Il PLC (Programmable Logic Controller) o controllore logico programmabile è, nel caso più semplice, un dispositivo dotato di ingressi e di uscite di tipo digitale che, leggendo dalla memoria di cui è dotato, un programma ed, eseguendo le istruzioni in esso contenuto, controlla in continuazione lo stato dei suoi ingressi e rende attive o meno le uscite di cui è dotato, in base alle specifiche del programma.
Gli ingressi e le uscite operano in modo digitale a due livelli, anche se spesso i moderni PLC sono dotati anche di ingressi ed uscite di tipo analogico e di ingressi idonei per eseguire il conteggio di impulsi esterni con frequenza abbastanza elevata e, a volte, di uscite per la generazione di impulsi modulati in larghezza (PWM).
Agli ingressi del PLC si connettono apparati di comando quali interruttori, deviatori, sensori, fine corsa, dispositivi fotoelettrici, interruttori induttivi, ecc.; alle uscite si collegano vari tipi di attuatori come motori, lampade, elementi riscaldanti, ecc.
In genere gli attuatori sono collegati al PLC per mezzo di teleruttori o amplificatori di potenza allo stato solido che forniscono la corrente per un funzionamento appropriato dei vari dispositivi.
Un PLC contiene, sostanzialmente, gli stessi dispositivi di un computer:
CPU, memoria RAM, EPROM o EEPROM, interfacce di I/O.
Le caratteristiche strutturali e funzionali, però, sono completamente
diverse!
La struttura del PLC è sempre compatta, robusta e facilmente maneggevole.
Dal punto di vista funzionale, un PLC svolge ciclicamente sempre lo stesso programma (almeno fin quando non viene sostituito con un diverso programma) e non necessita di un monitor, salvo in casi particolari.
Per applicazioni semplici può essere programmato per mezzo di un tastierino alfanumerico che permette l'introduzione del programma e dei dati nel PLC e che, poi, nella fase operativa viene quasi sempre staccato dal PLC stesso.
La programmazione del PLC può essere operata anche per mezzo di un computer, servendosi di apposito programma fornito dalla casa costruttrice.
Normalmente il PLC è connesso con una uscita seriale del PC.
Un PLC non deve eseguire elaborazioni complesse su grosse quantità di dati, ma svolgere controlli sullo stato dei segnali presenti ai suoi ingressi, effettuare elaborazioni di tipo logico o matematico di tipo elementare ed infine, attivare o meno in modo opportuno le uscite.
La programmazione dei PLC può essere fatta con:
- simbologia grafica (contatti normalmente chiusi o aperti)
- schemi a blocchi di tipo logico
- liste di istruzioni elementari.
Il set di istruzioni, normalmente, non è molto vasto. PLC realizzati da case costruttrici diverse, pur essendo sostanzialmente simili, hanno in genere metodi di programmazione differenti.
I livelli logici dei segnali di ingresso e di uscita dei PLC sono, in genere, 0 24 V con alta immunità ai disturbi.
Gli ingressi e le uscite sono spesso separati galvanicamente e, a volte, anche filtrati dalla circuiteria interna del PLC per mezzo di accoppiatori ottici o altri sistemi.
Spesso le uscite sono dotate internamente di relé.
Principio di funzionamento
Il PLC esegue un determinato programma ciclicamente cioè esegue le singole
istruzioni una dopo l'altra e, subito dopo l'ultima, esegue la prima e
così via senza interruzione.
È possibile espandere il numero di ingressi e di uscite con apposita periferia esterna.
Durante lo svolgimento del programma vengono interrogati (controllati) i vari ingressi e, in base alle particolari istruzioni incontrate, determinate uscite sono poste a livello alto o basso.
Per comprendere il modo di operare di un PLC è più semplice ricorrere ad un circuito elettrico.
Il circuito è tale che se i due interruttori sono chiusi la lampada si illumina.
Notare come ogni interruttore è collegato ad un ingresso del PLC e la lampada direttamente sull'uscita nell'ipotesi che la corrente fornita dal PLC sia sufficiente per illuminarla.
Un programma che faccia svolgere al PLC la stessa funzione del circuito elettrico può essere:
- 1. controlla lo stato dell'ingresso I1
- 2. controlla lo stato dell'ingresso I2
- solo se gli ingressi I1 e I2 sono a livello alto (interruttori chiusi) accendi la lampada posta sull'uscita O1
- 4. torna al punto 1.
Altro esempio:
La lampada si accende quando uno qualsiasi degli interuttori è chiuso.
Un programma che faccia svolgere al PLC la stessa funzione del circuito elettrico può essere:
- 1. controlla lo stato dell'ingresso I1
- 2. controlla lo stato dell'ingresso I2
- se almeno uno degli ingressi I1 o I2 sono a livello alto (interruttori chiusi) accendi la lampada posta sull'uscita O1
- 4. torna al punto 1.
Torna
su