essere descritti come piccoli computer industriali con componenti modulari per l’automazione dei processi di controllo. I PLC sono i controllori di quasi tutta la moderna automazione industriale. Un API ha molti componenti, ma la maggior parte di essi rientra nelle tre categorie seguenti:

• Processore (CPU)
• Entrate
• Uscite

I PLC sono computer complessi e potenti. Ma possiamo descrivere il funzionamento di un automa con parole semplici. Il PLC accetta gli ingressi, esegue una logica sugli ingressi della CPU e attiva o disattiva le uscite in base a questa logica.

La CPU

Il cervello dell’intero PLC è la CPU. Questo modulo è solitamente collocato nello slot accanto all’alimentatore. I produttori offrono diversi tipi di CPU, a seconda della complessità richiesta dal sistema.

La CPU è composta da un microprocessore, un chip di memoria e altri circuiti integrati per la logica di controllo, il monitoraggio e la comunicazione. La CPU ha diverse modalità operative. In modalità di programmazione accetta la logica scaricata da un PC. La CPU viene quindi messa in modalità di esecuzione per poter lanciare il programma ed eseguire il processo.

Sistema I/O

Ingressi

I dispositivi di ingresso possono essere digitali o analogici. Un ingresso digitale gestisce dispositivi discreti che forniscono un segnale acceso o spento, come pulsanti, interruttori di fine corsa, sensori o selettori. Un ingresso analogico converte una tensione o una corrente (ad esempio, un segnale che può essere compreso tra 0 e 20 mA) in un numero equivalente a quello digitale che può essere compreso dalla CPU. Esempi di dispositivi analogici sono i trasduttori di pressione, i misuratori di portata e le termocoppie per la lettura della temperatura

Uscite

Anche i dispositivi di uscita possono essere di tipo digitale o analogico. Un’uscita digitale accende o spegne un dispositivo come luci, LED, piccoli motori e relè. Un’uscita analogica converte un numero digitale inviato dalla CPU in una tensione o corrente del mondo reale. I segnali di uscita tipici possono variare da 0-10 VDC o 4-20mA e sono utilizzati per pilotare regolatori di portata, regolatori di pressione e controlli di posizione.

Processo di un ciclo di scansione

Un ciclo di scansione comprende 5 fasi principali:

• Lettura degli ingressi
• Esecuzione del programma
• Elaborazione delle richieste di comunicazione
• Esecuzione della diagnostica della CPU
• Scrittura delle uscite