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PLC: Programma e schema funzionale

Articolo n° 3 su 9 del corso "PLC - Controllori a logica programmabile". Vai all'indice del corso.

Paragrafi dell'articolo:

  1. Generalità
  2. Modi di programmazione
  3. Linguaggi di programmazione testuali
  4. Linguaggi di programmazione Grafici
  5. Lo Schema Funzionale Europeo
  6. Lo Schema Funzionale Americano

3.1 Generalità
Il presente capitolo affronta brevemente le varie modalità di programmazione dei PLC soffermandosi poi sulla più usata, che tra l'altro è quella che ricalca in forma grafica gli schemi elettrici.


3.2 Modi di programmazione
La norma di riferimento sulla programmazione dei PLC, come già indicato nella premessa dedicata alle normative, è la IEC 1131-3, che riassume un po' tutte le modalità di programmazione.
Di tutti i linguaggi di programmazione si può fare una prima macro-distinzione in due grandi categorie :



3.3 Linguaggi di programmazione testuali
Questi modi di programmazione sono quelli più "ostici" per chi si approccia al mondo PLC dal settore elettrotecnico.
Tali sistemi di programmazione sono di provenienza prettamente elettronica e/o informatica e quindi costituiscono dei veri linguaggi di programmazione con enormi possibilità di sviluppare le necessità del progetto.

Lista Istruzioni - IL - Instruction List
Questo modo di programmazione è praticamente il linguaggio macchina, ossia un linguaggio che usa direttamente le istruzioni del microprocessore.
Tale sistema oltre che poco intuitivo e poco pratico, in quanto no ha alcuna rappresentazione grafica e richiede molto tempo al programmatore per la ricerca di errori nel programma o guasti all'impianto controllato.
Alcuni PLC non permettono l'uso di questo sistema, mentre con altri e indispensabile per sfruttare appieno le potenzialità del PLC.

Testo Strutturato (ST)
Questo è un linguaggio di programmazione ad alto livello, come lo sono il Pascal, il Basic, il linguaggio C++, ecc.
Talvolta è indispensabile determinate applicazioni e/o reti di comunicazione


3.4 Linguaggi di programmazione Grafici
Tuttaltro mondo è quello dei linguaggi di programmazione grafici, che si presentano al programmatore come veri e propri schemi elettrici o schemi a blocchi.

Schema a contatti - LD - Ladder Diagram
Questo è il linguaggio di programmazione più usato, in quanto è analogo ad uno schema elettrico funzionale.
Ladder significa letteralmente "scala a pioli", dato che esteticamente lo schema ricorda appunto una scala; nel mondo anglosassone ogni ramo orizzontale viene chiamato rung, ossia piolo.
Nel paragrafo seguente verrà ampiamente approfondito.

Schema Blocchi di Funzione - FBD - Funcion Block Diagram
E' un linguaggio a "porte logiche" che permette di disegnare uno schema classico dell'elettronica digitale
E' molto usato nei sistemi di controllo dei grossi impianti di processo (centrali termoelettriche, impianti chimici, ecc).

Schema Funzionale in Seguenza - SFC - Sequential Funcion Chart
E' un linguaggio sviluppato in Francia con il nome di "Linguaggio Grafcet".
Rappresenta il funzionamento per passi di un processo automatico in modo del tutto similare ad un Flow-chart, ma dove ogni blocco rappresenta uno stato del processo di lavorazione della macchina.


3.5 Lo Schema Funzionale Europeo
Nelle norme del gruppo EN 61082 riguardanti la documentazione degli impianti elettrici, il termine "schema funzionale" non esiste.
Il termine schema funzionale è comunque ampiamente consolidato, e consente di distinguere chiaramente lo schema di comando (tipicamente un circuito FELV), dallo schema di potenza (tipicamente a 230/400Vac).
In esso si trovano i contatti e tutti i relé che compongono la parte elettrica, cosicché talvolta nel gergo viene chiamato anche "Schema degli ausiliari".

Precisazione. Il più simile al termine nella norma EN 61082-2/5 è il termine Circuit Diagram, che indica un disegno nel quale può essere trascritto sia lo schema di comando, sia lo schema di potenza.
Per completezza, nella norma si trova anche il termine logic-function diagram, ma esso indica uno schema a porte logiche, ad uso abituale nell'elettronica digitale, che corrisponde appunto al linguaggio FBD.


Lo schema funzionale, in ogni caso, è un disegno che si sviluppa con i rami disposti in senso verticale, e nel quale si trova nella parte alta la sorgente di alimentazione dei circuiti ausiliari, e nella parte bassa il conduttore "comune" (detto anche di ritorno o anche neutro nel caso di circuiti a 230V).


3.6 Lo Schema Funzionale Americano
Negli Stati Uniti lo schema di comando di una macchina viene tracciato in per linee orizzontali, e da sinistra verso destra come nella scrittura ordinaria.
In pratica è come se si ruotasse lo schema Europeo di 90°.
In tale schema si parte da sinistra con l'alimentazione e passando per i vari contatti si arriva alla bobina del relé nella parte destra.

Per fare questi disegni, anzichè fogli, si usavano talvolta dei lunghi rotoli da consultare in senso longitudinale, come era uso farsi nel medioevo.


Questo modo di fare gli schemi di comando è stato di grandissimo aiuto per l'invenzione del PLC, infatti i software nei PC, non fanno altro che riproporre sullo schermo lo schema elettrico, mentre al loro interno in realtà lo traducono in una sequenza di istruzioni.
Per il tecnico "elettrico" statunitense, quindi, questa nuova tecnologia e stata praticamente indolore, in quanto si è ritrovato ad usare i soliti simboli, i soliti schemi, ma nello schermo del computer, con l'ovvio vantaggio di poterli modificare a piacimento senza spostare alcun filo.

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Commenti e note

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di ing. Francesco 1979,

Complimenti all'autore dell'articolo per la notevole capacità didattica e per l'ampio e completo excursus storico.

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di Piccy89,

Ero in panico con la mia tesina sul PLC e grazie a questi articoli mi è tutto piu facile!! Davvero utili, complimenti! =] asd asd

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di marco cinzano,

complimenti all'autore e molto chiaro il concetto mi è servito moltissimo per la tesi di fine 5 grazie ancora

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di peppe89,

complimenti, c'e' scritto quasi tutto in poche righe e si capisce molto bene , e' 3 anni che lo faccio a scuola il plc ma nn riesco mai a ricordarmi certe cose. ehehe! sto facendo la tesina x l'esame e penso proprio che prendero' spunto da questo articolo...ciao a tutti

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di Massimo,

Stò seguendo un corso della Bticino come tecnico dei sistemi domotici, e parlando con un'amico che per lavoro programma plc in una grande azienda della mia città mi consigliava di cercare su internet info su questo argomento ed ho trovato questo articolo che mi è parso molto utile è ben comprensibile.

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di Gli autisti,

Stiamo facendo la tesina sull'automazione con PLC e ringraziamo l'autore per la chiarezza degli argomenti!

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di Dani,

complimenti per la chiarezza, il testo pur essendo molto semplice è chiaro e conciso.. ps:mi hai fatto ridere quando all'inizio hai citato le basi dell'elettrotecnica... ciao e buon lavoro

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di antoregno,

semplice e chiaro, complimenti all'autore

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di antonio,

questo manuale mi è servito per la tesina di plc k devo fare x un corso regionale... GRAZIE!!

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di ASPIRANTE PROGRAMMATORE,

VOGLIO ENTRARE A TUTTI I COSTI NEL CAMPO DELLA PROGRAMMAZIONE DEI PLC E QUESTO ARTICOLO MI E STATO CHIARISSIMO ALLA PRIMA LETTURA..MI AIUTERA SICURAMENTE..GRAZIE CIAO

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di sante carlo,

articolo facilmente interpretabile e chiaro nell'esposizione complimenti

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di ,

Fabio

L'informazione che dai è ben nota all'autore dell'articolo, che ha scritto nell'introduzione al corso lo sproposito che tu citi come sproposito appunto e non come affermazione corretta. Hai letto troppo in fretta, come è capitato ad altri. E' un esempio di ciò che può succedere isolando una frase dal contesto

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di Fabio,

KVA vuol dire kilovoltampere non kilowattampere

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di BEDDY,

Sto approcciando ora con i PLC. Questo manuale mi sembra un ottimo inizio.

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di Andrea,

Molto utile questo manuale

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di Alex,

Chiarissimo alla prima lettura.

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