PLCPROGRAMMABLE LOGIC

CONTROLLER

CON RIFERIMENTO ALLE CPU SIEMENS

ST – 200

ED AL SW STEP 7 MICRO/WIN 32

DEFINIZONE

•SISTEMA ELETTRONICO A FUNZIONAMENTO DIGITALE DESTINATO ALL’USO IN AMBITO INDUSTRIALE, CHE UTILIZZA UNA MEMORIA PROGRAMMABILE PER L’ARCHIVIAZIONE INTERNA DI ISTRUZIONI ORIENTATE ALL’UTILIZZATORE PER L’IMPLEMENTAZIONE DI FUNZIONI SPECIFICHE, COME QUELLE LOGICHE, DI SEQUENZIAMENTO, DI TEMPORIZZAZIONE, DI CONTEGGIO E DI CALCOLO ARITMETICO, PER CONTROLLARE, MEDIANTE INGRESSI ED USCITE, SIA DIGITALI CHE ANALOGICI, VARI TIPI DI MACCHINE E PROCESSI

MICROSISTEMI DI NUOVA GENERAZIONE

•POSSIBILITA’ DI COMUNICARE LIBERAMENTE VIA RETE (12 Mbit/s) E DI COLLEGARSI ALLA RETE GSM DEI TELEFONI CELLULARI

•LA TECNOLOGIA GSM CONSENTE DI RICEVERE INFORMAZIONI DI STATO E ALLARMI DA TERMINALI MONITORATI ANCHE SFRUTTANDO MESSAGGI DI TESTO SMS. IL PLC E’ IN GRADO DI INTERPRETARE I COMANDI TESTUALI E PUO’ INVIARE INFORMAZIONI

•MODULARITA’ APERTA E MASSIMA FLESSIBILITA’ DELL’APPARECCHIATURA

•SPOSTAMENTO DELL’INTERESSE DEI PRINCIPALI COSTRUTTORI VERSO I PLC DI PICCOLA TAGLIA

•POSSIBILITA’ DI DISPORRE DEL TELESERVICE CON DRASTICA RIDUZIONE DEI COSTI PER INTERVENTI DI MANUTENZIONE E DI MODIFICA NEI PROGRAMMI DI MACCHINE DISLOCATE IN OGNI PARTE DEL MONDO

Ciclo di scansione: modo di esecuzione del programma

AGGIORNA LE USCITE

LEGGE GLI INGRESSI

ESEGUE IL PROGRAMMA

ELABORA I MESSAGGI

EFFETTUA AUTODIAGN.

AREA DI MEMORIA DELLE CPU ST - 200

RAM EEPROM

MEMORIA DI PARAMETRI

PROGRAMMA

MEMORIA DI DATI NON VOLATILE

MEMORIA DI PARAMETRI

PROGRAMMA

MEMORIA DI DATI NON VOLATILE

MEMORIA DI DATI

(Temporizzatori, contatori etc.)

SOFTWARE DI PROGRAMMAZIONENORMATIVA IEC1131 - 3 - 1993

SCHEMI SEQUENZIALI FUNZIONALI (SFC)

SCHEMI LADDER (LD)

DIAGRAMMI A BLOCCHI FUNZIONALI (FBD)

LISTA ISTRUZIONI (IL)

TESTO STRUTTURATO (ST)

REGISTRI ED INDIRIZZI

• REGISTRI SPECIALI DI SISTEMA: sono interni alla CPU e mantengono traccia dei lavori dei processi interni alla CPU. Non sono direttamente accessibili dai moduli di I/O

• REGISTRI DI INPUT: stesse caratteristiche ma sono accessibili dai moduli di I/O. Es.: un registro di input a 16 bit riceve i dati da 16 terminali consecutivi

• REGISTRI DI OUTPUT: è accessibile dal modulo di output. Es.: un registro di output a 16 bit invia i dati a 16 terminali di output consecutivi. In questo caso il registro può controllare 16 uscite. Se nel bit vi è “uno” il corrispondente terminale verrà messo ad “on”

REGISTR0 DI INPUT

ON

ON

ON

OF

ON

ON

OF

OF

OF

ON

ON

ON

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

1

T

E

R

M.

I

N

P

U

T

11011000

REGISTRO DI INPUT 1

0111

REGISTRO DI INPUT 2

REGISTRO DI OUTPUT

…

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

…

OF

OF

OF

OF

ON

ON

ON

ON

OF

ON

REGISTRI IN MEMORIA

169

COMANDO TRASFERIMENTO DATI REG.2 REG. DI OUTPUT

0001110OG 2 0

101101

001110

100000

REG 2

REG 3 1

REG 1

1

0 0

0 1

MEMORIA DI DATI ST - 200

REGISTRO DI IMMAGINE DEGLI INGRESSI (I)

MEMORIA DI VARIABILI V

REGISTRO DI IMMAGINE DELLE USCITE (Q)

MERKER INTERNI (M)

MERKER SPECIALI (SM)

TEMPORIZZATORI (T)

CONTATORI (C)

INGRESSI ANALOGICI (AI)

USCITE ANALOGICHE (AQ)

ACCUMULATORI (AC)

CONTATORI VELOCI (HC)

AREA DI DATI OGGETTI DI DATI

REGISTRI DI IMMAGINE DI PROCESSO I/O

• MERKER INTERNI (flag)• MERKER SPECIALI (di stato)• TEMPORIZZATORI (contano gli incrementi di tempo)• CONTATORI (contano ogni transizione da positiva a negativa)• INGRESSI ED USCITE ANALOGICHE (convertono valori reali in

valori digitali• ACCUMULATORI (elementi di lettura/scrittura con funzioni di

memoria• CONTATORI VELOCI contano più velocemente di quanto il PLC

possa leggere gli eventi• ACCESSO ALLA MEMORIA DATI: per riferirsi ad un elemento

nella memoria, occorre “indirizzarlo”. L’accesso è possibile con indirizzo in formato bit, byte, parole e doppia parole

Identificatori per l’accesso alle varie aree della memoria della CPU ST - 222

Accesso ad un bit di dati nella memoria della CPU

I 5 . 2Bit del byte, o bit 2 di 8 (da 0 a 7)

Punto decimale, separa l’indirizzo byte dal numero di bit

Indirizzo byte: byte 5 (quinto byte)

Identificazione di area (I = ingresso)

COSTRUZIONE DI UN INDIRIZZO NELLA FORMA BYTE.BIT

I 5 . 2

L’area di memoria precede l’indirizzo del byte contenente il bit a cui si vuole accedere

01234567

MSB LSB

I0

I1

I2

I3

I4

I5

I6

I7

CAMPO DEGLI INDIRIZZI DELLE AREE DI MEMORIADELLE CPU ST - 200

AREA DI MEMORIA CPU212 CPU214

INPUT

OUTPUT

MERKER INTERNI

MERKER SPECIALI

MEMORIA DI VARIABILI

da I0.0 a I7.7

da Q0.0 a Q7.7

da M0.0 a M15.7

da V0.0 a V1023.7

da SM0.0 a SM45.7

da I0.0 a I7.7

da Q0.0 a Q7.7

da M0.0 a M31.7

da SM0.0 a SM85.7

da V0.0 a V4095.7

Intervalli di valori di un byte, di una parola,di una doppia parola

Grandezza dati Campo numeri interi senza segno

B (byte o 8 bit)

W (parola o 16 bit)

D (doppia parola o 32 bit)

Formato decimale

da 0 a 255

da 0 a65535

Formato esadecimale

da 0 a FF

da 0 a FFFF

da – 2147783648 a +2147483647

da 80000000 a 7FFFFFFF

I numeri reali o in virgola mobile sono rappresentati mediante numeri a 32 bit

Accesso allo stesso indirizzo in byte , parola e doppia parola

VW100

VD100

VB101

V B 100

indirizzo del byte

accesso ad un valore in formato byte

Identificazione di area (memoria V)

VB100

VB100

VB101VB100

V W 100

indirizzo del byte

accesso ad un valore in formato parola

Identificazione di area (memoria V)

VB103VB102

V D 100

indirizzo del byte

accesso ad un valore in formato di doppia parola

Identificazione di area (memoria V)

VB100

031

015

07

7815162324

8 7

Byte più significativo

Byte più significativo

Byte più significativo

LSBMSB

MSB LSB

LSBMSB

REGISTRO DI STATO SMB0

Descrizione

Questo bit è sempre attivo

Bit di stato

SM0.0

SM0.1

SM0.2

SM0.3

SM0.4

Questo bit viene attivato per la durata di un ciclo se i dati a ritenzione sono andati persi. Può essere usato come M di errore

Questo bit viene attivato per la durata di un ciclo se il modo operativo Run viene impostato da una condizione di accensione

Questo bit viene è attivo solo nel primo ciclo di scansione. Viene usato per richiamare un sottoprogramma di inizializzazione

Questo bit provoca un impulso che rimane attivo 30 secondi e, per altri 30 secondi, disattivo (impulso di un minuto)

REGISTRO DEI POTENZIOMETRI SMB28, SMB29

Memorizza il valore digitale che rappresenta la posizione del potenziometro 0 a bordo della CPU 222

SMB28

Memorizza il valore digitale che rappresenta la posizione del potenziometro 1 a bordo della CPU 224

SMB29

I valori derivati dai potenziometri analogici possono essere usati dal programma per aggiornare un temporizzatore, un valore di conteggio, un valore preimpostato o per impostare un valore limite. Si regolano con un piccolo giravite. I valori contenuti nel registro sono in formato byte; ne consegue che i valori dei potenziometri possono variare in un campo che parte da 0 ed arriva a 255

TIMER 1)

TIMER 2)

1. RICORRENDO AL SOLO TIMER CON RITARDO ALL’INSERZIONE E’ POSSIBILE RICOSTRUIRE TUTTE LE FUNZIONI DI TEMPORIZZAZIONE QUALI: RITARDO ALL’INSERZIONE DI UN’AZIONE

I0.0

I0.0 T1

IN

9s

T1

Q0.0

Q0.1

IN

9s

Lampada 1

Lampada 2

+24 COM

L

N

I0.0 Q0.0

I0.0 Q0.1

PLC

2. RITARDO ALLA DISINSERZIONE DI UN’AZIONE

I0.0

I0.0 T1

IN

9s

T1

Q0.0

Q0.1

IN

9s

MOTORE ON

POMPA ON

+24 COM

L

N

I0.0 Q0.0

I0.0 Q0.1

I0.0

25 s

K1 K2

S0

1

2

3

1. AVVIO DEL MOTORE

2. AVVIO DEL TIMER DOPO ARRESTO DEL MOTORE

3. AVVIO DELLA POMPA

PLC

Q0.1

ATTIVAZIONE DI UN’USCITA PER UN CERTO INTERVALLOLe due uscite si attivano contemporaneamente e successivamente una di esse va ad off dopo uno specifico intervallo di tempo

I0.0

I0.0 T1

IN

9s

T1

Q0.0

Q0.1

IN

I0.0

25 s

1

2

3

+24 COM

L

N

I0.0 Q0.0

I0.0 Q0.1

K1 K2

S0

PLC

ESEMPI DI PROGRAMMAZIONE AND – OR - NOT

TON T32 RISOLUZIONE 1ms

TON T32 esempio 1

esempio 2

esempio 3

TON T34 RISOLUZIONE 10ms

FINE della I^ parte

CONTATORI

I0.0

I0.2

I0.1

C1

C avanti

C indietro

Reset

FUNZIONE DI BASE

IN

C1

conteggio

4 set

Reset

I0.0

I0.1

CONTATORE IN UN PROCESSO INDUSTRIALE

Q0.1

C1

CONTATORI SOMMA DEI CONTEGGI DI DUE CONTATORI DISTINTI

IN

C1

conteggio

10 set

Reset

I0.0

I0.7

Q0.1

C2

I0.1

IN

C2

conteggio

12 set

Reset

I0.0

I0.7

I0.2

I0.0 C1

B

A

I0.1

I0.2

L’INDICATORE LUMINOSO (Q0.0) SI ATTIVA QUANDO 10 PEZZI DEL PRODOTTO A E 12 PEZZI DEL PRODOTTO B SONO PASSATI SU UN NASTRO. GLI INGRESSI DI CONTEGGIO SONO DISPOSITIVI DI PROSSIMITA’

SEGNALAZIONE DEI PEZZI TOTALI SU UN NASTRO

I0.0

I0.0

I0.7

C1

C avanti

C indietro

Reset

I0.1

I0.2

100 SET

I0.1 I0.2

AVVIO DI UN TIMER DOPO UN’OPERAZIONE DI CONTEGGIO

IN

C1

conteggio

10 set

Reset

I0.0

I0.7

Q0.1

T1

T1

30s

C1

C1

EN

Conta il passaggio di 10 pezzi

Avvia il timer dopo aver contato 10 pezzi

Operazione di verniciatura (30s)

ABBINAMENTI CONTATORI E TIMER

INTERDIZIONE DEL CONTATORE IN FASE DI AVVIO DEL PROCESSO

CONTEGGIO DEI PEZZI PASSATI IN UNA LINEA DI PRODUZIONE IN UN MINUTO

IN

C1

conteggio

10 set

Reset

I0.0

T1

30s

T1

EN

I0.7

I0.1

Avvia il timer ad inizio ciclo

Inizia a contare dopo 30s

IN

C1

conteggio

100 set

Reset

I0.0

T1

60s

I0.0

EN

I0.7

I0.1

Avvia il timer ad inizio ciclo

Inizia a contare da inizio ciclo per 60s

T1

CONTA IN AVANTI

CONTA INDIETRO 1)

CONTA INDIETRO 2)

CONTA IN AVANTI / INDIETRO

CONTATORE IN AVANTI

CONTATORE AVANTI INDIETRO

CONTATORE INDIETRO

MODELLO DIDATTICO

FINE della II^ parte

Corrispondenza contatti NA/NC e stato dell’informazione binaria

NA azionato

NA a riposo NC a riposo

NC azionato

CONTATTO STATO CONTATTO STATO PER IL PLC

Azionato

0

1

1

NA

NC

A riposo

A riposo

0Azionato

Affidabilità - Sicurezza - DisponibilitàI. Capacità di realizzare una funzione richiesta in

determinate condizioni di impiego e per un periodo di tempo definito

II. Capacità di evitare la comparsa di anomalie e di ridurne gli effetti qualora si presentassero. Un sistema viene definito a sicurezza totale se la comparsa di anomalie non produce mai una situazione pericolosa

III. Capacità a svolgere una funzione richiesta in un momento determinato e per un preciso intervallo di tempo (combinazione di affidabilità e logistica di manutenzione)

Guasti interni ad un sistema di comando

- passivo, se si traduce in un circuito di uscita aperto (non viene inviato alcun ordine agli attuatori)

- attivo, se si traduce in un circuito di uscita chiuso

In un comando di azionamento, un guasto attivo provoca l’inserimento errato dell’azionamento stesso

In un circuito di allarme, un guasto passivo impedisce la segnalazione di una situazione di pericolo (blocco della procedura di allarme)

Anomalie di funzionamento

• Relè – 90 casi su 100 - circuito aperto (circuito di comando fuori tensione)

• Transistor – 50 casi su 100 – circuito aperto o circuito chiuso

• Eventuali dispositivi esterni contro guasti attivi e passivi

• Controllo, tramite gli ingressi, della corretta esecuzione degli ordini richiesti dal programma: le uscite vengono controllate dal programma mediante una retroazione sugli ingressi

AVVIAMENTO DIRETTO DI UN MOTORE

SCHEMA FUNZIONALE SCHEMA DI POTENZA

W1

V1

U1

K1

M3 ac

RT

L1

L2

L3

N

S1

K1

S1

LOGICA CON PLC

L1

L2

L3

N

W1

V1

U1

K1

M3 ac

RT

+24V

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

COM

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.3

Q04

S1

PLC

SCHEMA DI POTENZA

MARCIA E ARRESTO CON AUTORITENUTA

K1

S1

S2 K1

W1

V1

U1

K1

M3 ac

RT

L1

L2

L3

N

S2

S1

SCHEMA FUNZIONALE SCHEMA DI POTENZA

SCHEMA DI POTENZALOGICA CON PLC

W1

V1

U1

K1

M3 ac

RT

+24V

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

COM

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.3

Q04

S1

L1

L2

L3

N

S2

PLC

MARCIA AVANTI – INDIETRO CON INTERBLOCCO ELETTRICO

M3 ac

RT

K1

RT

S1

S2 K1 K2

K2

K2 K1

K2

L1

L2

L3

K1

SCHEMA FUNZIONALE SCHEMA DI POTENZA

LOGICA CON PLC

K1

220V

0V

STOP

START A

TERMICA

+24V

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

COM

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.3

K2

Q04PLC

START I

SCHEMA ELETTRICO

III^ PARTE ESERCIZIO 1) - CONVERTI IN KOP I SEGUENTI SCHEMI A RELE (marcia ad impulsi)

KM

STOP

START

KM

IMPULSI

KA

STOP

START

KM

IMPULSI

KM

K1 K1

DIAGRAMMA ELEMENTARE – A - DIAGRAMMA ELEMENTARE – B -

ESERCIZIO 2)

• Costruisci uno schema ladder per la seguente sequenza:

1. Quando il selettore S1 si chiude, la bobina K1 viene attivata;

2. Dopo l’attivazione della bobina K1, il selettore S2 può attivare la bobina K2;

3. quando la bobina K2 viene alimentata, la bobina K3 va ad off

ESERCIZIO 3): costruisci una lista di comandi associati alla sequenza dello schema ladder in figura

1

2

3

4

5

K1

K4

K3

K2

K1

S1

S3

S2

K1

K1 K3S4

FC1

FC2

ESERCIZIO 3): un pezzo viene posizionato su un nastro. Il pezzo viene automaticamente trasportato lungo il nastro. A metà del nastro il pezzo passa attraverso due sponde di verniciatura. Lo spray è in funzione fintanto che il pezzo si trova tra le due sponde; nel frattempo il nastro non si ferma. Quando il pezzo raggiunge la fine del nastro, il nastro si arresta ed il pezzo è rimosso. Due sensori rilevano la presenza e la rimozione del pezzo

NASTRO

TUNNEL VERNICIATURA

IL CICLO INIZIA QUI

IL CICLO FINISCE QUI

SENSORE DI POSIZIONE INIZIO VERNICIATURA

CICLO AUTOMATICO AVANTI – INDIETRO CON PAUSA PROGRAMMABILE PRIMA

DELL’INVERSIONE

Q0.0

Q0.1

TR1

TR2

TR3

TR4

t

K1A

TR2

K1M

K1A

K2A

TR4

K2M K2A

PREDISP. PAUSA

PAUSA Rot. DX

INDIETRO PREDISP. PAUSA

PAUSARot. SX

AVANTI

K1M TR1

S0

S1

S2

K2M

TR1

K1M

TR4

TR2 K2M TR3

TR3

TR2

K2M

K1M

TR4

K2A

FASE PRELIMINARE PER LA COMPILAZIONE DEL PROGRAMMA

PROGRAMMA (1)

PROGRAMMA (2)

AVVIAMENTO STELLA TRIANGOLO

L1

L2

L3

W1

V1

U1

V2

U2

W2

K1

K3 K2

M3 ac

F1

RT

SCHEMA LOGICO DI COMANDO A RELE

K1 K2 K3

H1 H2 H3

K1

RT

S1

S2 K1

T1

K1

K2 K3

T1

K3 K2

AVVIO AUTORITENUTA STELLA TIMER TRIANGOLO FERMO STELLA TRIANGOLO

COLLEGAMENTI ELETTRICI AL PLC

K1

220V

0V

STOP

START

TERMICA

+24V

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

COM

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.3

K2 K3

Q04PLC

PROGRAMMA

PROGRAMMA: variante con timer di ritardo