PLC

Il PLC, acronimo di Programmable Logic Controller che tradotto in italiano significa Controllore a Logica Programmabile, è l'elemento base del sistema di controllo di macchine e processi industriali.

La caratteristica principale è la sua robustezza estrema; infatti normalmente il PLC è posto in quadri elettrici in ambienti rumorosi, con molte interferenze elettriche, con temperature elevate o con grande umidità. In certi casi il PLC è in funzione 24 ore su 24, per 365 giorni all'anno, su impianti che non possono fermarsi mai.

Trattandosi di un elaboratore a tutti gli effetti, il PLC è costituito da una parte hardware  e da una parte software.

Esso  acquisisce i segnali d'ingresso che gli giungono dai sensori di campo e in base al loro valore e a quanto stabilito dal programma emette i necessari segnali di uscita indirizzandoli verso gli attuatori. 

Un PLC è composto:

• da un alimentatore
• dalla CPU che in certi casi può avere interna o esterna una memoria 
• memoria di tipo RAM, ROM, EPROM o EEPROM
• da un certo numero di schede di ingressi digitali e uscite digitali
• nel caso in cui sia necessario gestire grandezze analogiche, il PLC può ospitare delle schede di ingresso o di uscita sia analogiche che digitali

L'alimentatore è un apparato necessario per il funzionamento dei PLC. Esso è utilizzato per fornire l'energia elettrica a tutte le schede del PLC.  Nella normalità dell'uso, in campo industriale, l'alimentazione è a 24 V c.c. compatibile con la maggior parte dei sensori in commercio.

La CPU è il cervello del PLC. La CPU è una scheda complessa basata su una logica programmabile

Le schede di ingresso digitali sono utilizzate per il controllo di grandezze "digitali", cioè di tensioni a due valori (ad esempio 0 V o 24 V)

Le schede di uscita digitali sono utilizzate per i comandi di attuatori digitali. Ad esempio una valvola digitale a due stati: aperta, chiusa (elettrovalvola).

Le schede di ingresso analogiche permettono il controllo di grandezze elettriche il cui valore può variare entro un intervallo.

Le schede di uscita analogiche permettono di controllare degli attuatori variabili.   Ad esempio è possibile comandare un motore elettrico tramite un inverter variandone la velocità, tramite la frequenza, da zero alla sua massima velocità.

PROGRAMMAZIONE

Il PLC per ottemperare ai suoi compiti deve essere programmato. La programmazione del PLC è effettuata normalmente con un PC sul quale un software specializzato permette di creare programmi da scaricare nella memoria della CPU del PLC.

Sul PLC viene caricato un unico programma che viene eseguito all’infinito in modo ciclico. Un ciclo, o scansione, consiste nelle seguenti fasi:

• Il PLC campiona lo stato degli ingressi scrivendo il valore in una apposita areadati della RAM
• Esegue l’intero programma in cui, in base al valore degli ingressi, vengono eventualmente attivati alcuni segnali di uscita all’interno di una apposita area dati della RAM
• Sulla base dei valori delle uscite memorizzati nella RAM provvede ad aggiornare fisicamente i segnali di uscita.

Per programmare un PLC si possono usare linguaggi grafici o linguaggi testuali.

Un linguaggio grafico molto utilizzato è il Ladder diagram (LD o KOP) detto Linguaggio a contatti.  Il programmatore semplicemente utilizza simboli logici corrispondenti a segnali di ingresso e di uscita per implementare la logica  disegnando gli schemi logici nel software di programmazione.

La programmazione  ladder (a contatti)  consente di realizzare l’intero programma in modo visuale tramite contatti e bobine.

Le tre principali istruzioni del linguaggio ladder sono:

• Contatto Normalmente Aperto(vero se il bit corrispondente vale 1)
• Contatto Normalmente Chiuso(vero se il bit corrispondente vale 0)
• Bobina (uscita), eccitata se la sequenza a monte risulta vera

La Bobina è una istruzione di comando condizionato di una uscita digitale. Comanda l’eccitazione di un contatto di uscita. 

Di seguito è riportato un esempio di logica booleana realizzata con porte logiche e diagramma ladder