PLC Sistemi a Logica Programmabile Il linguaggio Ladder-Parte

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1 PLC Sistemi a Logica Programmabile Il linguaggio Ladder-Parte Prima Prof. Nicola Ingrosso Guida di riferimento all applicazione applicazione dei Microcontrollori Programmabili IPSIA G.Ferraris Brindisi ipsiaferraris.it

2 PLC Generalità sul linguaggio LADDER 1/3 Automazione Industriale I LINGUAGGIO LADDER O KOP Questo linguaggio di programmazione è stato il primo ad essere introdotto: si può dire che è nato con il PLC. Un programma viene costruito come una serie di contatti aperti e chiusi in combinazione logica, collegati ad una uscita (rappresentata dalla bobina di un relè, di un temporizzatore, di un contatore, ecc ). Sulla base dello stato degli ingressi (contatti), si determina o meno l attivazione dell uscita, l uso del ladder è in pratica una concessione alle abitudini di lavoro dei quadristi, primi utenti del PLC, e degli elettricisti, cui è demandata la manutenzione e la riparazione dell impianto controllato dal PLC.

3 PLC Generalità sul linguaggio LADDER 2/3 Automazione Industriale Lo schema a relè o KOP è molto ben leggibile da parte di questi tecnici, per loro abitudine di lavoro e formazione professionale. Data la semplicità e la rapida intuitività, è stato rapidamente adottato da tutti i costruttori e dai tecnici anche con formazione più propensa all elettronica e all informatica. Ciò nonostante l uso di tale linguaggio di programmazione, anche se tuttora molto diffuso, tende a diminuire a causa della sua limitatezza espressiva, essendo con l evoluzione della tecnica costruttiva dei PLC aumentate le funzioni implementate e programmabili con i PLC. Lo schema a contatti viene disegnato direttamente sul display del dispositivi di programmazione utilizzando appositi tasti contrassegnati dai simboli. E molto in uso la possibilità di utilizzare editor grafici su personal computer, disegnare il ladder e trasferirlo al PLC con opportune funzioni di connessioni. La simbologia caratteristica di un diagramma ladder è quella americana:

4 PLC Generalità sul linguaggio LADDER 3/3 Automazione Industriale SEGNALE SEGNALE INVERTITO USCITA O RELE INTERNO CNT XX YY S CONTAIMPULSI FUNZIONE DI SET Tim XX YY TEMPORIZZATORE R f f FUNZIONE DI RESET SIMBOLO GENERICO DI FUNZIONE

5 Simboli fondamentali (logici) 1 SIMBOLO DEL SEGNALE CORRISPONDENTE AL CONTATTO COME VIENE LETTO DAL MODULO DI INGRESSO: Condizione vera (passaggio di corrente o continuità circuitale) quando all ingresso è collegato un contatto N.C. RLC (risultato logico combinatorio 1) viceversa con contatto N.O. RLC (risultato logico combinatorio 0) non vi è passaggio di corrente Operandi ammessi Per PLC IDEC Micro I0 I1.I17 Per gli ingressi Q1 Per contatti riferiti alle uscite M0 M1 Per contatti riferiti ai relè interni o Merker

6 Simboli fondamentali (logici) Operandi ammessi SIMBOLO DEL SEGNALE 2 Per PLC CORRISPONDENTE ALLA IDEC Micro.. NEGAZIONE: (Inverso di quello che viene letto dal modulo di ingresso) I0 I1.I17 Condizione vera (passaggio di corrente o Per gli ingressi continuità circuitale) quando all ingresso è Q1 collegato un contatto N.O. RLC (risultato Per contatti logico combinatorio 1) viceversa con contatto riferiti alle uscite N.C. RLC (risultato logico combinatorio 0) Con M0 M1 il simbolo indicato il PLC rileva un segnale Per contatti logico inverso dal segnale fisico. riferiti ai relè interni o Merker

7 Simboli fondamentali (logici) SIMBOLO USCITA O I0 = Esempio: I1= 1 = 1 RELE INTERNO Viene inserito alla fine di una linea del LADDER. Condizione vera (passaggio di corrente o continuità circuitale e abilitazione ON dell uscita ) quando RLC (risultato logico combinatorio di tutti i contatti o funzioni inseriti precedentemente è = 1) I0 I1 Uscita abilitata Operandi ammessi Per PLC IDEC Micro Q1 M0 M1

8 Tim XX YY Simboli fondamentali (logici) TEMPORIZZATORE: abilitazione ON dell uscita ) quando RLC (risultato logico combinatorio = 1) dopo che è passato il tempo di Preset Operandi ammessi Per PLC IDEC Micro.. XX -da 0-79 o 0-99 (dipende dal modello) YY -base dei tempi I0 = 1 Esempio: T0 = 1 = 1 I0 T0 10 sec Uscita abilitata -da 1 a 9999

9 CNT XX YY Simboli fondamentali (logici) I0 = x impulsi Esempio: C0 = 50 = 1 CONTAIMPULSI: abilitazione ON dell uscita ) quando RLC (risultato logico combinatorio = 1) dopo che è stato raggiunto il valore impostato dal Preset I0 C0 50 Uscita abilitata Operandi ammessi Per PLC IDEC Micro.. XX -da 0-46 o 0-99 (dipende dal modello) YY -conteggio -da 1 a 9999

10 S Simboli fondamentali (logici) FUNZIONE DI SET: Operandi ammessi Per PLC IDEC Micro R I0 = 1 Esempio: = 1 FUNZIONE DI RESET: Le uscite, i relè interni ecc. possono essere attivati (portati alla condizione ON) o ripristinati (portati alla condizione OFF) utilizzando le istruzioni SET e RESET abbinate all indirizzo dell uscita e del merker interno ecc.. I0 S I0 = 1 Esempio: = Q1 M0 M1 I0 R

11 PLC: programmazione Costruzione di elementi logici fondamentali Combinando opportunamente i simboli è possibile riprodurre le operazioni logiche fondamentali: Fase I1 AND I2 Neutro AND (contatti normalmente aperti in serie) I3 Q1 OR (contatti normalmente aperti in parallelo) I4 OR

12 Esempio di applicazione sui componenti fondamentali I1 AND I2 Analizzando il circuito AND verifichiamo quando l uscita 200 viene attivata. Il PLC analizza l ingresso l I1 e lo memorizza, poi analizza l ingresso l I2 e lo memorizza, ne esegue la funzione AND se il RLC (risultato logico combinatorio) è 1 attiva l uscita l I1 I2 I1 I2 I1 I2 RLC=1 RLC=0 RLC=1 RLC=0 RLC=1 Step 1 Ingresso 1 ON Step 2 Ingresso 2 ON Step 3 RLC=1 Uscita ON

13 Esempio di applicazione sui componenti fondamentali I3 I4 I3 I4 OR Step 1 Ingresso I3 ON Uscita ON RLC=1 Analizzando il circuito OR verifichiamo quando l uscita viene attivata. Il PLC analizza l ingresso l I3 e lo memorizza, poi analizza l ingresso l I4 e lo memorizza, ne esegue la funzione OR se il RLC (risultato logico combinatorio è 1) attiva l uscita l I3 I4 Step 2 Ingresso I4 ON Uscita ON RLC=1 I3 I4 Step 3 RLC=1 Ingresso I3-I4 ON Uscita ON

14 Esempio di applicazione sui componenti fondamentali Punto di connessione in serie I2 Punto di connessione serie I3 I4 Mette in serie il risultato immediatamente precedente l istruzione con il risultato temporaneamente memorizzato. Step1 = Rileva il segnale I2 Step2 = Memorizza temporaneamente l ingresso I2 e rileva il segnale I3. Step3 = Mette in parallelo l ingresso l I3 con l ingresso l I4. Step4 = Mette in serie il risultato dell operazione di parallelo con il risultato memorizzato di I2

15 Esempio di applicazione sui componenti fondamentali Punto di connessione in parallelo I0 I2 I1 I3 Punto di connessione parallelo Mette in parallelo il risultato immediatamente precedente l istruzione con il risultato temporaneamente memorizzato. Step1 = Rileva il segnale I0 Step2 = Mette in serie l ingresso l I0 con l ingresso I1 Step3 = Memorizza il risultato dell operazione AND e poi rileva l ingresso I2 Step4 = Mette in serie l ingresso l I2 con l ingresso I3 e lo memorizza Step5 = Mette in parallelo il risultato memorizzato nello step3 con quanto memorizzato nello step4

16 Esempio1 di applicazione sui componenti fondamentali Esempio1 Nell applicazione la logica di controllo richiede che si azioni un motore (uscita ) quando viene premuto il pulsante s2 (I0) a condizione che il pulsante di Stop (I1) sia chiuso. Con segnalazione Motore On e Motore OFF Fase I0 I1 Neutro Motore stop start I1 I0 Q1 PLC Q2 Lampada Verde Lampada Rossa

17 PLC: programmazione con AWL Automazione Industriale Esempio1 Soluzione realizzata in AWL per Micro.. IDEC n.istruzione Codice Commento 000 LOD I0 legge il valore ingresso I0 (pulsante di start) 001 OR effettua il parallelo con (autoritenuta) 002 AND I2 effettuata la serie con ingresso I1 (pulsante di stop) 003 OUT attiva l uscita (motore) 004 LOD legge lo stato uscita 005 OUT Q1 se = 1 (attiva lampada verde) 006 LODN legge la negazione stato uscita 007 OUT Q2 se = 0 negato RCL=1 (attiva lampada rossa) 008 END Fine del programma

18 Esempio2 di applicazione sui componenti fondamentali Nell applicazione la logica di controllo richiede che si azioni la pompa (uscita ) per far sì che il livello del liquido venga riportato al livello alto (sensore I1) ogni volta che il sensore di livello basso (I0) non dà più segnale Gli ingressi sono sensori di livello a fibre ottiche entrambi del tipo NC (normalmente chiusi). Ovvero, se i sensori NON sono immersi nel liquido forniscono un segnale ON. Immersi nel liquidi forniscono OFF. livello alto livello basso PLC uscita pompa

19 Esempio di applicazione sui componenti fondamentali La soluzione: Si usa lo stato M0 di appoggio che indica lo stato della pompa. Se la pompa è stata precedentemente attivata, deve funzionare finché anche il sensore I1 diventa attivo. Se i due sensori diventano entrambi attivi (livello basso), la pompa viene attivata indipendentemente dallo stato precedente. Fase I0 I1 M0 Neutro livello alto I1 M0 I0 livello basso PLC M0 uscita pompa