Tipologie di Controlli in Ambito Industriale Monitoraggio. Algoritmi di supervisione, capaci di individuare condizioni di funzionamento anomalo, di memorizzare ed analizzare la storia del processo. Sequenziamento. Passi di lavorazione sequenziali e ciclici (manufacturing) Home Stato sensori Comandi attuatori

Controllo a Ciclo Chiuso. (Process Control) Tipologie di Controlli in Ambito Industriale Controllo a Ciclo Chiuso. (Process Control) errore Strategia di controllo Attuatori Processo Sensori Riferimento Rispetto al Sequencing: dinamiche più spinte frequenze di campionamento di più elevate elevato numero di I/O.

Dispositivi di Controllo Classici Monitoraggio: utilizzo di display, di indicatori analogici, di segnalatori di allarme e logica digitale Sequenziamento: utilizzo di sistemi basati su relay, logica digitale, timers, contatori Controllo a Ciclo Chiuso: sistemi di controllori (PID) basati su amplificatori DC o su sistemi pneumatici (ambiente esplosivi)

Dispositivi di Controllo basati su Elaboratori Vantaggio dell'uso di Elaboratori Flessibilità, Riusabilità, Costo Limiti dell'uso di computer tradizionali (PC) Schedulazione real-time (esigenze temporali dell'ordine del ms) Ambiente industriale ostile all’uomo: range di temperatura molto ampio, sporcizia, polvere (1) Presenza di forti campi elettromagnetici, disturbi elettrici(1) Alimentazione soggetta a forti variazioni di tensione o corrente (1) Flusso informativo I/O: Tipologia (A/D), Quantità, Livelli di Tensione particolari (0-24 V digitale, 0-10 V analogico, 4-20 mA-analogico) Continua……. Nota (1): Limiti superati dai PC industriali

Dispositivi di Controllo basati su Elaboratori Calcolo non orientato al bit Necessità di ripristinare lo stato corrente immediatamente alla riaccensione dopo la mancanza di alimentazione (problemi relativi a Sistema operativo, stato dei registri e variabili) Linguaggi di programmazione molto lontani dai sistemi basati su relay Monitoring on-line Vantaggio dell'uso di PLC possiede tutte le caratteristiche precedenti

Programmable Logic Controller Moduli fondamentali: Armadio. Assicura connessione meccanica, collegamento elettrico, messa a terra. Modulo Processore + Memoria: Processore: è possibile utilizzare microprocessori comuni o appositamente orientati alla gestione dei singoli bits. Memoria distinta in: Area S.O. (ROM/EEPROM/Flash Memory) Area Parametri (ROM/EEPROM/Flash Memory) I/O (RAM) Area Programmi Utente (EEPROM/Flash Memory) Area di Lavoro (RAM e/o EEPROM/Flash Memory) Area Dati Utente (RAM e/o EEPROM/Flash Memory) Area per Timers e Contatori (RAM e/o EEPROM/Flash Memory) RAM può essere alimentata con batterie tampone RAM limitata a centinaia di Kbytes Central Processor + RAM/ROM

Programmable Logic Controller Moduli I/O Analogici/Digitali Valori di ON/OFF Digitali: 0-24V (raramente 0-5V TTL) Valori dei segnali Analogici trattati: 5V, 10V, 0-5V, 4-20mA in continua Isolamento galvanico tramite fotoaccoppiatori o trasformatori per proteggere il PLC da impulsi di tensione Indirizzamento dei moduli I/O basato sulla loro posizione nell'armadio Terminale di Programmazione Tramite terminali a tastiera (per piccoli programmi) Tramite PC. Programmazione off-line e supervisione on-line.

Esempio di Programmable Logic Controller Saia Burgess - PCD1

Esempio di Programmable Logic Controller Siemens S7

Principi di Funzionamento di un PLC Lettura degli ingressi Aggiornamento delle Uscite Programma Copia Ingressi in RAM Copia dalla RAM verso le Uscite Uso della RAM in accordo al programma Program Scan Program Scan: tipicamente 2-3 ms per Kbyte di programma

Limiti Imposti dal Funzionamento PLC Limite sul periodo dei segnali di input: Teorema di Shannon se f è la frequenza di variazione, essa deve essere minore o uguale a 1/(2•durata del Program Scan) Esempio: se la durata del Program Scan è 40 ms, allora la massima frequenza del segnale di input può essere 1/(0.08)=12.5 Hz.

Limiti Imposti dal Funzionamento PLC Ritardi Casuali tra dati di ingresso e uscita del programma