Blog circa Progressi di produzione intelligente di PLC Power

Immaginate una fabbrica dove le macchine funzionano con precisione ed efficienza, orchestrate da un modesto ma potente dispositivo: il programmabile controller logico (PLC).Questa meraviglia tecnologica è diventata la pietra angolare della moderna automazione industriale, trasformando i processi produttivi in tutto il mondo.

Un PLC è un computer industriale specializzato progettato per l'affidabilità, le prestazioni in tempo reale e la resilienza in ambienti difficili.I PLC monitorano continuamente i segnali di ingresso dai sensori e dalle apparecchiature, eseguono logica programmata e controllano attuatori per automatizzare i processi industriali.

Concepire il PLC come il sistema nervoso centrale dell'automazione industriale. riceve informazioni da input sensoriali (sensori), elabora questi dati attraverso logica programmata (il "cervello"),e comanda azioni fisiche (attuatori) per eseguire flussi di lavoro automatizzati.

Il funzionamento del PLC segue un ciclo consistente in tre fasi:

1. Acquisizione di input:I PLC raccolgono dati in tempo reale tramite moduli di input da dispositivi di campo. Questi segnali possono essere digitali (stati on/off discreti) o analogici (misure continue come temperatura o pressione).
2. Esecuzione del programma:Il PLC elabora i dati di ingresso secondo logica programmata, che va dalle semplici operazioni di commutazione agli algoritmi di controllo complessi.
3. Controllo di uscita:Sulla base dei risultati del programma, i moduli di uscita comandano agli attuatori di regolare motori, valvole, riscaldatori e altre attrezzature industriali.

Considerate un sistema di controllo delle valvole: i sensori di posizione alimentano i dati al PLC, che confronta le posizioni attuali e target.

I PLC gestiscono due tipi fondamentali di segnale:

• I/S digitale:Segnali binari che rappresentano gli stati di accensione/spena (1 o 0), come gli interruttori di limite che indicano la posizione dell'apparecchiatura.
• Input/uscita analogica:Segnali variabili continui come le letture di temperatura convertite in valori di tensione o corrente.

• Dati dell'apparecchiatura:Le letture dei sensori, compresi gli stati degli interruttori, le misurazioni analogiche e gli indicatori di stato del dispositivo.
• Input dell'operatore:Comandi da interfacce uomo-macchina (HMI) o sistemi SCADA tramite pulsanti, touchscreen o altri dispositivi di controllo.

• Comandi di attuatore per valvole, motori e riscaldatori
• Avvisi visivi/audibili tramite luci e allarmi

I PLC eseguono programmi in cicli ripetitivi:

1. Scansione di input:Legge tutti gli stati di input in memoria
2. Esecuzione del programma:Processo dei dati di ingresso secondo la logica di controllo
3. Aggiornamento di uscita:Invia comandi ai dispositivi di output
4. Diagnostica del sistema:Esegue autocontrolli e aggiorna lo stato interno

Unità compatte e integrate con capacità di espansione limitata, ideali per applicazioni su piccola scala come macchine di imballaggio o sistemi di trasporto di base.offrono meno flessibilità per gli aggiornamenti del sistema.

Sistemi configurabili con componenti intercambiabili (CPU, moduli I/O, alimentatori) che si adattano a esigenze di automazione complesse.semplificano la manutenzione mediante la sostituzione dei moduli piuttosto che le complete revisioni del sistema.

I PLC sono emersi come successori dei sistemi di controllo basati su relè, offrendo:

• Flessibilità programmabile senza ri-cavificazione
• Maggiore affidabilità grazie all'elettronica allo stato solido
• Capacità avanzate di diagnostica e manutenzione
• Algorithmi di controllo sofisticati per una maggiore efficienza

Lo standard IEC 61131-3 definisce cinque linguaggi di programmazione PLC:

1. Logic della scala (LD):Programmazione grafica basata su circuiti a relè
2. Diagramma di blocco di funzione (FBD):Rappresentazione logica di controllo modulare
3. Grafico delle funzioni sequenziali (SFC):Controllo del processo basato su fasi
4. Testo strutturato (ST):Programmazione algoritmica di alto livello
5. Lista delle istruzioni (IL):Codice di basso livello simile all'assemblaggio

I PLC formano lo strato di controllo all'interno di architetture di automazione complete:

• Sistemi SCADA:Fornire monitoraggio di vigilanza e analisi dei dati su più PLC
• HMI:Abilitare l'interazione dell'operatore tramite interfacce touchscreen

Le reti industriali collegano i PLC ad altri sistemi attraverso standard tra cui:

• Modbus (comunicazione seriale)
• Profibus (autobus da campo ad alta velocità)
• Ethernet/IP (Ethernet industriale)
• OPC (interoperabilità tra piattaforme)

La tecnologia PLC continua ad evolversi con i progressi dell'IoT industriale (IIoT):

• Integrazione dell'apprendimento automatico per la manutenzione predittiva
• Connettività cloud per il monitoraggio remoto
• Formati di dati standardizzati come Sparkplug B per le comunicazioni MQTT

Mentre i PLC dominano l'automazione industriale, le tecnologie emergenti includono:

• Controller di automazione programmabili (PAC) che combinano affidabilità PLC e funzionalità PC
• Calcolatori industriali integrati per applicazioni specializzate

I PLC rimangono la soluzione preferita per la maggior parte delle applicazioni di controllo industriale a causa della loro comprovata affidabilità, convenienza e facilità d'uso.,Infine, la Commissione ha proposto di introdurre un nuovo sistema di controllo delle emissioni di carbonio.