Benvenuto in questo tutorial dedicato alla programmazione dei PLC Allen Bradley della serie CompactLogix e ControlLogix, in particolare oggi costruiremo un piccolo software in linguaggio a logica di contatti (ladder).
Per questa lezione ho usato un PLC 5370, scegliendo però la versione Emulate 5570 per poter simulare il programma con Studio 5000 Logix Emulate.
Il linguaggio Ladder (LD) è il linguaggio di programmazione per PLC più diffuso oggi, probabilmente perché somigliando a uno schema elettrico, permette anche a chi non è “del mestiere” di impararlo in modo relativamente semplice e in poco tempo.
Anche i PLC della Rockwell Automation (Allen Bradley) sono programmabili in diversi linguaggi, e tutti i controllori di questo produttore ci mettono a disposizione il linguaggio a logica di relè.
Il programma di esempio di oggi, mostra come potremmo gestire il riscaldamento di un serbatoio, facente parte di un piccolo impianto come quello che vediamo nella prossima immagine.
Nella figura sopra vediamo che all’interno del serbatoio chiamato T101 è installata sul fondo una sonda di temperatura TT101. Poi abbiamo una valvola V101 di scarico serbatoio, una pompa M100 di riciclo, uno scambiatore di calore, una valvola di riciclo V104, e una valvola V103 che serve a immettere il fluido nel serbatoio.
Lo scopo del programma è controllare la temperatura nel serbatoio e attivare le utenze necessarie al suo riscaldamento; nella prossima immagine troviamo la prima parte del programma, così come appare nell’editor di Logix Designer.
Nel primo ramo di programma abbiamo il calcolo dei limiti di temperatura necessari per gestire il riscaldamento. Ipotizziamo di attivare la funzione quando la temperatura letta dalla sonda TT101 sia inferiore di un grado centigrado rispetto al setpoint (valore desiderato).
Per disattivare il riscaldamento, la temperatura dovrà salire di un grado sopra il set point; in questo modo creiamo un range entro il quale la temperatura è “buona”, ovvero preset + - 1°C.
Nell’esempio il nostro range di temperatura va da 49 a 51°C, il preset è impostabile visto che è stato dichiarato come una variabile di tipo reale, dello stesso tipo sono state dichiarate anche le variabili limite TT101_min e TT101_max.
Nel secondo ramo di programma abbiamo un confronto tra il valore reale della temperatura TT101 e il limite inferiore calcolato (nel nostro esempio 49), in caso positivo viene attivato il timer Timer1 di tipo Timer On Delay (TON), il quale conta 3 secondi prima di attivare la bobina a ritenzione “Attiva_Riscaldamento”.
Il set point di questo timer, come quello degli altri inseriti nel software, è nel nostro esempio una costante espressa in millisecondi, avremmo potuto anche utilizzare una variabile scrivibile da un eventuale pannello operatore HMI o sistema SCADA.
Nella linea successiva di programma abbiamo il confronto che termina il riscaldamento, infatti quando la temperatura in ingresso sale sopra il limate massimo TT101_max, il secondo timer viene attivato, e al termine del suo conteggio il bit “Attiva_Riscaldamento” viene resettato per mezzo della bobina R (Unlatch).
Nella prossima figura vediamo la seconda parte del programma.
Come vediamo nell’immagine sopra, quando abbiamo il bit di attivazione riscaldamento, vengono comandate tre bobine corrispondenti ai comandi delle valvole V101, V103 e V104.
Nel ramo ladder 4, si controlla che le valvole si siano aperte (ingressi dei feedbacks), e con un timer viene attivata la pompa di riciclo M100.
Nell’ultima riga di programma si attiva il vapore per mezzo dell’elettrovalvola EV100, quando la pompa M100 è comandata.
Come abbiamo visto, con poche istruzioni ladder logiche, qualche funzione matematica e delle istruzioni di comparazione, abbiamo creato un semplice programma per il nostro PLC Allen Bradley, utilizzando l’editor grafico di Logix Designer.
Chiaramente questo programma per funzionare nella realtà deve essere migliorato e completato con diverse altre parti, tra le quali la gestione delle utenze, il controllo degli allarmi, la scalatura delle variabili analogiche, la gestione dei cicli e delle funzioni; in pratica tutto ciò che è necessario per avere un programma PLC funzionale e sicuro.