PLC: Guida Introduttiva su Cos'è e Come Funziona

Il Programmale Logic Controller (PLC), noto in italiano come Controllore Logico Programmabile, rappresenta uno degli strumenti più importanti e diffusi nell’ambito dell’automazione industriale. Questo dispositivo elettronico è progettato per gestire e controllare i processi industriali attraverso un sistema flessibile e programmabile, rendendo l’automazione più efficiente e affidabile.

La Struttura del PLC: Un Dispositivo Complesso ma Compatto

Dal punto di vista costruttivo, un PLC è simile a un computer. Al suo interno troviamo componenti come CPU, RAM, e BUS, elementi tipici di un calcolatore. Tuttavia, la struttura fisica di un PLC è progettata per essere compatta e robusta, in modo da poter essere collocata agevolmente in ambienti industriali e in quadri elettrici. La sua compattezza lo distingue nettamente dai computer tradizionali.

Principali componenti hardware di un PLC:

  1. Alimentatore: Fornisce l’energia elettrica a tutte le schede del PLC, generalmente con una tensione di 24 V a.c. o 12V/24V d.c.
  2. CPU: Il cervello del PLC, responsabile della lettura delle istruzioni, dell’elaborazione delle logiche tra ingressi e uscite, e della comunicazione con le altre schede connesse.
  3. Schede di ingresso e uscita: Gestiscono i segnali digitali e analogici in entrata e in uscita, con possibilità di comandare attuatori variabili.
  4. Schede di comunicazione: Consentono al PLC di dialogare con computer, altri PLC e dispositivi presenti nell’impianto.
  5. Schede speciali: Utilizzate in impianti di automazione complessi per gestire compiti specifici.

Tipologie di PLC: Compatti vs Modulari

Esistono due principali categorie di PLC:

  • PLC Compatti: Offrono un numero predefinito di ingressi e uscite, non espandibile.
  • PLC Modulari: Consentono di aumentare o diminuire il numero di ingressi e uscite in base alle esigenze, offrendo flessibilità grazie all’installazione di schede aggiuntive per funzioni specifiche.

Il Software del PLC: Il Cuore del Controllo

A livello software, ogni PLC è dotato di un sistema operativo specifico, sviluppato dalla casa produttrice, e di linguaggi di programmazione che permettono all’operatore di creare programmi personalizzati per gestire i processi industriali.

Principali linguaggi di programmazione per PLC:

  • Grafici:
    1. Diagramma funzionale sequenziale (SFC)
    2. Linguaggio a contatti (LD, Ladder Diagram)
    3. Diagramma a blocchi funzionali (FBD)
  • Testuali:
    1. Lista di istruzioni (IL)
    2. Testo strutturato (ST)

Tra questi, il Linguaggio Ladder (LD) è particolarmente popolare nel settore elettrotecnico per la sua somiglianza con gli schemi elettrici tradizionali, facilitando la programmazione.

Come Funziona un PLC

Il funzionamento di un PLC può essere riassunto in pochi passaggi chiave:

  1. Programmazione: L’operatore crea un programma utilizzando il linguaggio di programmazione più adatto.
  2. Caricamento: Il programma viene caricato nel PLC.
  3. Esecuzione: Il PLC esegue il programma, interpretando le istruzioni e gestendo i segnali digitali e analogici provenienti dai sensori e diretti agli attuatori.

Vantaggi dell’Uso del PLC

L’adozione di un PLC in un impianto industriale offre numerosi vantaggi:

  • Semplificazione del cablaggio: Riduzione del numero di componenti e cavi necessari.
  • Facilità nella diagnostica dei guasti: Rapido rilevamento e correzione di errori.
  • Facilità di modifica: Modifiche al programma di funzionamento sono rapide e non richiedono interventi hardware.
  • Ridotto consumo energetico: Il PLC consuma meno corrente rispetto a soluzioni tradizionali.
  • Alta affidabilità: Maggiore durabilità nel tempo rispetto ai sistemi elettromeccanici.

Sensori e Attuatori: Gli Occhi e le Mani del PLC

I sensori sono dispositivi collegati agli ingressi del PLC che leggono valori digitali o analogici (es. pulsanti, interruttori, sensori di temperatura). Gli attuatori, collegati alle uscite del PLC, eseguono azioni basate sui comandi ricevuti (es. relè, elettrovalvole, motori).

Conclusione

Il PLC è uno strumento fondamentale per l’automazione industriale, in grado di gestire complessi processi attraverso una combinazione di componenti hardware e software. La sua flessibilità, affidabilità e facilità di programmazione lo rendono indispensabile in numerosi settori industriali. Approfondire la conoscenza dei PLC e dei linguaggi di programmazione associati può rappresentare un significativo vantaggio professionale, in un mercato sempre più orientato verso l’automazione.

Per chi volesse continuare l’approfondimento, in un prossimo articolo verrà trattato come convertire uno schema elettrico in un programma Ladder, per un’applicazione pratica del PLC.

Di Fabio

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