Dispensa per il corso sulla Totally Integrated Automation (T.I.A.) Modulo 1 Principi di programmazione del PLC con SIMATIC S7-300

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1 Dispensa per il corso sulla Totally Integrated Automation (T.I.A.) Modulo Principi di programmazione del PLC con SIMATIC S7-3 Dispensa Siemens SCE Pagina di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

2 Il presente documento è stato redatto da Siemens A&D SCE (Siemens A&D Cooperates with Education) per scopi didattici. Siemens declina ogni responsabilità riguardo al contenuto. La diffusione e la riproduzione del presente documento, l'utilizzo e la trasmissione a terzi del relativo contenuto sono ammessi solo all'interno di Istituti Tecnici (I.T.I.S.), Professionali (I.P.S.I.A.), Università, Centri di Formazione ed Istituzioni Pubbliche di Formazione e perfezionamento. In tutti gli altri casi è richiesta l'autorizzazione scritta da Siemens A&D SCE (Siemens A&D Cooperates with Education). In caso di utilizzo abusivo si procederà alla richiesta di risarcimento danni. Sono riservati tutti i diritti compresi quelli di traduzione, in particolar modo in caso di brevetto e marchi registrati. Dispensa Siemens SCE Pagina 2 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

3 PAGINA:. Premessa Configurazione e funzioni del PLC Tipi di segnale nella tecnica di controllo Segnali binari Segnali analogici Sistemi numerici Sistema decimale Sistema binario Codice BCD (Codice ) Sistema esadecimale Rappresentazione dei sistemi numerici Regole di conversione Concetti di informatica Bit Byte Parola (word) Doppia parola (double word) Indirizzo bit Indirizzo byte Indirizzo parola Indirizzo doppia parola Configurazione di un PLC Funzionamento di un PLC Unità centrale di elaborazione (CPU) Sistema bus Alimentatore Memoria di programma RAM Flash EPROM Sistema di automazione SIMATIC S SIMATIC S Dispensa Siemens SCE Pagina 3 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

4 PAGINA: 2.7 Esecuzione del programma Memoria di programma Esecuzione lineare del programma Esecuzione strutturata del programma Blocchi utente Blocchi di sistema per le funzioni standard di sistema Linguaggio di programmazione STEP Informazioni generali Conversione STEP 5? STEP Norma IEC 63 sui PLC Struttura delle directory Configurazione e parametrizzazione Istruzioni Operazioni Operandi Indirizzamento Indirizzamento simbolico Indirizzamento assoluto Rappresentazione del programma Rappresentazione KOP Rappresentazione FUP Rappresentazione AWL Merker Merker a ritenzione Merker non a ritenzione Dispensa Siemens SCE Pagina 4 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

5 . PREMESSA Attualmente i controllori a logica programmabile, in breve PLC, sono l'elemento centrale dell'automazione. Grazie ai PLC è infatti possibile risolvere praticamente qualsiasi compito di automazione nel modo più vantaggioso. COMANDO STEUERN REGOLAZIONE REGELN SPS PLC SEGNALAZIONE E PROTOCOLLAZIONE MELDEN UND PROTOKOLLIEREN CALCOLO RECHNEN BEDIENEN UND BEOBACHTEN GESTIONE E SUPERVISIONE Questo modulo ha l'obiettivo di dare una visione generale del sistema di automazione S7-3 e del relativo software di programmazione STEP 7. Prerequisiti Poiché in questa prima parte vengono descritti i principi fondamentali non è necessario alcun requisito particolare. Dispensa Siemens SCE Pagina 5 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

6 2. CONFIGURAZIONE E FUNZIONI DEL PLC Il PLC ha il compito di controllare le operazioni di una macchina o un impianto sulla base di una sequenza di funzioni prestabilita e in funzione dei segnali ricevuti dai sensori. 2. TIPI DI SEGNALE NELLA TECNICA DI CONTROLLO I segnali elettrici presenti negli ingressi e nelle uscite possono essere suddivisi in due gruppi: segnali binari segnali analogici 2... SEGNALI BINARI I segnali binari possono assumere solo due stati, ovvero: Stato = tensione presente = ad es. interruttore ON Stato = tensione assente = ad es. interruttore OFF Dispensa Siemens SCE Pagina 6 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

7 Nella tecnica di controllo spesso si utilizza una tensione continua di 24V. Un livello di tensione di + 24V in un morsetto di ingresso corrisponde allo stato nell'ingresso corrispondente, mentre V corrisponde allo stato. Oltre allo stato del segnale è importante l'assegnazione logica del generatore di segnali. Deve essere noto se il generatore di segnale è un contatto normalmente chiuso o un contatto normalmente aperto. I contatti normalmente chiusi assumono lo stato quando sono attivi, un comportamento definito attivo o attivo low. Allo stesso modo un contatto normalmente aperto è attivo / attivo high, ovvero invia il segnale, quando viene attivato. Generalmente i generatori di segnale sono attivo. Un'applicazione tipica di un generatore di segnale attivo è il tasto per l'arresto di emergenza. Quando non è azionato (non è stato premuto) il tasto consente sempre il passaggio della corrente e quindi invia il segnale all'ingresso a cui è collegato (rilevamento rottura conduttore). La reazione connessa all'azionamento del tasto (ad es. la chiusura di tutte le valvole) ha luogo quando il segnale assumerà lo stato. Posizioni binarie Un segnale binario può quindi assumere solo i due valori (stati) e. Questo tipo di segnale viene definito anche "posizione binaria" e nel linguaggio tecnico viene chiamato bit. Più segnali binari in successione e disposti in un ordine preciso (code) corrispondono ad un segnale digitale. Mentre un segnale binario consente il rilevamento di una grandezza che può assumere solo due valori (ad es. porta aperta / chiusa), raggruppando più posizioni binarie è possibile generare, ad esempio, un numero o una cifra come informazione digitale. Il raggruppamento di n posizioni binarie consente di rappresentare 2n diverse combinazioni. Ad es. con 2 posizioni binarie è possibile generare 2x2, ovvero 4, diverse informazioni: Informazione (ad es. entrambi i contatti aperti) Informazione2 (contatto aperto / contatto 2 chiuso) Informazione3 (contatto chiuso / contatto 2 aperto) Informazione4 (entrambi i contatti chiusi) Dispensa Siemens SCE Pagina 7 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

8 2..2 SEGNALI ANALOGICI Diversamente dai segnali binari che possono assumere solo gli stati tensione presente +24V e tensione assente V, i segnali analogici possono assumere un numero maggiore di valori compresi in un dato intervallo. Un esempio tipico di generatore di segnale analogico è il potenziometro. Variando la posizione della manopola di regolazione è possibile impostare una resistenza qualsiasi compresa entro il valore massimo. Esempi di grandezze analogiche frequenti nella tecnica di controllo: temperatura C portata... 2l/min giri U/min ecc. Tali grandezze vengono convertite in valori di tensione, corrente o resistenza mediante un trasduttore di misura. Ad esempio, per rilevare il numero di giri di un motore si può decidere che l'intervallo da 5 a 5 U/min corrisponde all'intervallo di tensione da e +V e convertire i giri in tensione mediante un trasduttore di misura. Se viene rilevato un numero di giri di 865 U/min il trasduttore genera in uscita un valore di tensione pari a + 3, U/min 365 U/min V V: U/min =, V/U/min 365 U/min x, V/U/min = 3,65 V +V Dispensa Siemens SCE Pagina 8 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

9 Per poter elaborare i valori analogici con un PLC, è necessario convertire i valori di tensione, corrente o resistenza in formato digitale. La conversione analogico-digitale (conversione A/D) implica che, ad esempio, un valore di tensione di 3,65V venga memorizzato in una serie di posizioni binarie. Più posizioni binarie vengono utilizzate per la rappresentazione digitale, più precisa risulta la risoluzione. Se, ad esempio, per l'intervallo di tensione... +V si dispone di solo bit, è possibile una sola opzione, ovvero se la tensione misurata è compresa nell'intervallo.. +5V o nell'intervallo +5V... +V. Disponendo di 2 bit è invece possibile suddividere l'intervallo in 4 intervalli più piccoli, ovvero... 2,5 / 2, / ,5 / 7,5... V. I convertitori A/D più diffusi nella tecnica di controllo operano con 8 o bit. Con 8 bit si dispone di 256 intervalli di valori e con bit di una risoluzione di 248 intervalli. A/V 2mA/V V: 248 =,48828? è possibile rilevare Bit variazioni di tensione di 248 <5mV Dispensa Siemens SCE Pagina 9 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

10 2.2 SISTEMI NUMERICI Per elaborare gli indirizzi di celle di memoria, ingressi, uscite, temporizzatori, merker ecc. con il PLC non si utilizza il sistema decimale ma quello binario SISTEMA DECIMALE Per comprendere il sistema binario è innanzitutto necessario esaminare il sistema decimale. Nel nostro esempio vogliamo scomporre il numero 25. Il 2 corrisponde alle centinaia, l' alle decine e il 5 alle unità. In realtà la forma corretta per la scrittura del numero 25 sarebbe: Se si scrive l'espressione 2++5, come nel grafico sottostante, basandosi sulla potenza di, diventa chiaro che a ciascuna cifra del numero è associata una potenza di dieci. 2 Potenza di Z u g e o r d n e t e associata Z e h n e r p o t e n z Centinaia Hunderter Decine Zehner Unità Einer 2 5 Dezim alzahl Numero decimale * * 5 * 2 Ogni cifra del numero decimale è associata ad una potenza di. Dispensa Siemens SCE Pagina di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

11 2.2.2 SISTEMA BINARIO Il sistema binario conosce solo le cifre e che nella tecnica di elaborazione dati risultano particolarmente facili da rappresentare e interpretare. Come si vede nel grafico, i valori di un numero binario sono associati a potenze di Potenza Zugeordnete di 2 associata Zehnerpotenz Numero binario Dualzahl 3 2 * 2 * 2 * 2 * Numero decimale = 3 Dezimalzahl Nei numeri binari ogni cifra è associata ad una potenza di CODICE BCD (CODICE ) Per rappresentare valori numerici molto elevati spesso si ricorre al codice BCD (decimale codificato in binario). Le cifre decimali vengono espresse da cifre binarie. La cifra decimale con il valore più elevato è il 9. Per rappresentare il 9 si utilizzano potenze di 2 fino a 2 3, ovvero complessivamente quattro 4 cifre decimale = 9 Dezimal 8 decimale = 8 Dezimal Se rappresentare la cifra decimale più elevata richiede 4 cifre binarie, ciascuna cifra decimale sarà espressa da quattro cifre, una cosiddetta tetrade. Il codice BCD è quindi un codice a 4 bit. Dispensa Siemens SCE Pagina di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

12 Ogni cifra decimale ha un proprio codice. Ad esempio, il numero 285 è costituito da tre cifre decimali ciascuna delle quali corrisponde in codice BCD ad un'unità di quattro cifre binarie (tetrade) Ogni cifra decimale ha un proprio codice corrispondente ad una tetrade SISTEMA ESADECIMALE Il sistema esadecimale è un sistema che utilizza come valori posizionali le potenze del numero 6. È quindi un sistema numerico in base 6. Ogni cifra di un numero esadecimale è associata ad una potenza di 6. Complessivamente sono necessarie 6 cifre compreso lo zero. Per le cifre da a 9 si utilizza il sistema decimale, per le cifre da a 5 le lettere A, B, C, D, E ed F. Nei numeri esadecimali ogni cifra è associata ad una potenza di 6. Dispensa Siemens SCE Pagina 2 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

13 Dispensa Siemens SCE Pagina 3 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S RAPPRESENTAZIONE DEI SISTEMI NUMERICI Dezimalzahl Dualzahl Hexadezimalzahl A B C D E F 2 3 Numero decimale Numero esadecimale Numero binario

14 2.2.6 REGOLE DI CONVERSIONE La conversione da un sistema numerico all'altro si basa su alcune semplici regole che è importante conoscere perché trovano spesso impiego nell'ambito della tecnica di programmazione. Il sistema numerico su cui è basato un dato numero è indicato da un indice collocato a destra del numero. D corrisponde a decimale, B a binario e H a esadecimale. Spesso questa indicazione si rende necessaria perché una sequenza di cifre assume un valore completamente diverso in funzione del sistema numerico a cui appartiene. Ad esempio corrisponde al valore D nel sistema decimale (centoundici), nel sistema binario B corrisponderebbe al valore decimale 7 (x2 + x 2 + x2 2 ) mentre nel sistema esadecimale H corrisponderebbe al valore 273 (x6 + x6 + x 6 2 ). Conversione decimale binario I numeri decimali interi vengono divisi per 2 finché si ottiene il risultato zero. La sequenza di cifre corrispondenti al resto delle divisioni ( o ) forma il numero binario. Si noti la direzione in cui viene disposta la sequenza dei resti. Il resto della prima divisione corrisponde al primo bit a destra (quello con il valore più basso). Esempio: si vuole trasformare il numero decimale 23 nel corrispondente numero binario. resto resto resto resto resto resto resto capovolgere in senso orario Dimostrazione: x2 6 + x2 5 + x2 4 + x2 3 + x2 2 + x2 + x = 23 Dispensa Siemens SCE Pagina 4 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

15 Conversione decimale esadecimale La procedura è uguale a quella per la conversione decimale binario con la differenza che invece della base 2 viene utilizzata la base 6. Invece che per 2, le cifre verranno divise per 6. Esempio: si vuole trasformare il numero decimale 23 nel corrispondente numero esadecimale. resto capovolgere in senso orario resto Dimostrazione: 7 B 7x6 + x6 2 + = 23 Conversione binario esadecimale Per convertire un numero binario in formato esadecimale si stabilisce innanzitutto il valore decimale del numero binario (somma delle valenze). Quindi si converte il numero decimale in esadecimale dividendolo per 6 secondo il metodo precedentemente descritto. È inoltre possibile ricavare il valore esadecimale direttamente dal numero binario. A tale scopo si dovrà suddividere il numero binario in gruppi di quattro cifre partendo da destra: ogni gruppo di cifre corrisponde ad una cifra del numero esadecimale. Se necessario nel gruppo a sinistra si dovranno sostituire i bit mancanti con degli zeri. Esempio: si vuole trasformare direttamente il numero binario in numero esadecimale. B x2 3 + x2 2 + x2 + x2 x2 3 + x2 2 + x2 + x2 7 B H Dispensa Siemens SCE Pagina 5 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

16 2.3 CONCETTI DI INFORMATICA Nell'ambito dei controlli automatici spesso si ricorre a concetti propri dell'informatica e dell'elaborazione dati quali BIT, BYTE e PAROLA BIT Bit è l'acronimo di cifra binaria. Il BIT rappresenta l'unità di informazioni binaria (di due valori) più piccola che può assumere due soli stati "" o "". 24 V Tensione presente Spannung vorhanden V Tensione assente Spannung nicht vorhanden BYTE Il BYTE è un'unità costituita da 8 caratteri binari. Un byte è quindi costituito da 8 bit. B Y T E PAROLA (WORD) Stato Signalzustand del segnale Una parola (Word) è costituita da una sequenza di caratteri binari che in determinati contesti vengono utilizzati come una singola unità. La lunghezza della parola è di 6 caratteri binari. Le parole consentono di rappresentare, ad esempio: Numeri binari Caratteri Istruzioni per PLC Stato del segnale Parola Byte Byte Una parola è quindi costituita da 2 byte o 6 bit DOPPIA PAROLA (DOUBLE Siemens WORD) SCE (Siemens Cooperates with Education) La doppia parola (double word) ha una lunghezza di 32 caratteri binari. Dispensa Siemens SCE Pagina 6 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

17 Una doppia parola è quindi costituita da 2 parole, 4 byte o 32 bit. Altre unità utilizzate sono il Kilobit e il Kilobyte, che equivalgono a 2 ovvero rispettivamente a 24 bit e 24 byte, e il Megabit e il Megabyte che equivalgono rispettivamente a 24 Kilobit e a 24 Kilobyte INDIRIZZO BIT Per poter indirizzare i bit, è necessario assegnare una cifra, detta "indirizzo", a ciascun bit di cui è composto il byte. In tutti i byte l'ultimo bit a destra assume l'indirizzo, mentre il primo a sinistra ha l'indirizzo Indirizzo Bitadresse bit INDIRIZZO BYTE Anche i byte sono identificati da un numero detto "indirizzo byte". In tal caso nell'indirizzo viene specificato anche l'operando, per cui EB 2 corrisponde, ad esempio, al byte di ingresso 2 e AB 4 al byte di uscita 4. Una chiara identificazione dei bit viene ottenuta combinando l'indirizzo del bit e del relativo byte. L'indirizzo del bit viene separato da quello del byte mediante un punto. A destra del punto compare l'indirizzo del bit e a sinistra quello del byte. Byte E.7 E.6 E.5 E.4 E.3 E.2 E. E. Indirizzo Byteadresse byte Dispensa Siemens SCE Pagina 7 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

18 2.3.7 INDIRIZZO PAROLA La numerazione delle parole determina l'indirizzo della parola stessa. Nota: Con l impiego di parole, ad es. parola di ingresso (EW), parola di uscita (AW), parola di merker (MW) ecc., l'indirizzo corrisponde sempre all'indirizzo più basso dei due byte di cui è composta la parola. EW EW2 EB EB EB2 EB3 EW Indirizzo parola Nota: Con l elaborazione a parola, è importante considerare che, ad esempio, la parola di ingresso e la parola di ingresso hanno un byte in comune. Inoltre nel conteggio dei bit si procede da destra a sinistra. Ad esempio il bit di EW è E2., il bit è E il bit7 è E2.7, il bit8 è E..... il bt5 è E.7. Tra i bit7 e 8 c'è quindi un "salto" INDIRIZZO DOPPIA PAROLA La numerazione di doppie parole determina l indirizzo di due parole consecutive. Nota: L'indirizzo di una doppia parola, ad es. ED, AD, MD ecc., corrisponde sempre all'indirizzo più basso delle due parole che la compongono. ED EW EW2 EB EB EB2 EB3 EW Indirizzo doppia parola Dispensa Siemens SCE Pagina 8 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

19 2.4 CONFIGURAZIONE DI UN PLC I PLC sono sistemi prodotti in serie e caratterizzati da una configurazione adattabile alle esigenze dell'utilizzatore. Gli elementi logici, le funzioni di memorizzazione, i temporizzatori, i contatori ecc. per la tecnica di controllo vengono realizzati dal produttore e combinati in un'unità di controllo funzionante grazie alla programmazione. I PLC si differenziano principalmente dalle seguenti caratteristiche: quantità di ingressi e uscite capacità di memoria numero di contatori numero di temporizzatori funzioni di merker funzioni speciali velocità di elaborazione tipo di elaborazione del programma I PLC vengono realizzati assemblando "ad hoc" delle unità modulari. A partire da una configurazione di base, grazie alla struttura modulare è possibile realizzare sistemi di automazione adattabili alle più svariate esigenze applicative. Per il controllo di sistemi semplici vengono impiegati PLC compatti costituiti da unità chiuse con un numero prestabilito e non modificabile di ingressi e uscite. Un controllore logico programmabile (PLC) è costituito dai seguenti elementi fondamentali: Sistema di automazione Automatisierungsgerät PLC SPS Generatori di segnali Signalgeber Attuatori e segnalatori luminosi Stellgeräte bzw. Leuchtmelder Dispensa Siemens SCE Pagina 9 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

20 Il sistema di automazione è costituito da: Unità centrale con processore Zentralbaugruppe mit Prozessor Memoria Programmspeicher di programma Sistema Automatisierungsgerät di automazione Alimentatore Stromversorgungsbaugruppe Sistema Bussystem Bus Moduli Ein- und di Ausgabebaugruppen ingresso e uscita Struttura di un controllore logico programmabile (PLC): Stromversorgung für Signalgeber Alimentazione generatori di segnale Generatori Signalgeber di segnale (Sensori) Modulo di baugruppe uscita Alimen- Stromvertatorsorgungsbaugruppe Zentralbaugruppe Unità centrale Memoria di programma Programmspeicher Eingabe- Modulo di baugruppe ingresso Ausgabe- Processore Prozessor Attuatori / segnalatori luminosi Stellgeräte / Leuchtmelder Alimentazione attuatori /segnalatori luminosi Stromversorgung für Stellgeräte/ Leuchtmelder Dispensa Siemens SCE Pagina 2 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

21 2.5 FUNZIONAMENTO DI UN PLC 2.5. UNITÀ CENTRALE DI ELABORAZIONE (CPU) La tensione proveniente dai sensori viene applicata al blocco morsetti del modulo di ingresso. Nella CPU il processore elabora il programma in memoria e interroga gli ingressi per determinarne il livello di tensione. In funzione dello stato degli ingressi e del programma in memoria, il processore indica al modulo di uscita di inviare un segnale elettrico ai corrispondenti connettori della barra. Quindi, in base allo stato dei connettori dei moduli di uscita, gli attuatori o i segnalatori luminosi (o LED) vengono attivati o disattivati. Unità centrale (CPU) del PLC: + UE. UE. 2 = A. 3 OE OE =A 4. BE unità di controllo Steuerwerk Registro Anweisungsistruzioni Register Merker Merker Temporizzatori Interne Zeiten interni Contatori interni Interne Zähler Immagine di Prozeßabbild für digitale processo unddegli analoge ingressi/uscite Einund Ausgänge digitali e analogici Bus di periferia (modulo di bus) Peripheriebus ( Busmodul ) Ingresso digitale e analogico Eingabe digital und anlog Uscita digitale e analogica Ausgabe digital und analog Moduli Zeit-, Zählund Grenzwert- di temporizzazione, baugruppen conteggio e comparazione Dispensa Siemens SCE Pagina 2 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

22 Il contatore degli indirizzi interroga la memoria di programma istruzione per istruzione (in modo seriale) e fa sì che le informazioni vengano trasmesse dalla memoria di programma nel registro delle istruzioni in base al programma. Le memorie del processore vengono comunemente chiamate registri. L'unità di controllo riceve le istruzioni dal registro istruzioni. Mentre elabora un'istruzione, il contatore degli indirizzi scrive l'istruzione successiva nel registro. Il trasferimento dello stato degli ingressi nell'immagine di processo degli ingressi (IPI) è seguito dalla combinazione logica, dall'utilizzo dei temporizzatori, dei contatori, degli accumulatori e dal trasferimento del risultato logico combinatorio (RLC) nell'immagine di processo delle uscite (IPU). Una volta eseguito il programma utente, quando viene rilevata la fine del blocco (BE), lo stato viene trasferito dalla IPU nelle uscite. Il bus di periferia effettua lo scambio dei dati tra l'unità centrale e la periferia. Fanno parte della periferia i moduli di ingresso e di uscita digitali e analogici e i moduli di temporizzazione, conteggio e comparazione SISTEMA BUS Il sistema bus è un complesso di collegamenti elettrici per la trasmissione di segnali. Nel sistema di automazione lo scambio dei segnali tra il processore e i moduli di ingresso e uscita viene quindi regolato dal sistema a bus di processo. Il bus è costituito da tre conduttori di segnale paralleli: Bus indirizzi Adressbus Bus Bussystem di sistema Bus dati Datenbus Bus controllo Steuerbuse comando - Il bus indirizzi consente di indirizzare i moduli. - Il bus dati trasferisce i dati, ad esempio, dai moduli di ingresso a quelli di uscita. - Il bus di controllo e comando trasmette i segnali per il comando e il controllo dell'esecuzione delle funzioni nel dispositivo di automazione. Dispensa Siemens SCE Pagina 22 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

23 2.5.3 ALIMENTATORE L'alimentatore è collegato alla tensione di rete e fornisce la tensione ai moduli elettronici del sistema di automazione. La tensione erogata è di 24 Volt. Per le tensioni superiori a 24 Volt per l'alimentazione dei sensori, gli attuatori e i segnalatori luminosi, si devono utilizzare alimentatori o trasformatori supplementari MEMORIA DI PROGRAMMA Gli elementi di memoria sono componenti in cui le informazioni vengono memorizzate sotto forma di segnali binari. Per la memoria di programma vengono utilizzate prevalentemente memorie a semiconduttori. Le memorie possono essere composte da 52, 24, 248 ecc. celle. Convenzionalmente la capacità della memoria di programma (ovvero il numero di celle) viene indicata in multipli di K ( K corrisponde a 24). In ogni cella di memoria è possibile scrivere (programmare) un'istruzione mediante un dispositivo di programmazione. Ciascun elemento binario della cella può assumere lo stato "" o "" RAM L'acronimo RAM indica una memoria di lettura e scrittura a semiconduttori. Le singole posizioni di memoria sono identificate da indirizzi che consentono di accedere alle singole celle. Nelle celle le informazioni possono essere scritte un numero infinito di volte. La lettura delle informazioni non implica la perdita del contenuto della memoria. Tuttavia, poiché la RAM è una memoria volatile, perde le informazioni memorizzate quando non è presente l'alimentazione. La cancellazione della RAM viene effettuata elettricamente. La memoria di lavoro interna di un S7-3 è una RAM. La batteria tampone utilizzabile in opzione nel PLC ha lo scopo di impedire la perdita dei dati memorizzati FLASH EPROM EPROM è l'acronimo per Erasable ROM (Read Only Memory) ed è una memoria che può essere cancellata completamente per mezzo dell'esposizione ai raggi ultravioletti o ad una tensione e quindi riprogrammata. Per questo è adatta ad essere trasportata senza il rischio di perdere i dati. L'S7-3 offre la possibilità di memorizzare il programma con il PG in una cosiddetta Memory Card (Flash EPROM) in modo da poter ripristinare velocemente il sistema anche in caso di interruzione della corrente. La tensione di cancellazione e di scrittura della Flash EPROM è di 5V per cui è possibile cancellarla e scriverci anche quando è inserita nella CPU. Dispensa Siemens SCE Pagina 23 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

24 2.6 SISTEMA DI AUTOMAZIONE SIMATIC S7 SIMATIC S7 è il nome commerciale con il quale SIEMENS designa l'attuale serie di controllori programmabili. La famiglia di sistemi SIMATIC S7 è attualmente una delle colonne portanti dell'automazione nell'ambito della tecnologia di produzione e di processo, la Totally Integrated Automation SIMATIC S7-3 Moduli I PLC SIMATIC S7-3 sono costituiti, oltre che dalla CPU, dai seguenti moduli: PS: IM: SM: FM: CP: Ingresso - Send DI / DO Conteggio - Punto a punto AC 2V/23V - Receive - DC 24 V Regolazione - PROFIBUS DP/FMS Uscita - Send / AC 2/23V Posizionamento DC 24V Receive Relè Camme Posizione - 2A NC - 5A AI/AO - A - Tensione FM-ATB - Corrente - Tecnologia utente - Resistenza (piattaforma MS-DOS/C) - Termocoppia Dispensa Siemens SCE Pagina 24 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

25 Tipi di CPU Nella tabella sono riportate alcune CPU della famiglia S7-3. Ne sono disponibili altre con ottime prestazioni e ne vengono continuamente prodotte di nuove, ma sono caratterizzate unicamente da una migliore capacità di calcolo, una caratteristica del tutto irrilevante per i semplici programmi che verranno svolti nel corso. CPU 32 IFM CPU 33 CPU 34 IFM CPU 34 CPU 35 CPU35-2DP 2K istruzioni 6Kbyte memoria di lavoro - 2Kbyte memoria di caricamento 4K istruzioni 2Kbyte memoria di lavoro - 2Kbyte memoria di caricamento 8K istruzioni 24Kbyte memoria di lavoro - 4Kbyte memoria di caricamento 8K istruzioni 24Kbyte memoria di lavoro - 4Kbyte memoria di caricamento 6K istruzioni. 48Kbyte memoria di lavoro - 8Kbyte memoria di 28 byte DI/DO 28 byte DI/DO 52 byte DI/DO 52 byte DI/DO 24 byte DI/ DO 6K istruzioni. 48Kbyte memoria di lavoro - 8Kbyte memoria di caricamento 24 byte DI/DO 32 byte AI/AO 32 byte AI/AO 64 byte AI/AO 64 byte AI/AO 28 byte AI/AO 28 byte AI/AO,6 ms / K comandi,6 ms / K comandi,3 ms / K comandi,3 ms / K comandi,3 ms / K comandi,3 ms / K comandi 24 merker 248 merker 248 merker 248 merker 248 merker 248 merker 32 contatori 64 contatori 64 contatori 64 contatori 64 contatori 64 contatori 64 temporizzatori 28 temporizzatori 28 temporizzatori 28 temporizzatori 28 temporizzatori 28 temporizzatori DI/6DO on board di cui 4 DE per gli interrupt di processo o le funzioni integrate. contatore veloce EPROM integrata da 2K byte 2 DI/6DO on board di cui 4DE per gli interrupt di processo o le funzioni integrate. contatore veloce 4 AI / AA on board risoluzione: bit + segno EPROM integrata da 4 KByte Connessione PROFIBUS DP integrata (master / slave) assegnazione indirizzi parametrizzabile Dispensa Siemens SCE Pagina 25 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

26 CPU compatte: Di recente è stata anche creata una serie di CPU particolari, che per la costruzione compatta, i costi contenuti e per le eventuali interfacce di comunicazione integrate, si prestano in modo ottimale a scopi di formazione. Questi CPU compatte sono, per funzionalità e maneggevolezza, simili alle CPU standard. La seguente tabella presenta una panoramica delle CPU compatte disponibili. CPU 32C CPU 33C CPU 33C-2DP CPU 34C-2DP Tempi di.2 / 4 / 4µs. / 2 / 2µs. / 2 / 2µs. / 2 / 2µs. elaborazione (binario/virgola fissa /virgola Memoria mobile) di lavoro 6 KB 32 KB 32 KB 48 KB SIMATIC Micro Memory Card 64 KB... 4MB 64 KB...4 MB 64 KB...4 MB 64 KB...4 MB Periferia on board DI/DO AI/AO *PT / 6 -/- 24 / 6 4+*/2 6 / 6 -/- 24 / 6 4+* / 2 Funzioni tecnologiche - Conteggio/Frequenza - Uscite ad impulsi - Regolazione - Posizionamento 2 (khz) 2 (2,5 khz) no no 3 (3kHz) 4 (2,5 khz) sì no 3 (3kHz) 4 (2,5 khz) sì no 4 (6kHz) 4 (2,5 khz) sì Interfacce - MPI 87,5 kbaud - Funzionalità DP sì no sì no sì Master/Slave sì Master/Slave Dispensa Siemens SCE Pagina 26 di 46 Modulo Edizione: /24 Principi di programmazione PLC con SIMATIC S7-3

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