CORSO DI PLC:
COME COLLEGARE SENSORI DISCRETI A DUE FILI

Vari sensori discreti a due fili

Cosa sono i sensori digitali (discreti) e come si collegano al PLC? Quanti tipi di collegamento esistono per i moduli in ingresso? Cosa significa sensore polarizzato o non polarizzato?

Benvenuto in questa lezione, oggi parliamo dei PLC, dei moduli di ingresso digitale e dei sensori a due fili che possiamo collegare ad essi, come gli switch, i pulsanti, e i micro.

Novità automazione e plc

Ecco cosa impariamo in questa lezione:

Gli stati digitali nei processi.

Come funzionano gli ingressi digitali del PLC.

Collegamento degli ingressi digitali a due fili al PLC.

Alcuni tipi di sensori digitali e oggetti discreti.

Sensori discreti in corrente continua e alternata, e polarizzazione.

Collegamento dei moduli digitali comunemente utilizzati nell’industria.

Gli stati digitali nei processi.

Quando rappresentiamo la realtà dei processi produttivi trasformandola in dati comprensibili dal plc, un grosso ruolo viene svolto dal dato “digitale”, ovvero una variabile che assume lo stato zero o uno, fornendo quindi quello che chiamiamo valore “discreto”.

Nell’automazione industriale, uno stato discreto può rappresentare per esempio il comando di un’utenza, il suo stato d’allarme, o qualsiasi informazione che può essere rappresentata come VERO o FALSO, secondo la logica booleana.

Sono dati discreti anche i comandi provenienti dai pulsanti, dai selettori o da altri plc.

Impianto da automatizzare

Quando lavoriamo con i PLC e i controllori ma anche con tutta una serie di strumentazione utilizzata nell’automazione industriale, tra i componenti più installati sulle linee troviamo i sensori che possono essere interruttori, rilevatori di prossimità, ma anche organi di comando come pulsanti e selettori.

Tra i sensori digitali abbiamo per esempio gli switch di temperatura, di pressione, di flusso, di prossimità, insomma tutto ciò che può fornire un segnale zero o uno.

Nella prossima immagine vediamo un esempio schematico di applicazione dove al plc viene portato un ingresso digitale mediante un pulsante, e il plc comanda una pompa per mezzo di un teleruttore. In questo esempio abbiamo un ingresso digitale e un’uscita digitale.

Schema comando motore dal PLC
Come vediamo in figura sopra, quando premiamo il pulsante questo alzerà l’ingresso a cui è collegato sul modulo di ingressi digitali del PLC (I0.0).
Nel programma c’è una linea ladder dove il contatto dell’ingresso attiva una bobina, uscita Q0.0; in pratica quando premiamo il pulsante si accende la pompa e rimane accesa per tutto il tempo che manteniamo il pulsante premuto.
Questo non è come normalmente si programmano le uscite delle utenze, tuttavia è un ottimo esempio per comprendere come funzionano ingressi e uscite del PLC.

Come funzionano gli ingressi digitali del PLC.
Per poter essere acquisiti dai moduli di ingresso digitale del PLC, i segnali devono lavorare con una tensione, solitamente in corrente continua, a 24 Volt.
Fornendo il 24V al componente digitale, quando questo si attiva la tensione arriva al modulo del PLC, sul canale ove viene collegato il filo. Questa tensione viene rilevata e l’ingesso logico corrispondente nella memoria del plc viene attivato.
Possiamo dire che nel PLC c’è una parte di memoria che viene continuamente aggiornata con gli stati degli ingressi fisici collegati, questa si chiama “Immagine di processo degli ingressi”.

Collegamento degli ingressi digitali a due fili al PLC.
Come abbiamo imparato nel paragrafo precedente a questo, per funzionare gli ingressi digitali necessitano di una tensione, questa può essere fornita dal modulo del plc stesso oppure esternamente.
Quando colleghiamo il sensore o comunque l’oggetto digitale, usiamo due fili: uno sarà l’alimentazione che porta il 24 Volt al sensore, e l’altro filo il ritorno sul canale corrispondente del PLC.
Ecco nella prossima immagine come è schematizzato il collegamento.
Comando motore da PLC e ingressi
Nel nostro esempio, attivando (premendo) il pulsante, la tensione arriva al canale sul modulo di ingresso e l’ingresso I0.0 si attiva. Il programma elabora la linea ladder e alza l’uscita Q0.0, comandando la pompa. Ecco come funziona nella prossima immagine.

Programma ladder di comando motore da PLC

Alcuni tipi di sensori digitali e oggetti discreti.

Quali sono gli oggetti che danno ingressi digitali nell’automazione industriale?

Tra questi troviamo i pulsanti, i selettori, i micro di prossimità induttivi e i micro interruttori meccanici. Poi ci sono tutti i segnali digitali che apparecchi anche più complessi possono trasmettere, come per esempio un segnale d’allarme o di oggetto attivato.

Quando comandiamo una pompa, solitamente sul teleruttore abbiamo un contatto ausiliario che viene portato al PLC per confermare che la pompa è in marcia.

Apparecchiature a 2 fili

Sensori discreti in corrente continua e alternata, e polarizzazione.

La maggior parte dei sensori digitali vengono oggi utilizzati con tensioni in corrente continua, tuttavia ci sono applicazioni in cui occorre lavorare con corrente alternata; per questo ci sono moduli di ingresso digitale in corrente continua e appositi moduli che lavorano in alternata.

Quando si lavora con oggetti in corrente continua, in alcuni casi è necessario rispettare la polarità (positivo e negativo), in questo caso sulle istruzioni dell’apparecchio viene indicato, inoltre i fili hanno sempre il colore che segue lo standard, per esempio marrone per il positivo e blu per il negativo.

Se invertiamo le polarità del collegamento rischiamo di danneggiare l’apparecchio oppure il canale dell’ingresso digitale del PLC, per questo occorre fare sempre attenzione.

Quando lavoriamo invece con oggetti semplici non polarizzati come i pulsanti e i selettori, non c’è nessuna polarità da rispettare.

Collegamento oggetti a 2 fili polarizzati e non

Collegamento dei moduli digitali comunemente utilizzati nell’industria.

Ora che abbiamo visto come si collegano i sensori discreti ai PLC, diamo un’occhiata al collegamento di questi come avviene nella realtà, prendendo come esempio un piccolo plc della Koyo, modello CLICK.

Come vediamo nella prossima immagine, abbiamo un’alimentazione a 24VDC che viene portata al PLC. Lo stesso 24 volt viene portato ai tre pulsanti (A, B e C) di cui uno normalmente chiuso e gli altri due normalmente aperti.

Il comune - viene portato al PLC e ai morsetti comuni C1 e C2 per gli ingressi digitali.

Quando i pulsanti vengono attivati, il 24V ritorna nel modulo del plc, rispettivamente sugli ingressi X1, X2 e X3.

Esempio di collegamento sensori a 2 fili su un PLC

Naturalmente il modo di collegare gli ingressi varia da apparecchio a apparecchio, in questo caso abbiamo utilizzato un piccolo PLC con ingressi a bordo, su impianti grandi si utilizzano schede di ingressi modulari.

I principi del collegamento rimangono sempre gli stessi, per cui è sufficiente consultare i manuali di istruzione delle singole apparecchiature, per trovare facilmente come collegare i nostri sensori digitali ai diversi moduli di ingresso discreti.

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