Ecco gli argomenti di questa lezione:
Introduzione al LOGO! e al sistema S7-1200.
Hardware del LOGO! e del sistema S7-1200 a confronto.
Alimentazione del LOGO! e del plc S7-1200.
Espandibilità dalle cpu LOGO! e delle cpu S7-1200.
I tipi di ingressi e uscite del LOGO! e del sistema S7-1200.
Programmazione dei sistemi LOGO! e S7-1200.
Interfacce grafiche per il LOGO! e per i plc S7-1200.
Server Web, OPC UA e Cloud con i sistemi LOGO! e S7-1200.
Introduzione al LOGO! e al sistema S7-1200.
Quando ci si avvicina alla programmazione dei PLC, se non si ha a disposizione dei controllori, la prima cosa che succede è che si è tentati di cercare un modello che non costi troppo e con cui fare pratica.
Tra i vari apparecchi oggi in circolazione, possiamo identificare principalmente tre categorie di CPU: quelle micro, quelle compatte e quelle più grandi.
All’interno della categoria micro plc, Siemens propone il LOGO! 8, mentre per chi cerca qualcosa di più è possibile orientarsi sul sistema S7-1200.
Nei prossimi paragrafi vedremo le caratteristiche dei due sistemi, soffermandoci sui macro aspetti più che sui dettagli, visto che chiaramente il plc 1200 è più veloce e performante, dato che appartiene a una famiglia di controllori più avanzata.
Hardware del LOGO! e del sistema S7-1200 a confronto.
Partendo dalle caratteristiche hardware, possiamo dire che entrambi i plc sono installabili su guida DIN, per cui non utilizzano dei cestelli (rack).
Le dimensioni del plc micro LOGO! sono leggermente minori di quelle della cpu più piccola della famiglia Simatic S7-1200, e a proposito di questo, mentre i modelli di LOGO! variano in base al tipo di alimentazione, di ingressi e di uscite, la famiglia di processori S7-1200 vanta diversi membri, per cui partiamo da una CPU piccola chiamata 1211C, per arrivare fino alla più performante 1217C; in questo caso le dimensioni dell’unità cambiano notevolmente.
Con il LOGO! possiamo scegliere unità con display o senza, mentre le cpu S7-1200 non hanno nessun display.
Espandibilità dalle cpu LOGO! e S7-1200.
Sia il piccolo LOGO! Siemens che il plc S7-1200 offrono a bordo dei segnali di ingresso e uscita digitali, nonché dei segnali di ingresso analogici.
Il LOGO! possiede 8 ingressi digitali, e a seconda dei modelli si può scegliere di utilizzare fino a quattro di questi ingressi come ingressi analogici, in tal caso si rinuncia ad alcuni segnali digitali.
Questo sistema conta anche su alcuni moduli di comunicazione anche senza fili.
Nella prossima figura vediamo gli esempi delle configurazioni massime che il sistema LOGO! permette. Notiamo che possiamo arrivare a 24 ingressi digitali massimo, 20 uscite digitali, 8 ingressi e 8 uscite analogiche.
L’espandibilità del LOGO! non è enorme, eppure non dista molto da quella offerta dalle CPU di piccola taglia della famiglia S7-1200.
Per quanto riguarda il Simatic S7-1200, l’espandibilità cambia a seconda del modello di CPU che scegliamo. Su tutte le unità possiamo montare direttamente una scheda di segnali aggiuntiva (signal board), oppure con altre funzioni, inoltre il numero massimo di moduli di ingressi e uscite utilizzabile con questo sistema è di 8 per la cpu più grande, mentre si riduce per esempio a soli 3 moduli per la cpu modello 1212C.
Mentre il LOGO! non possiede uscite analogiche a bordo, le cpu più grandi del sistema S7-1200 hanno anche due uscite di questo tipo; tutti i controllori della linea S7-1200 offrono la possibilità di aggiungere fino a 3 moduli di comunicazione, e moduli di funzioni speciali come quelli per sistemi di pesatura Siwarex.
Dal punto di vista degli I/O, la cpu 1212C offre più o meno lo stesso numero di punti ottenibili dal LOGO! alla massima configurazione, mentre con la cpu 1217C arriviamo a un numero di I/O di tutto rispetto, chiaramente a fronte di un costo più elevato; del resto stiamo parlando di una famiglia di controllori più grande, destinata ad applicazioni di maggior rilievo.
Nella prossima figura vediamo la configurazione di diverse unità s7-1200. Alla sua sinistra abbiamo un modulo di comunicazione PROFIBUS, un’interfaccia AS e una seriale; mentre alla destra dell’unità centrale vediamo diversi moduli di ingresso e uscita digitale, nonché ingressi e uscite analogiche.
I tipi di ingressi e uscite del LOGO! e del sistema S7-1200.
Entrambi i sistemi utilizzano ingressi e uscite digitali, ingressi veloci, e con il Simatic S7-1200 possiamo acquistare ingressi e uscite veloci fino a 200 kHz.
Per quanto riguarda le uscite digitali, si possono avere statiche oppure a relé.
Sia con il LOGO! che con il sistema più grande abbiamo moduli per segnali RTD, moduli analogici, e moduli di comunicazione.
Una particolarità del sistema S7-1200 è che qualsiasi unità centrale utilizziamo, gli ingressi digitali a bordo sono sempre a 24 volt continui; inoltre tra i modelli disponibili troviamo anche delle CPU di tipo safe (di sicurezza), caratteristica invece assente nel piccolo sistema LOGO!.
Programmazione dei sistemi LOGO! e S7-1200.
Una delle differenze sostanziali nell’utilizzo del LOGO! e delle cpu S7-1200 risiede nel modo di programmarli. Mentre il plc LOGO! è programmato utilizzando il suo software Logo!Soft Comfort, per il plc S7-1200 si utilizza la suite di programmazione TIA Portal.
TIA Portal è il software che Siemens offre per programmare non solo questi plc, ma anche quelli della serie più grande S7-1500; in questo ambiente possiamo anche progettare diversi tipi di sistemi di monitoraggio HMI e SCADA, cosa che con il software LOGO! non possiamo fare.
La suite TIA Portal è molto esigente in termini di risorse di computer, tuttavia proietta il programmatore nel vero mondo dei PLC Siemens, per cui chi è seriamente intenzionato a imparare il mestiere di programmatore, dovrebbe orientarsi sui modelli plc S7-1200, magari optando inizialmente per una cpu più economica come la 1212C.
In questo modo contenendo i costi per l’hardware si può entrare nel mondo dei PLC Siemens dalla “porta principale”.
Sia il software per programmare il LOGO! che TIA Portal permettono di simulare i progetti, per quanto riguarda TIA Portal, è necessario acquistare le licenze del software e del simulatore; è possibile anche scaricare delle licenze trial (di prova) della durata di 21 giorni.
Nelle prossime immagini possiamo vedere i due ambienti di programmazione.
I linguaggi di programmazione offerti dal LOGO! sono quello a blocchi di funzione e il ladder, tuttavia quest’ultimo risulta abbastanza scomodo da utilizzare.
I plc S7 1200 si possono programmare in linguaggio FUP a blocchi di funzione, in linguaggio KOP (ladder), e anche in linguaggio di testo strutturato chiamato SLC; quest’ultimo molto potente e ad alto livello.
Le istruzioni utilizzabili nel sistema 1200 sono maggiori e più potenti di quelle offerte dal LOGO! e comprendono anche funzioni molto complesse come gli oggetti tecnologici.
La programmazione in TIA Portal permette la creazione di funzioni parametrizzate più complesse di quelle ottenibili con il LOGO!, inoltre è possibile definire tipi di dati strutturati personalizzati, vettori, e configurare la memoria merker e dei blocchi dati a piacimento.
Anche l’indirizzamento dei punti I/O nel sistema Simatic è libero, mentre il LOGO! adotta un indirizzamento fisso.
L’accesso alla memoria nel 1200 è possibile sia con gli indirizzi che con i simboli.
Ecco nelle prossime immagini i linguaggi a blocchi di funzione e SCL.
Interfacce grafiche per il LOGO! e per i plc S7-1200.
Mentre il LOGO! può possedere un suo display a bordo, i plc S7-1200 non hanno questa possibilità, tuttavia possono essere interfacciati con ogni tipo di pannello operatore e sistema scada.
Il LOGO! offre anche il pannello esterno TDE, il quale non è altro che un display più grande, e può anche essere interfacciato con pannelli della serie “Basic” Siemens.
Nelle prossime immagini vediamo un display TDE, un pannello basic, e una famiglia di pannelli HMI più evoluti.
Server Web, OPC UA e Cloud con i sistemi LOGO! e S7-1200.
Oggi sempre più i sistemi di controllo devono interfacciarsi con il resto della fabbrica, anche a distanza. Sia il LOGO! che il plc S7-1200 sono equipaggianti con server web integrato, tuttavia quello del Simatic S7-1200 è più performante e permette di creare dei veri e propri sistemi di monitoraggio (naturalmente è necessario programmare in linguaggio HTML).
Il LOGO! offre la possibilità di connessione al cloud Amazon, per un accesso ai dati delle variabili e ai sinottici programmabili con LWE (LOGO! Web Editor); quest’ultimo permette di creare monitoraggi grafici personalizzati che vengono memorizzati o su una scheda micro SD all’interno del LOGO!, oppure sul cloud.
Ecco nelle prossime figure l’architettura della connettività del LOGO! e una schermata di un sinottico progettato con LWE.
I controllori Simatic S7-1200 offrono anche il server OPC UA, per comunicazione sicura, crittografata, e utilizzando anche firme digitali. Come vediamo nella prossima immagine, con questo protocollo, il plc incontra quelle che sono le direttive della nuova industria 4.0.
Concludendo questo confronto tra i due sistemi, risulta chiaro che mentre il LOGO! è adatto per piccole applicazioni a costi contenuti, e per avvicinarsi al mondo della programmazione, il sistema Simatic S7-1200 è preferibile per chi vuole davvero intraprendere un percorso di formazione riguardante i PLC; soprattutto la conoscenza dell’ambiente TIA Portal è sicuramente più richiesta nel mondo lavorativo, rispetto a quella dei micro PLC.