Criteri di scelta, installazione e manutenzione dei PLC
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Il seguente lavoro è una rielaborazione tratta dal libro “PLC Controllori Logici Programmabili Programmazione, applicazioni ed esercitazioni” di M. Barezzi, pubblicato dalla Editrice San Marco, a cui si rimanda per eventuali approfondimenti.

Il PLC, acronimo di Programmable Logic Controller (Controllore a Logica Programmabile), è l'elemento base del sistema di controllo di macchine e processi industriali. Un sistema di controllo e di misura di un processo industriale può essere descritto come un insieme di dispositivi interconnessi e comunicanti tra loro attraverso una o più reti di comunicazione. Ogni dispositivo è un'entità fisica indipendente capace di realizzare una o più funzionalità.Il PLC nasce come elemento sostitutivo della logica cablata elettronica e dei quadri di controllo a relè e si è qualificato da tempo come elemento insostituibile nell'automazione di fabbrica (il primo modello commerciale fu sviluppato nel 1969 dalla Modicon per la General Motors Hydramatic Division).In pratica lo si può considerare come un particolare computer dotato di particolari circuiti (interfacce I/O) in grado di dialogare con dispositivi quali pulsanti, sensori, azionamenti e apparecchiature elettroniche in genere.Diversamente dai normali personal computer è pensato per lavorare in ambienti difficili, quali sono quelli industriali, dove è facile trovare elevate temperature, un elevato grado di umidità, disturbi elettrici, vibrazioni e sostanze aggressive.Negli ultimi anni sono state emanate norme CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) che si occupano dei PLC; in particolare vale la pena ricordare la norma CEI 65-23 (conforme alla norma internazionale IEC 1131 1 a parte ripresa integralmente dalla norma europea EN 61131-1) che fornisce le informazioni generali sui controllori programmabili, la norma CEI 65-39 (conforme alla norma internazionale IEC 1131 2 a parte ripresa integralmente dalla norma europea EN 61131-2) che dà le definizioni e le prove delle apparecchiature e, infine, la norma CEI 65-40 (conforme alla norma internazionale IEC 1131 3 a parte ripresa integralmente dalla norma europea EN 61131-3) che prende in considerazione i linguaggi di programmazione.

Fig. 1 - a) Esempio di controllore logico programmabile compatto (monoblocco) SYSMAC CPM2A - b) Esempio di controllore logico programmabile modulare SYSMAC CQM1 (Omron).

La logica cablata, realizzata mediante dispositivi discreti come relè, temporizzatori e contatori, presenta in particolare le seguenti caratteristiche:

•  difficilmente modificabile e di costosa realizzazione;

•  deterioramento delle parti meccaniche in movimento;

•  falsi contatti sulle saldature;

•  danneggiamento delle bobine dei relè;

•  di difficile diagnostica;

•  difficile da interfacciare con computer, stampanti, terminali, ecc.;

•  inidonea per sistemi di controllo complessi.

I punti indicati precedentemente fanno sì che la logica cablata mal si presta a realizzare le moderne automazioni.La logica di controllo nei PLC è invece realizzata tramite una serie di istruzioni che costituiscono il programma (software), che viene installato nella memoria di programma presente nell'apparecchiatura (hardware) durante la fase di programmazione. Quando successivamente il PLC è chiamato a realizzare l'automazione eseguendo il programma, le informazioni che provengono dall'impianto arrivano sugli ingressi (input) e vengono lette; quindi, in relazione alle istruzioni presenti nel programma, sono attivate le uscite (output).

In particolare, i PLC presentano le seguenti caratteristiche principali:

•  facile da programmare, consentendo di modificare velocemente, secondo le mutate esigenze dell'impianto, il software senza intervenire sulla parte hardware (collegamenti, moduli, ecc.);

•  facile da ampliare e modificare;

•  di facile manutenzione (componenti modulari);

•  di semplice interfacciabilità con dispositivi come personal computer, stampanti, terminali, per la creazione di report, analisi, stampa, ecc.; è inoltre possibile realizzare reti locali (LAN) nelle quali è possibile controllare mediante personal computer impianti ove operano vari PLC e con essi scambiare dati, oppure eseguire il collegamento alla rete Internet via modem;

•  robustezza, per poter lavorare in ambiente di tipo industriale;

•  maggiore affidabilità;

•  di ridotte dimensioni;

•  di rapida risposta;

•  pensato per il controllo anche di sistemi complessi;

•  di facile riutilizzo per altre applicazioni, qualora l'impianto dove è installato sia smantellato;

•  con costi competitivi che si sono ridotti, con il passare degli anni, sempre di più, rendendo il PLC adatto per un numero di applicazioni sempre maggiori: dalle più semplice, che vede il PLC utilizzato negli ambienti domestici (domotica), alle più complesse, sviluppate per gli ambienti industriali.

Le citate caratteristiche ne fanno la principale apparecchiatura utilizzata come sistema di controllo nella moderna automazione industriale.

continua...