Il PLC nelle Automazioni Industriali

1. Cos’è realmente un PLC?

Un PLC (Programmable Logic Controller) è una scheda elettronica progettata per gestire segnali provenienti da dispositivi esterni e per controllare, a sua volta, dispositivi come motori, valvole, luci e altri elementi che costituiscono il ciclo produttivo di una macchina o di un sistema di macchine. La sua funzione principale è quella di ricevere segnali in ingresso (input), elaborarli secondo una logica predefinita e quindi fornire un segnale in uscita (output) per controllare il processo.

Gli ingressi di un PLC possono essere digitali, cioè rappresentano uno stato di true o false (1 o 0), come nel caso di sensori di posizione o pulsanti oppure possono essere anche analogici, come nel caso di sonde che misurano variabili come temperatura o pressione, e che inviano valori continui.

Un aspetto fondamentale del PLC è l’uso di optosistemi per isolare gli input e gli output dalla logica interna. Questo significa che la tensione esterna, proveniente dai sensori o dai dispositivi di uscita, non interferisce direttamente con i circuiti del PLC, proteggendo così il microprocessore da eventuali sovratensioni.

2. Come si programma un PLC?

Ogni produttore di PLC offre il proprio software di programmazione. Per esempio, Siemens propone TIA Portal, Omron utilizza Sysmac Studio, mentre Mitsubishi offre GX Works3. Questi software sono progettati per lavorare con i rispettivi modelli di PLC e sono protetti da licenze. La programmazione avviene attraverso un’interfaccia grafica che permette di scrivere il codice che gestirà la logica di controllo.

3. Cosa serve per programmare un PLC?

Per utilizzare questi software di programmazione, è necessario un PC con caratteristiche adeguate per gestire le operazioni di programmazione, che possono essere abbastanza impegnative in termini di risorse. Un buon punto di partenza potrebbe essere un PC con processore i5 (preferibilmente ottava o decima generazione), 16 GB di RAM e almeno 500 GB di disco rigido.

4. Conoscenze necessarie per comprendere un PLC

Capire come funziona un PLC richiede una buona conoscenza dei circuiti elettromeccanici. In particolare, è fondamentale avere una comprensione base di concetti come tensione (Volt), corrente (Ampere) e come questi influenzano il comportamento di dispositivi come relè e teleruttori. Questi ultimi sono essenziali per fare il ponte tra il mondo a bassa tensione del PLC e quello a alta tensione della macchina industriale, come nel caso di motori a 380V.

Inoltre, è importante conoscere la logica che si nasconde dietro i bit e le variabili che vengono manipolate all’interno della memoria del PLC, poiché questi sono i “mattoni” che permettono la costruzione di un ciclo produttivo automatizzato.

5. Quali linguaggi di programmazione vengono utilizzati?

La programmazione di un PLC si basa su standard definiti dalla norma IEC 61131, che stabilisce diversi linguaggi di programmazione:

1. IL (Instruction List): È il linguaggio a basso livello, simile all’assembler. È difficile da comprendere per chi non è esperto, ma è stato molto utilizzato nei PLC più vecchi, in particolare nei PLC Siemens, dove veniva chiamato AWL.

2. ST (Structured Text): Un linguaggio di alto livello, simile al Pascal, che consente una programmazione più simile alla logica tradizionale dei linguaggi di programmazione.

3. LD (Ladder Diagram): Questo linguaggio è il più comune per la programmazione dei PLC e si ispira ai diagrammi elettrici a contatti, quindi è molto intuitivo per chi ha esperienza con circuiti elettromeccanici.

4. FBD (Function Block Diagram): Un linguaggio grafico che permette di rappresentare il programma come un insieme di blocchi funzionali.

Nel mondo Siemens, i linguaggi IL, ST, LD e FBD sono conosciuti rispettivamente come AWL, SCL, KOP, e FUP. Sebbene il linguaggio AWL fosse il preferito in passato, oggi gli altri linguaggi sono evoluti e offrono funzionalità equivalenti, rendendo la scelta del linguaggio più una questione di preferenze personali.

Conclusioni

Il PLC è un componente cruciale nell’automazione industriale moderna, capace di gestire cicli complessi in modo preciso e sicuro. Con una buona comprensione della sua struttura, dei linguaggi di programmazione e delle tecniche di sviluppo, è possibile ottenere il massimo da questo potente strumento, adattandolo alle esigenze specifiche di ogni azienda e processo produttivo. Se il mondo dell’automazione industriale ti interessa, approfondire la conoscenza del PLC è sicuramente un passo fondamentale per entrare in questo affascinante settore.