Criteri di scelta, installazione e manutenzione dei PLC
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3.8 Esempio di applicazione: teleinvertitore a comando manuale

Di seguito è riportato un esempio di come un PLC possa essere utilizzato per una determinata applicazione (nel caso specifico, un teleinvertitore di marcia per un motore asincrono trifase con comando manuale, fig. 12).

Fig. 12 - Schema di potenza di teleinvertitore a comando manuale

Nello schema sono indicate le seguenti parti: circuito di potenza, circuito di sicurezza, collegamenti alle unità I/O, tabella di assegnazione I/O ( fig. 13) e programma sia in listato di istruzioni (fig. 14) sia in diagramma ladder (fig. 15).

Fig. 13 - Tabella di assegnazione I/O

Fig. 14 - Listato delle istruzioni

Fig. 15 - Diagramma ladder

Nello schema di potenza sono presenti, oltre alle protezioni contro i cortocircuiti e i sovraccarichi (interruttori automatici, fusibili e relè termico), anche i contattori che, mediante il loro azionamento, permettono l'inversione di marcia del motore M1. Per limitare i disturbi elettrici che si hanno alla disinserzione del motore M1, in parallelo ad esso è montato un gruppo antidisturbo. L'impianto è in grado di funzionare solo se la tensione di alimentazione ha un valore compreso tra le tolleranze previste dalle norme CEI. Infatti, un relè di minima tensione toglie l'alimentazione al sistema di controllo (PLC), disabilitando anche il circuito di sicurezza. Sono presenti i trasformatori o alimentatori, predisposti per l'alimentazione delle apparecchiature sia elettriche sia elettroniche, in grado di garantire l'isolamento galvanico rispetto alla rete di alimentazione e in ottemperanza a quanto previsto dalle norme CEI. Nell'esempio di seguito riportato (fig. 16), mediante il circuito di sicurezza è possibile disabilitare l'alimentazione dei circuiti di uscita critici (contattori), mantenendo alimentate le uscite che comandano le lampade di segnalazione e consentendo così di fermare l'impianto (arresto del motore M1) anche se il PLC dovesse non funzionare più regolarmente e se i comandi utilizzati durante il normale funzionamento non fossero più in grado di operare. L'arresto a causa dell'intervento del circuito di sicurezza può avvenire mediante l'azionamento del pulsante di emergenza, mediante l'intervento del relè di minima tensione, oppure mediante l'azionamento di contatti quando segnalano che la CPU del PLC si è guastata. Il circuito di sicurezza può essere realizzato mediante un contattore ausiliario con autoritenuta o con tre contattori ausiliari e con circuito di controllo a combinazione di sicurezza, che meglio può garantire il proprio funzionamento, verificando ad ogni sua attivazione l'integrità delle apparecchiature che lo compongono (normalmente si utilizzano unità di sicurezza precablate). Il circuito di sicurezza, qualunque sia il tipo scelto, informa il PLC di un suo intervento mediante un contatto ausiliario collegato ad un suo ingresso, che in questo caso disabilita all'interno del programma le uscite, ma che può in altri casi attivare una procedura di emergenza. Per garantire una certa immunità dai disturbi elettrici, i contattori del circuito di sicurezza o quelli necessari per il comando del motore hanno, in parallelo alla bobina, un gruppo antidisturbo. Nei collegamenti alle unità I/O si sono rispettate le polarità indicate dal costruttore per ogni modello (NPN, PNP, NPN-PNP, ecc.); in particolare, sono presenti dei fusibili posti in serie alle uscite per proteggere le stesse ed il circuito stampato interno del PLC dai cortocircuiti. Per quanto riguarda la sicurezza sulle uscite ritenute più critiche (in questo caso i contattori che comandano il motore e non le lampade di segnalazione) sono stati predisposti, non essendo sufficiente per la sicurezza dell'impianto l'interblocco software posto nel programma, un interblocco elettrico e un interblocco meccanico tra i due contattori (che non si devono mai eccitare contemporaneamente in quanto ciò provocherebbe un cortocircuito). In serie all'alimentazione dei contattori è stato posto, inoltre, il contatto NC del relè termico F2 che consente, sempre per questioni di sicurezza, di diseccitare, via hardware, i contattori qualora si determini un sovraccarico nel motore. Il PLC, comunque, riceve l'informazione del relè intervenuto mediante il contatto NO, consentendo anche all'interno del programma di disattivare le uscite. Nell'assegnazione I/O, oltre ad indicare a quale ingresso una determinata apparecchiatura (pulsante, selettore, relè, ecc.) è collegata, si indica anche lo stato a riposo, informazione importante al fine della programmazione del PLC. Con linee di collegamento tratteggiate sono mostrati, inoltre, altri possibili collegamenti (ad esempio, a sensori per gli ingressi e a elettrovalvole per le uscite). Per quanto riguarda il funzionamento, l'impianto prevede un pulsante di arresto S3, un pulsante di marcia avanti S4 e un pulsante di marcia indietro S5. Il PLC, inoltre, controlla lo stato reale dei contattori, che comandano il motore, mediante l'apertura e la chiusura di due contatti ausiliari utilizzati come segnale di consenso.