Parte introduttiva PLC
annuncio pubblicitario
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE Docente: Stefano Vitturi Ricercatore C.N.R. Istituto di Elettronica e di Ingegneria dell’Informazione e delle Telecomunicazioni IEIIT - C.N.R. Unità Staccata presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Università di Padova Via Gradenigo 6/B Telefono 049.8277960 Fax 049.8277699 e-mail: [email protected] 1 Corso AUTOMAZIONE INDUSTRIALE Materiale didattico disponibile sul sito: www.dei.unipd.it/corsi/autind 2 Testi consigliati e per consultazione • Appunti e dispense delle lezioni • C. G. Cassandras, S. Lafortune: Introduction to Discrete Event Systems Kluwer Academic Publishers 1999 • A. Di Febbraro, A. Giua. Sistemi ad Eventi Discreti McGraw-Hill 2002. 3 CONTROLLORI LOGICI PROGRAMMABILI (PLC) 4 CONTROLLORI LOGICI PROGRAMMABILI (PLC) • Struttura hardware • Software • Sistemi di interfaccia operatore 5 STRUTTURA HARDWARE • CPU • Sezione di ingresso\uscita • Interfaccia con altri dispositivi 6 Interfaccia Seriale Memoria Unità Centrale Alimentatore Interfacce verso reti di comunicazione Schede di ingresso/uscita Interfaccia verso I/O distribuiti Guida profilata Schede di uscita digitali Schede di ingresso digitali Interfaccia I/O distribuiti Guida profilata Schede di ingresso analogiche Schede di uscita analogiche Schede speciali Interfaccia I/O distribuiti Guida profilata 7 SOFTWARE • Sistema di sviluppo • Supporto fisico • Linguaggi di programmazione 8 LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE • Schema a contatti • Schema funzionale • Lista di istruzioni • Linguaggi di alto livello 9 Sequential Flow Chart Linguaggio a contatti E 5.1 E 5.2 A 1.0 S1 E 5.3 Transizione T1 Step T6 Rami simultanei S2 T2 Schema funzionale E 5.1 Rami alternativi S3 S7 & E 5.2 T3 T7 > =1 E 5.3 S4 A 1.0 T9 S8 T10 T8 T4 S5 S10 S9 Lista di istruzioni T5 U E 5.1 U E 5.2 ON E 5.3 = A 1.0 S6 T6 S2 Salto 10 PERCHE’ USARE UN PLC • Per sostituire logiche cablate con logiche programmabili • Per sostituire l’operatore umano nelle funzioni di routine • Per migliorare la qualità delle operazioni di routine 11 PLC o PC • Un PC è un dispositivo “general purpose” che può essere usato per l’automazione di impianti in sostituzione di un PLC • TUTTAVIA: – Un PC non ha la robustezza elettro/meccanica che spesso è necessaria – La sezione di ingresso/uscita deve essere realizzata ad hoc, spesso con schede di produttori diversi – Ci possono essere problemi di compatibilità hardware/software – L’uso di un PC richiede programmatori esperti 12 Funzionamento • • • • Ciclo di programma Tempo di ciclo Tempo di reazione Banda passante 13 Tipi di ciclo • • • • Sincrono in ingresso - Sincrono in uscita Asincrono in ingresso - Sincrono in uscita Sincrono in ingresso - Asincrono in uscita Asincrono in ingresso - Asincrono in uscita 14 Sistema Operativo • • • • • Controllo del ciclo di funzionamento Gestione della sezione di ingresso/uscita Gestione degli interrupt Funzioni diagnostiche Funzioni ausiliarie 15 TABELLA DI CORRISPONDENZA BLOCCO INDIRIZZO BLOCCO 1 C007 BLOCCO 2 2112 .... BLOCCO K AFF0 .... BLOCCO N 7351 BLOCCO PRINCIPALE BEGIN JMP BLOCCO 1 JMP BLOCCO 2 .... ..... ..... JMP BLOCCO N END rich iest a in diriz zo b l cco 1 zo blo indiriz K M st a hie ric BLOCCO K AFF0 STATEMENT STATEMENT .... .... .... STATEMENT cc ok .... ...... ........ ..... ROUTINE 2 k 1 2 in di riz zo STATEMENT STATEMENT .... JMP BLOCCO .... STATEMENT z iriz ind lo ob ADDRESS bl oc co BLOCCO 1 C007 occ o1 i_read ....... ....... ..... ..... .... ...... ........ ..... ...... ...... ROUTINE X .... ...... ........ ..... 1 2 SISTEMA OPERATIVO L MEMORIA DI SISTEMA MEMORIA DI PROGRAMMA 16 Sezione di Ingresso/Uscita Continua 5V 24 V 110 V Alternata 240 V Tensione Segnali digitali Contatti di relè Tensione 0-10 V ± 10 V Segnali analogici Corrente 0-10 mA ± 10 mA 4-20 mA Schede con 4, 8, 16, 32 segnali Riferimenti per gruppi di segnali 17 Schede speciali • Sgravano la CPU dalla gestione di segnali “particolari”: – – – – Termocoppie Pt100 Misure di pressione Contatori veloci (encoder) 18 Isolamento Galvanico • Separazione elettrica tra elettronica di elaborazione e campo • Schede digitali: ¾optoisolatori, relè • Schede analogiche: ¾trasformatori di isolamento, amplificatori di isolamento, otpoisolatori (su segnali digitali) 19 ALLA CPU CONTROLLORE PROGRAMMABILE CAMPO INGRESSO DIGITALE IN TENSIONE NON ISOLATO ALLA CPU CONTROLLORE PROGRAMMABILE CAMPO INGRESSO DIGITALE IN TENSIONE ISOLATO ALLA CPU BOBINA DEL RELE' CONTROLLORE PROGRAMMABILE INGRESSO DIGITALE A CONTATTO DI RELE' CAMPO 20 DALLA CPU CONTROLLORE PROGRAMMABILE CAMPO USCITA DIGITALE IN TENSIONE NON ISOLATA DALLA CPU CONTROLLORE PROGRAMMABILE CAMPO USCITA DIGITALE IN TENSIONE ISOLATA DALLA CPU BOBINA DEL RELE' CONTROLLORE PROGRAMMABILE USCITA DIGITALE A CONTATTO DI RELE' CAMPO 21 ISOLAMENTO GALVANICO SEGNALE 1 INGRESSO 1 RIFERIMENTO SEGNALE 1 INGRESSO 2 CIRCOLAZIONE DI CORRENTE NEL LOOP DI MASSA V0 E0 DIFFERENZA DI POTENZIALE TRA I RIFERIMENTI SEGNALE 3 INGRESSO 3 V0 RIFERIMENTO SEGNALE 3 INGRESSO 4 RIFERIMENTO SCHEDA DI INGRESSO DEL CONTROLLORE PROGRAMMABILE (QUATTRO INGRESSI ISOLATI IN UN UNICO GRUPPO) A) ISOLAMENTO GALVANICO SEGNALE 1 INGRESSO 1 INGRESSO 2 RIFERIMENTO SEGNALE 1 NON C'E' CIRCOLAZIONE DI CORRENTE PERCHE' L'ISOLAMENTO GALVANICO TRA GLI INGRESSI IMPEDISCE CHE SI FORMI UN LOOP DI MASSA V0 E 0 DIFFERENZA DI POTENZIALE TRA I RIFERIMENTI SEGNALE 3 INGRESSO 3 RIFERIMENTO SEGNALE 3 V0 INGRESSO 4 SCHEDA DI INGRESSO DEL CONTROLLORE PROGRAMMABILE (QUATTRO INGRESSI ISOLATI SINGOLARMENTE) B) 22
