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PLC Controllo di processo

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Controllo di processo. Dispositivi programmabili e linguaggi

Veröffentlicht in: Bildung
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PLC Controllo di processo

  1. 1. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni / Installazione Manutenzione Impianti - Ing. Pasquale Alba 2015 CONTROLLO DI PROCESSO Panoramica su PLC Controllori Logici Programmabili e Relè Logici. SCADA. 1 Pro manuscripto - Dispense didattiche Istituto Professionale per l'industria e l'Artigianato "Salvo D’Acquisto" Bagheria STAMPA SOLO SE NECESSARIO
  2. 2. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 Definizione • I PLC (Controllore Logici Programmabili) sono dispositivi programmabili • ciò significa che sono costituiti da un hardware universale che può essere adattato a svolgere diversi compiti mediante dei programmi software creati dagli installatori o progettisti o integratori di sistema • i PLC vanno a sostituire le vecchie Logiche Cablate: un unico PLC può sostituire centinaia di relè, temporizzatori, misuratori e risparmiare molti kg di cablaggi • le funzioni svolte possono essere modificate senza cambiare cablaggio, semplicemente modificando il software • i PLC sono inoltre interfacciabili con schermi, PC, anche remotamente tramite modem o rete LAN 2
  3. 3. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 Esempi di applicazioni • Semafori • Climatizzazione centralizzata, Gruppi Elettrogeni • Impastatrici, forni, trafile, macchine automatiche • Gru, montacarichi, ascensori, compattatori RSU, livellamento mietitrebbie • Impianti per piscine, per irrigazione (rigenerazione filtri, regolazione pH, controllo EV per smistamento) • Gestione pompe con turnazione, controlli livello e pressione • Teleallarmi • Illuminazione pubblica 3
  4. 4. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 Struttura di un PLC 4 Alimentazione Ingressi Digitali e Analogici 0..10V Uscite Digitali a Relè o Statiche Software
  5. 5. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 Ladder o Schema a Contatti o KOP 5 FBD o FUP Linguaggi di programmazione Function Block Diagram Ladder vs Instruction List AWL
  6. 6. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 Ladder 6 Ingresso uscita Ingresso invertito
  7. 7. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 Linguaggio Ladder o “KOP” 7 AND OR NOT XOR E 0.1 E 0.2 K 0.1 E 0.3 K 0.2 E 1.0 1 2 3 4 Segmento Linea alimentazione Linea massa Ingressi (Eingang) Uscite (Koil) Direzione di esecuzione del programma E 2.5 K 1.3 K 0.2 T 2.5 Congeniale agli elettrotecnici
  8. 8. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 Linguaggio Ladder o “KOP” 8 La logica di esecuzione è la seguente: • vengono letti tutti gli ingressi dal primo all’ultimo • vengono scansionate le righe del ladder e calcolate le uscite (se una stessa uscita viene prima calcolata ON e poi OFF, quello che rimane effettivo è l’ultimo calcolo) • vengono applicate le uscite calcolate ai relè di uscita
  9. 9. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 9 FBD o KOP Function Block Diagram
  10. 10. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 10 Come si programma? • Su PC si installa un’applicazione del costruttore • Essa permette di costruire il programma, simularlo senza PLC e caricare il programma sul dispositivo • Per caricare si usa solitamente un cavo fornito dal costruttore o un cavo LAN Ethernet
  11. 11. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 11 Funzioni principali • Funzioni logiche (AND OR NOT XOR …) • Operazioni di scala, op. aritmetiche +–x÷ • Timers (ritardi all’eccitazione, Impulso/Pausa, monostabili) • Contatori (up/down, con reset, attivaz. a fine conteggio…) • Impulsi su fronti di salita/discesa • Orologio RTC • Comunicazioni (Modem, Modbus, Ethernet) • Lettura ingressi digitali DI • Lettura ingressi analogici AI • Funzioni di visualizzazione su display • Funzioni di memorizzazione
  12. 12. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 12 Ingressi e uscite • ingressi digitali DI (0/24V) • ingressi analogici AI 0..10V o 4..20mA • uscite digitali a relè (DO) • uscite digitali statiche a transistor PNP o NPN • uscite analogiche 0..10V o 4..20mA
  13. 13. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 13 Sensori usati in automazione • barriere fotoelettriche con o senza fibra ottica
  14. 14. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 14 Sensori usati in automazione • sensori di prossimità induttivi
  15. 15. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 15 SENSORI usati in automazione • finecorsa
  16. 16. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 16 ATTUATORI usati in automazione • attuatori pneumatici
  17. 17. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 17 ATTUATORI usati in automazione • Relè a Stato Solido (SSR Solid State Relays)
  18. 18. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 18 ATTUATORI usati in automazione • Relè a Stato Solido (SSR Solid State Relays)
  19. 19. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 APPLICAZIONI 19 Gestione degli orari di accensione e spegnimento delle pompe d'irrigazione. La gestione di un impianto di irrigazione si può realizzare in modo semplice ed efficiente in termini di risparmio energetico. I campi vengono irrigati in sequenza attivando le pompe ad orari diversi ogni giorno in funzione degli orari di alba e tramonto. Questo è possibile grazie al blocco funzione "Sunrise- Sunset" di Zelio Logic, che calcola gli orari giornalieri di albe e tramonto in funzione della latitudine e longitudine e può essere utilizzato come "calendario" variando giornalmente il comando automatico delle uscite. Estendendo il modulo logico Zelio Logic con un modulo di comunicazione e un modem, e posizionando un pressostato nel circuito di ogni pompa è possibile ricevere sms di allarme in caso di problemi alle stesse o di mancanza di acqua, rendendo così possibile l'intervento di un operatore ed evitare di pregiudicare l'irrigazione.
  20. 20. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 ESERCITAZIONI SEMPLICI • Scaricare dal sito di Schneider Electric l’ambiente di sviluppo ZelioSoft. E’ gratuito e completamente funzionante ed in grado di eseguire i programmi in modalità simulazione su PC. • Su ZelioSoft creare i seguenti progetti semplici: • Timer luce scale • Avviatore stella triangolo • Teleinvertitore • Gestione orari irrigazione 20
  21. 21. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 VALVOLA MOTORIZZATA A CONTROLLO PROPORZIONALE 21 M ESERCITAZIONE AVANZATA
  22. 22. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 ESERCITAZIONE AVANZATA Su ZelioSoft creare in FBD (diagramma a blocchi funzionali) il seguente progetto: • il PLC pilota una valvola idraulica motorizzata di un acquedotto, azionata da un motore trifase. • La valvola a farfalla ha un feedback di posizione mediante potenziometro. • Il PLC apre o chiude la valvola in modo proporzionale seguendo un comando (setpoint) che arriva all’input Ib mediante una tensione analogica con valore 0..10V (0V=valvola completamente chiusa, 10V=valvola completamente aperta). • Il PLC aziona il motore tramite due contattori trifase apertura/chiusura • Il PLC tiene conto dello stato di due finecorsa collegati agli ingressi I1 e I2 per impedire corse fuori dai limiti consentiti. • Applicare una zona morta (isteresi) intorno al setpoint per evitare continui azionamenti dei contattori. Inoltre applicare un ritardo temporale tra azionamento in apertura e azionamento in chiusura. • Se il setpoint viene cambiato e la valvola non si muove il PLC dà un allarme. • Disegnare lo schema funzionale completo. • Costruire un modellino utilizzando un motoriduttore con potenziometro e due finecorsa. 22 VALVOLA MOTORIZZATA A CONTROLLO PROPORZIONALE
  23. 23. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 ESERCITAZIONE AVANZATA N°2 23 IMPIANTO RISCALDAMENTO CON SOLARE TERMICO
  24. 24. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 ESERCITAZIONE AVANZATA N°2 Su ZelioSoft creare in FBD (diagramma a blocchi funzionali) il seguente progetto: • il PLC pilota un sistema di riscaldamento ambiente e acqua sanitaria mediante solare termico. • Il sistema è costituito da: pannelli solari termici, boiler, circolatori. • Il sistema interrompe la circolazione nel circuito pannelli quando la temperatura di uscita dai pannelli è di poco superiore a quella di ingresso. • Il sistema interrompe la circolazione nel circuito riscaldamento ambiente (a pavimento radiante o fancoil) quando: a) l’acqua di ritorno raggiunge una temperatura impostata (setpoint) OR b) la temperatura del boiler scende sotto +40°C in modo da salvaguardare l’acqua per i sanitari • Per la misura delle temperature utilizzare un modulo con estensione analogica o ingressi analogici con condizionatori di segnale e Pt100. • Disegnare lo schema di impianto • Simulare il software con ZelioSoft 24 IMPIANTO RISCALDAMENTO CON SOLARE TERMICO
  25. 25. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 25 SCADA Supervisory Control And Data Acquisition
  26. 26. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 26 SCADA locale
  27. 27. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba 2015 27 SCADA su Cloud
  28. 28. Tecnologie Elettriche Elettroniche e Applicazioni - Ing. Pasquale Alba Credits Riconoscimenti Si ringraziano per immagini e informazioni tecniche: • www.elektro.it • Lovato Electric • Schneider Electric • Siemens • Idem • plcforum.it • elektroyou.it • tutti coloro che hanno reso disponibili su Internet informazioni qui riportate 28 La presente dispensa a scopo didattico contiene sia contenuto originale dell’autore che contenuti reperiti su Internet. Tutti diritti sui contenuti reperiti, appartengono, ove coperti da copyright, ai rispettivi proprietari. Ove si ritenga esistano violazioni di copyright, imprecisioni o errori si prega di segnalarli a: ing.pasqualealba@gmail.com . Questo materiale può essere diffuso citando la fonte. In caso si voglia stampare si consiglia di usare un layout con 4 diapositive per ogni pagina. Le informazioni qui contenute sono ritenute accurate e hanno scopo di studio senza fini di lucro, tuttavia l’autore non esclude che siano presenti errori o imprecisioni e declina ogni responsabilità diretta o indiretta per danni a persone o cose derivanti da un eventuale loro uso a scopo professionale; chi ne fa uso se ne assume pienamente la responsabilità.

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