Il controllore logico programmabile (PLC) noto anche come computer industriale è il componente principale nel settore dell'automazione industriale. Grazie alla sua costruzione robusta, caratteristiche funzionali eccezionali come Controllori PID , controllo sequenziale, timer e contatori, facilità di programmazione, capacità di controllo affidabili e facilità d'uso dell'hardware: questo PLC è più di un computer digitale per scopi speciali nelle industrie e in altre aree del sistema di controllo. Nel mercato di oggi sono disponibili diversi tipi di PLC di un vasto numero di produttori. Pertanto, nei paragrafi successivi, studiamo i PLC e le loro tipologie.

Controllore logico programmabile (PLC)

Cos'è un sistema PLC?

Il PLC nasce per sostituire i tradizionali pannelli di controllo il cui funzionamento dipende dai relè logici elettromagnetici che si basano su temporizzatori in sistemi di controllo industriale . I PLC sono in grado di monitorare continuamente gli ingressi dai sensori e di produrre le decisioni di uscita per azionare gli attuatori in base al programma. Ogni sistema PLC necessita di almeno questi tre moduli:

Modulo CPU
Modulo di alimentazione
Uno o più moduli I / O

Architettura PLC

Modulo CPU

Modulo CPU del PLC

Il modulo CPU è costituito da un processore centrale e dalla sua memoria. Il processore è responsabile di eseguire tutti i calcoli necessari e l'elaborazione dei dati accettando gli input e producendo output appropriati. La memoria include sia memorie ROM che RAM. La memoria ROM contiene il sistema operativo, driver e programmi applicativi, mentre la RAM memorizza programmi scritti dall'utente e dati di lavoro. Questi PLC utilizzano la memoria a ritenzione per salvare i programmi utente e i dati in caso di interruzione o guasto dell'alimentatore e per riprendere l'esecuzione di un programma utente viene ripristinata l'alimentazione. Pertanto, questi PLC non richiedono l'uso di una tastiera o di un monitor per riprogrammare ogni volta il processore. La memoria ritentiva può essere implementata con l'utilizzo di batterie a lunga durata, Moduli EEPROM e metodi di memoria flash.

BUS o Rack

PLC BUS o Rack

In alcuni PLC modulari, il bus o il rack è previsto nel backplane del circuito in cui tutti i moduli come la CPU e altri moduli I / O sono inseriti negli slot corrispondenti. Questo bus consente la comunicazione tra CPU e moduli I / O per inviare o ricevere i dati. Questa comunicazione viene stabilita indirizzando i moduli I / O in base alla posizione dal modulo CPU lungo il bus. Supponiamo, se il modulo di ingresso si trova nel secondo slot, l'indirizzo deve essere I2: 1.0 (secondo slot primo canale solo come esempio). Alcuni bus forniscono l'alimentazione necessaria ai circuiti del modulo I / O, ma non forniscono alimentazione ai sensori e agli attuatori collegati ai moduli I / O.

Alimentazione PLC ABB

Modulo di alimentazione

Questi moduli forniscono la potenza necessaria richiesta per l'intero sistema convertendo quella disponibile Alimentazione da CA a CC richiesto per CPU e moduli I / O. L'uscita 5 V CC controlla i circuiti del computer e in alcuni PLC 24 CC sul rack del bus aziona pochi sensori e attuatori.

Moduli I / O

Moduli I / O PLC

I moduli di ingresso e uscita del PLC consentono di collegare i sensori e gli attuatori al sistema per rilevare o controllare le variabili in tempo reale come temperatura, flusso di pressione, ecc. Questi moduli di I / O variano per tipo, portata e capacità e alcuni di questi includono quanto segue:

“differenza tra transistor npn e pnp ”

Modulo I / O digitale: Questi sono usati per collegare i sensori e l'attuatore che sono di natura digitale, cioè solo per scopi di accensione e spegnimento. Questi moduli sono disponibili con tensioni e correnti sia AC che DC con numero variabile di ingressi e uscite digitali.

Moduli I / O analogici: Questi vengono utilizzati per collegare i sensori e gli attuatori che forniscono i segnali elettrici analogici. All'interno di questi moduli, convertitore da analogico a digitale viene utilizzato per convertire l'analogico in dati comprensibili dal processore, cioè dati digitali. Anche il numero di disponibilità del canale di questo modulo può variare a seconda dell'applicazione,

Moduli di interfaccia di comunicazione: Si tratta di moduli I / O intelligenti che scambiano le informazioni tra una CPU e una rete di comunicazione. Questi vengono utilizzati per comunicare con altri PLC e computer posizionati a una distanza remota o molto lontana.

Tipi di PLC

Controllori logici programmabili (PLC) sono integrati come unità singole o modulari.

Un PLC integrato o compatto è costruito da più moduli all'interno di un unico case. Pertanto, le capacità di I / O sono decise dal produttore, ma non dall'utente. Alcuni dei PLC integrati consentono di collegare I / O aggiuntivi per renderli in qualche modo modulari.

PLC integrati o compatti

Un PLC modulare è costruito con diversi componenti collegati a un rack o bus comune con capacità di I / O estendibili. Contiene modulo di alimentazione, CPU e altri moduli I / O collegati insieme nello stesso rack, che sono degli stessi produttori o di altri produttori. Questi PLC modulari sono disponibili in diverse dimensioni con alimentazione variabile, capacità di calcolo, connettività I / O, ecc.

Tipi modulari di PLC

I PLC modulari sono ulteriormente suddivisi in PLC piccoli, medi e grandi in base alla dimensione della memoria del programma e al numero di funzioni di I / O.

Tipi di PLC di piccole, medie e grandi dimensioni

Piccolo PLC è un PLC di piccole dimensioni progettato come unità compatta e robusta montata o posizionata accanto all'apparecchiatura da controllare. Questo tipo di PLC viene utilizzato per sostituire le logiche dei relè cablate, contatori, timer , ecc. L'espandibilità di questo modulo I / O PLC è limitata a uno o due moduli e utilizza un elenco di istruzioni logiche o un linguaggio ladder come linguaggio di programmazione.

PLC di medie dimensioni viene utilizzato principalmente PLC nelle industrie che consente molti moduli plug-in che sono montati sul backplane del sistema. Alcune centinaia di punti di ingresso / uscita vengono forniti aggiungendo schede I / O aggiuntive e, in aggiunta a queste, le funzionalità del modulo di comunicazione sono fornite da questo PLC.

PLC di grandi dimensioni vengono utilizzati laddove sono richieste complesse funzioni di controllo del processo. Le capacità di questi PLC sono molto superiori ai PLC medi in termini di memoria, linguaggi di programmazione, punti di I / O e moduli di comunicazione e così via. Per lo più, questi PLC vengono utilizzati in sistemi di controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA) , piante più grandi, sistemi di controllo distribuiti , eccetera.

Di seguito sono riportati alcuni dei produttori o tipi di PLC:

Produttori o tipi di PLC

PLC Allen Bradley (AB)
PLC ABB (Asea Brown Boveri)
PLC Siemens
PLC Omron
PLC Mitsubishi
PLC Hitachi
PLC Delta
PLC General Electric (GE)
PLC Honeywell
PLC Modicon
PLC Schneider Electric
PLC Bosch

Applicazioni del PLC

La figura seguente mostra il funzionamento di un PLC per una semplice applicazione di controllo del processo in cui il funzionamento del nastro trasportatore, la misurazione del numero di scatole e altre operazioni di controllo vengono eseguite dal PLC. Qui, il sensore di posizione e le altre uscite del sensore sono collegati al modulo di ingresso del PLC e dai moduli di uscita: a il motore è controllato . Quando i sensori sono attivati, la CPU del PLC legge gli ingressi e di conseguenza li elabora secondo il programma e produce le uscite per azionare il motore in modo che il trasportatore sia controllato.

Applicazioni del PLC

La combinazione PLC e SCADA della struttura di controllo viene utilizzata principalmente in settore dell'automazione industriale e anche nei sistemi di utilità elettrica come i sistemi di trasmissione e distribuzione di energia. L'operazione di commutazione sequenziale programmabile è un'altra importante area di applicazione del PLC.

Pertanto, la selezione di PLC per determinate applicazioni richiede numerose considerazioni su diversi tipi di PLC. Pertanto riteniamo che le informazioni qui sull'argomento ti offrano una migliore comprensione ben supportata da alcune immagini appropriate ed efficaci. Scrivici se hai dubbi tecnici su questo argomento, e anche su PLC based progetti per studenti così come per le industrie.

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