PLC è l'acronimo di Programmable Logic Controllers. Sono fondamentalmente utilizzati per controllare i sistemi automatizzati nelle industrie. Sono una delle forme più avanzate e più semplici di sistemi di controllo che ora stanno sostituendo i relè logici cablati su larga scala.
Controller logico di programmazione (PLC)
Vantaggi:
Prima di entrare nei dettagli sui PLC, facci sapere 3 motivi per cui i PLC sono ampiamente utilizzati in questi giorni
- Sono facili da usare e facili da usare
- Eliminano la necessità di una logica di relè cablata
- Sono veloci
- È adatto per l'automazione nelle industrie.
- I suoi moduli di ingresso e uscita possono essere estesi a seconda delle esigenze
Architettura PLC:
Architettura interna del PLC
Un sistema PLC di base è costituito dalle seguenti sezioni:
- Sezione Input / Output : La sezione di ingresso o il modulo di ingresso è costituito da dispositivi come sensori, interruttori e molte altre sorgenti di ingresso del mondo reale. L'ingresso dalle sorgenti è collegato al PLC tramite le guide del connettore di ingresso. La sezione di uscita o modulo di uscita può essere un motore o un solenoide oppure una lampada o un riscaldatore, il cui funzionamento è controllato variando i segnali di ingresso.
- CPU o unità di elaborazione centrale : È il cervello del PLC. Può essere un microprocessore esagonale o ottale. Esegue tutte le elaborazioni relative ai segnali in ingresso al fine di controllare i segnali in uscita in base al programma di controllo.
- Dispositivo di programmazione : È la piattaforma in cui viene scritto il programma o la logica di controllo. Può essere un dispositivo portatile o un laptop o un computer stesso.
- Alimentazione elettrica : Funziona generalmente con un'alimentazione di circa 24 V, utilizzata per alimentare dispositivi di ingresso e uscita.
- Memoria : La memoria è divisa in due parti: la memoria dei dati e la memoria del programma. Le informazioni sul programma o la logica di controllo sono archiviate nella memoria utente o nella memoria del programma da cui la CPU preleva le istruzioni del programma. I segnali di ingresso e di uscita ei segnali del timer e del contatore vengono memorizzati rispettivamente nella memoria di immagine esterna di ingresso e uscita.
Funzionamento di un PLC
Schema di funzionamento del PLC
Funzionamento del PLC
- Le sorgenti di ingresso convertono i segnali elettrici analogici in tempo reale in segnali elettrici digitali adeguati e questi segnali vengono applicati al PLC attraverso le guide del connettore.
- Questi segnali di ingresso sono archiviati nella memoria immagine esterna del PLC in posizioni note come bit. Questo viene fatto dalla CPU
- La logica di controllo o le istruzioni del programma vengono scritte sul dispositivo di programmazione tramite simboli o tramite mnemonici e memorizzate nella memoria utente.
- La CPU preleva queste istruzioni dalla memoria dell'utente ed esegue i segnali di ingresso manipolandoli, calcolandoli, elaborandoli per controllare i dispositivi di uscita.
- I risultati dell'esecuzione vengono quindi archiviati nella memoria immagine esterna che controlla le unità di output.
- La CPU controlla anche i segnali di uscita e aggiorna il contenuto della memoria dell'immagine di ingresso in base alle modifiche nella memoria di uscita.
- La CPU esegue anche funzioni di programmazione interna come l'impostazione e il ripristino del timer, controllando la memoria dell'utente.
Programmazione in PLC
Il funzionamento di base del PLC si basa sulla logica di controllo o sulla tecnica di programmazione utilizzata. La programmazione può essere eseguita utilizzando i diagrammi di flusso o utilizzando la logica ladder o utilizzando logiche di istruzione o mnemonici.
Collegando tutti questi elementi, vediamo come possiamo effettivamente scrivere un programma nel PLC.
- Calcola il diagramma di flusso. Un diagramma di flusso è la rappresentazione simbolica delle istruzioni. È la forma più elementare e più semplice di logica di controllo che coinvolge solo decisioni logiche. I diversi simboli sono indicati di seguito:
- Scrivi l'espressione booleana per la diversa logica. L'algebra booleana di solito implica operazioni logiche come AND, OR, NOT, NAND e NOR. I diversi simboli sono:
+ OR operatore
. Operatore AND
! NON operatore.
- Scrivi le istruzioni in semplici moduli di dichiarazione come di seguito:
IF Input1 AND Input2 Allora SET Output1 ELSE SET Output
- Scrivi il programma in logica ladder. È la parte più importante della programmazione del PLC. Prima di spiegare la programmazione in logica ladder, informaci su alcuni simboli e terminologie
Gradino: un gradino della scala è chiamato gradino. In parole più semplici, l'istruzione di base o una logica di controllo è chiamata Rung.
Y- Segnali di uscita normali
M - Simbolo del motore
T - Timer
C - Contatore
Simboli:
Funzioni logiche di base che utilizzano la logica ladder
- Scrittura di mnemonici: i mnemonici sono istruzioni scritte in forma simbolica. Sono anche conosciuti come Opcode e vengono utilizzati nei dispositivi di programmazione portatili. Diversi simboli sono indicati di seguito:
Ldi - Carica inversa
Ld- Load
E- E la logica
O- O logica
ANI - Logica NAND
ORI- NÉ logico
Out - Uscita
Una semplice applicazione PLC
Quindi, ora che abbiamo avuto una breve idea sulla programmazione in PLC, passiamo allo sviluppo di una semplice applicazione.
Problema : Progettare un semplice sistema robotico con inseguitore di linea per avviare un motore quando un interruttore è acceso e contemporaneamente accendere il LED. Il sensore posto sul motore rileva l'eventuale ostacolo e si accende un altro interruttore per segnalare la presenza dell'ostacolo e contemporaneamente si spegne il motore e si accende il buzzer e si spegne il led.
Soluzione :
Soluzione
Assegniamo prima i nostri simboli o tag agli ingressi e alle uscite
M - Motore,
A - Interruttore di ingresso 1,
B- Interruttore di ingresso 2,
L - LED,
Questo -Buzzer
Ora progettiamo il diagramma di flusso
Diagramma di flusso
Il passo successivo è scrivere le espressioni booleane
M = A. (! B)
L = C. (! B)
Questo = B. (! A.! C)
Il passaggio successivo prevede il disegno del programma di logica ladder
Programma di logica ladder
Il passaggio finale prevede la scrittura dei mnemonici da inviare al dispositivo portatile
Ld A ANI Ldi B
Ld C ANI Ldi B
Ld B ANI Ldi A AND Ldi C
Quindi, ora che ho dimostrato la funzione di controllo di base utilizzando il PLC, fammi sapere di più sulle idee dei progetti di controllo che utilizzano il PLC.
Crediti fotografici:
Controllori logici programmabili di wikimedia