PLC
Programmable Logic Controller
1
IL PLC
Programmable Logic Controller (Controllore a
Logica Programmabile)
 APPARECCHIATURA
ELETTRONICA
PROGRAMMABILE PER IL CONTROLLO DI
MACCHINE / PROCESSI INDUSTRIALI
 Nasce come elemento sostitutivo della logica
cablata e dei quadri di controllo a relè
 Si qualifica in breve tempo come elemento
insostituibile nell’ automazione di fabbrica

2
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DEL PLC
Ingressi
S
E
N
S
O
R
I
Uscite
HARDWARE
Consensi
Comandi
A
T
T
U
A
T
O
R
I
SOFTWARE
PLC
3
PERCHÉ IL PLC ?
Vantaggi principali
AFFIDABILITÀ
 FLESSIBILITÀ
 ECONOMICITÀ
 Altri vantaggi

4
AFFIDABILITÀ
Superiore ai dispositivi elettromeccanici
 Servizi di autodiagnostica

5
FLESSIBILITÀ
Adeguamenti alle esigenze di processo
semplici e veloci
 Solo modifiche SW e non HW
 Possibilità di utilizzo per risolvere problemi
comuni a processi diversi

6
ECONOMICITÀ
Soprattutto per grossi sistemi
 Attualmente esistono soluzioni
economiche anche per affrontare
problematiche minori
 Possibilità di riciclo (eliminando la
macchina, l’apparecchiatura è disponibile
per altre applicazioni)

7
Altri vantaggi
SEMPLICITÀ D' USO
 FACILE MANUTENIBILITÀ
 ESPANDIBILITÀ

8
DOVE USARE I PLC ?
In tutte quelle applicazioni dove ...





Sono richiesti più di 10 I/O
Si deve garantire un prodotto affidabile
È richiesta una apparecchiatura con caratteristiche
industriali
Si devono prevedere espansioni e modifiche nella logica di
controllo
Sono richieste funzioni sofisticate come:
 Connessioni a computer, terminali, stampanti,. . .
 Elaborazioni matematiche
 Posizionamenti
 Regolazioni PID
9
TIPICHE APPLICAZIONI DEI PLC









MACCHINE UTENSILI
MACCHINE PER LO STAMPAGGIO
MACCHINE PER IMBALLAGGIO
MACCHINE PER IL CONFEZIONAMENTO
ROBOT / MONTAGGIO
REGOLAZIONE PROCESSI CONTINUI
MACCHINE TESSILI
SISTEMI DI MOVIMENTAZIONE / TRASPORTO
CONTROLLO ACCESSI
10
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DEL PLC
Ingressi
S
E
N
S
O
R
I
Uscite
HARDWARE
Consensi
Comandi
A
T
T
U
A
T
O
R
I
SOFTWARE
PLC
11
STRUTTURA DI UN PLC





ALIMENTATORE
UNITÀ CENTRALE (CPU)
MEMORIA DATI E MEMORIA PROGRAMMI
UNITÀ DI INPUT/OUTPUT
PERIFERICHE
12
HARDWARE DI UN PLC
UNITA' DI
PROGRAMMAZIONE
MEMORIA
PROGRAMMA
PLC
1
CPU
MEMORIA
DATI
C
A
0
M
P
ALIMENTATORE
MEMORIA
DI MASSA
STAMPANTE
UNITA' CENTRALE
SIMULATORE
UNITA' I/O
O
PERIFERICHE
13
ALIMENTATORE
Provvede a fornire i corretti livelli di tensione
per il funzionamento dei vari dispositivi
elettronici
 Esistono diversi modelli, in funzione della
tensione di rete:
– 110 Vac
– 230 Vac
– 24 Vdc

14
CPU
È quel dispositivo che determina
l'esecuzione del programma, dei calcoli e
di tutte le elaborazioni logiche
 Interagisce con la Memoria, i moduli di
I/O e le periferiche
 La sua potenza si esprime attraverso il Set
delle istruzioni e la velocità di elaborazione

15
CPU
CPU
memoria
bus
Dispositivi
di I/O
16
La CPU
ALU
CPU
CU
Registri
17
La CPU

Unità Aritmetico Logica (ALU)
 Esegue le operazioni aritmetiche e logiche

Unità di controllo (CU)
 Comanda e sincronizza l’esecuzione delle
operazioni

Registri
 Vi vengono depositati temporaneamente i dati
oggetto delle operazioni
18
IL segnale di clock



Affinché le operazioni eseguite dalla CPU siano
sincronizzate tra loro e con il resto del sistema si ricorre
ad un segnale apposito
Questo segnale è un onda quadra
Più elevata è la sua frequenza e più operazioni possono
essere eseguite in un secondo
t
19
MEMORIA
La funzione della memoria è quella di
immagazzinare :
 Dati ( ad esempio i valori degli ingressi e
delle uscite, nonché i valori delle variabili
intermedie e temporanee)

Programmi
20
MEMORIA
La memoria può essere immaginata come
un contenitore con tanti cassetti
 In ogni cassetto è contenuta
un’informazione sotto forma di byte

21
Memoria
I parametri di interesse sono:
 Capacità : ossia quanti Byte può
memorizzare
 Velocità : tempo di accesso ai dati
– Spesso si parla di tempo di lettura,
necessario per conoscere un dato
memorizzato
– Tempo di scrittura necessario per
immagazzinare un dato in memoria
22
Memoria
La capacità si misura in BYTE e nei suoi
multipli
 kB kiloBytes = 1024 Bytes
 MB MegaBytes = 1024 kB
 GB GigabYtes = 1024 MB
23
Memoria
La velocità di accesso ai dati è legata alla
frequenza del segnale di clock che abilita
lettura e scrittura
 kHZ ( 1 byte ogni 10-3 sec)
 MHz ( 1 byte ogni 10-6 sec)
 GHZ( 1 byte ogni 10-9 sec)

24
MEMORIA
Esistono diversi dispositivi di memoria:
RAM (Random Access Memory)
 ROM (Read Only Memory)
 EPROM (Erasable Programmable ROM)
 EEPROM: Riassume i vantaggi di Ram ed EPROM

25
RAM

Random Access Memory  Memoria ad accesso
casuale (per distinguerla dalle memorie ad accesso sequenziale
dove il tempo di accesso dipende da dove il dato è posizionato).
Il tempo di accesso è indipendente da dove è
immagazzinato il dato.
 Consente rapide operazioni di lettura/scrittura.
 È una memoria volatile, cioè perde i dati
immagazzinati quando viene tolta l’alimentazione

26
ROM
Read Only Memory
 Sono memorie di sola lettura
 I dati vengono immagazzinati una volta
per tutte dal produttore e non sono
modificabili
 I dati vengono conservati anche in
assenza di alimentazione

27
EPROM





Erasable Programmable ROM
Può esser cancellata e riprogrammata
La cancellazione avviene tramite raggi
ultravioletti
Per poter essere "scritta" richiede un particolare
dispositivo (programmatore di EPROM).
Come le ROM mantiene i dati anche in assenza
di alimentazione
28
EEPROM
Electrically Erasable Programmable ROM
 Può essere cancellata elettricamente, non deve
perciò essere rimossa dal circuito come le
EPROM
 Riassume i vantaggi di RAM ed EPROM: può
essere riscritta e conserva le informazioni anche
in assenza di alimentazione.
 I tempi di cancellazione e riscrittura sono
ovviamente molto più lunghi rispetto alle RAM

29
Memoria
All’interno del PLC le memorie vengono
differenziate a seconda dell’utilizzo:
 MEMORIA DI SISTEMA
 MEMORIA DI PROGRAMMA
 MEMORIA DATI
30
MEMORIA DI SISTEMA

Contiene il sistema operativo (firmware) del
PLC, costituito da:
– routine di autotest iniziale
– dati del setup
– librerie
31
MEMORIA DI PROGRAMMA


Contiene la sequenza di istruzioni (programma
utente) che verrà eseguita dalla CPU
Esistono diverse possibilità:
– RAM (per sviluppo e collaudo)
– EPROM (per programma definitivo)
– EEPROM (sia per fase di sviluppo che per versione
definitiva)
32
MEMORIA DATI


Contiene le informazioni relative alle varie aree dati
interne e di I/O
Poichè, in funzione delle elaborazioni del programma,
è necessario effettuare sulle aree dati veloci
operazioni di lettura e di scrittura, è possibile
utilizzare soltanto memorie di tipo RAM
33
BATTERIA





Il mantenimento della memoria dati anche a fronte di
cadute di alimentazione, viene assicurato da una
batteria tampone
Questa batteria alimenta anche l' eventuale RAM
utilizzata per la memoria programmi
La batteria ha una durata nominale di circa 5 anni (in
relazione all' uso e all' ambiente)
La fase di scaricamento della batteria viene segnalata in
modo automatico dal PLC
Uno scaricamento completo determina la perdita di dati
e programma (se questo è in RAM)
34
MODULI DI I/O


Permettono il collegamento del PLC al mondo esterno
Sono disponibili:
– Moduli di INGRESSO DIGITALE (AC,DC,AC/DC)
– Moduli di USCITA DIGITALE (Relè, Transistor, Triac)
– Moduli di comunicazione
– Moduli speciali (AD-DA, Contatori veloci, Controlli
assi, PID, ...)
35
PERIFERICHE
Permettono il "colloquio" tra l'operatore
(programmatore) ed il PLC
 Console di programmazione
 Console di programmazione grafica
 Interfaccia per personal computer
 Interfaccia stampante
 Programmatore di EPROM

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