Controller PLC - che cos'è?

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Alle origini dell'automazione industriale c'erano i circuiti di controllo dei contatti a relè per le funzioni di produzione. Tali dispositivi avevano uno specifico sgradevole suono di funzionamento. La logica di lavoro è stata fissata e, alla minima deviazione dall'algoritmo delle azioni impostato, l'intera catena di montaggio doveva essere radicalmente modificata.

Con lo sviluppo della tecnologia in quest'area, i processori si sono evoluti notevolmente. Ciò è servito da catalizzatore per la creazione di sistemi di controllo dei processi industriali basati su controller PLC industriali.

I primi controller programmabili di questo tipo sono stati utilizzati negli Stati Uniti. Servivano per organizzare l'automazione nella catena di montaggio dei nastri trasportatori nella produzione di automobili. L'azienda che ha applicato questa tecnologia è stata Modicon nel 1968.

Descrizione dispositivo

I controllori logici programmabili PLC sono una macchina controllata da un programma con ingressi multipli collegati all'oggetto tramite sensori di controllo. Le uscite sono collegate a dispositivi di esecuzione comandi. Nella progettazione del controller, un elemento costitutivo importante èmicroprocessore. Il suo compito è raccogliere informazioni, trasformarle e archiviarle per la possibilità di un ulteriore sviluppo dei comandi di controllo. Uno dei principali vantaggi di un controllore programmabile è che funziona in tempo reale!

In precedenza, i controller dei relè avevano dimensioni complessive ingombranti ed eseguivano le operazioni di commutazione più semplici. La loro struttura logica era monolitica, non mutevole. I controller PLC che li hanno sostituiti si sono distinti per le loro dimensioni compatte, l'algoritmo di controllo è salito a un nuovo e complesso livello di prestazioni. È emerso il processo di programmazione gratuita.

Capacità del controller logico

Durante lo sviluppo del PLC, i creatori hanno perseguito l'obiettivo di poter controllare le funzioni logiche in un circuito seriale. Al momento, i controller programmabili non solo possono eseguire operazioni logiche, ma anche elaborare segnali digitali, controllare vari azionamenti, eseguire regolazioni e hanno acquisito capacità di controllo dell'operatore elettronico.

Al momento, i dispositivi sono ampiamente utilizzati in vari campi. Ad esempio, il controller PLC 100 è progettato per creare sistemi di controllo automatizzati per apparecchiature di produzione nell'industria, nell'agricoltura e nei servizi abitativi e comunali. Inoltre, i PLC sono utilizzati nel settore energetico, nel campo delle comunicazioni e nell'industria chimica. I dispositivi hanno trovato la loro nicchia nella produzione e nel trasporto di petrolio e gas, nei sistemi di sicurezza,prendere parte all'automazione degli impianti di stoccaggio, della produzione alimentare, dei trasporti, dell'edilizia e di molti altri settori della vita umana.

Caratteristiche distintive

I controller PLC condividono alcune delle caratteristiche dei dispositivi elettronici utilizzati nell'industria.

In primo luogo, i dispositivi logici programmabili differiscono dai microcontrollori paralleli per il loro utilizzo nel campo dei processi automatizzati in imprese con un pregiudizio industriale.

In secondo luogo, i controller programmabili hanno lo scopo di interagire con i dispositivi attraverso l'input avanzato dei segnali dei sensori e la loro uscita agli attuatori, a differenza dei computer, che sono adattati a prendere decisioni attraverso il controllo dell'operatore.

Terzo, ciò che distingue i controllori PLC dai sistemi embedded è la loro autosufficienza in termini di fabbricazione come prodotto indipendente, separato dalle apparecchiature da esso controllate.

Vantaggi PLC

Inoltre, il controllore programmabile PLC è caratterizzato dalla facilità di contatto con l'utente. Ciò si esprime nelle azioni di programmazione del PLC stesso secondo lo schema elettrico, secondo equazioni logiche e utilizzando il linguaggio algoritmico di base.

Il dispositivo è adatto per funzionare in condizioni di produzione negative, utilizzando l'isolamento ottico elettronico di ingressi/uscite da circuiti elettrici esterni. Ciò è diventato possibile grazie all'adattabilitàcontroller a una gamma più ampia di condizioni operative.

I vantaggi dei controllori programmabili includono la mobilità del software dovuta all'unificazione dei linguaggi di programmazione, l'ampia funzionalità, il cambio rapido delle unità modulari, la modalità operativa in tempo reale, la riparabilità e l'integrazione del sistema.

Seleziona dispositivo

Quando si sceglie un PLC, sono guidati da criteri di base come il rispetto delle capacità tecniche dell'attività e, naturalmente, il costo del dispositivo.

Un numero enorme di produttori è impegnato nel rilascio di questi controller. L'elenco comprende sia le imprese estere che quelle nazionali. Ad esempio, l'azienda russa "Oven" offre un controller PLC 150 che soddisfa tutte le specifiche necessarie. In questo elenco ci sono anche le aziende manifatturiere "Elemer", "Emikon", "Tekon", "Fastwell", NIL AP e molte altre.

Famosi produttori stranieri sono Siemens, Mitsubishi, ABB, Omron, Schneider Electric e altri.

Nel tempo, c'è stata una tendenza nell'evoluzione dei controllori logici programmabili. Stanno perdendo dimensioni, ampliando l'insieme delle funzionalità, aggiungendo il numero di reti compatibili e shell di interfaccia, l'idea di "sistemi aperti" si sta diffondendo, il linguaggio di programmazione viene standardizzato e il prezzo realizzato viene ridotto.

Vale la pena notare che è redditiziocaratteristiche distintive dei controllori programmabili da personal computer sotto forma di appuntamenti e presenza di un codice di programmazione tecnologico.

Principio di funzionamento

Il funzionamento dei controller PLC è leggermente diverso dagli strumenti standard basati su microprocessore. La shell del software di questi controller logici comprende due parti. Come un sistema operativo per computer, il software del controller gestisce i nodi, collega i componenti ed esegue la diagnostica interna. La shell del sistema PLC risiede nella memoria di sola lettura del microchip centrale ed è sempre pronta per l'uso.

Il controllore programmabile funziona in modalità ciclica raccogliendo periodicamente le informazioni di input. Questo ciclo ha 4 fasi:

1. Ingressi polling.
2. Esegui le attività impostate dall'utente.
3. Imposta parametri di uscita.
4. Altri processi operativi ausiliari.

Classificazione dei controllori

Per quanto riguarda le linee I/O, i controller PLC sono classificati in:

• nanocontroller;
• microcontrollori;
• controllori medi;
• grandi controller.

Per quanto riguarda la posizione dei moduli I/O, si distinguono:

• monoblocco;
• modulare;
• distribuito.

A seconda del metodo di installazione e del design del PLC, ci sono:

• pannello;
• per il montaggio all'interno su una guida speciale;
• per il montaggio a parete;
• montaggio su rack;
• senza alloggio (una pensione).