Benvenuto in questo tutorial di programmazione per i PLC Allen Bradley della serie CompactLogix, ControlLogix e GuardLogix. Oggi parliamo dell’organizzazione del programma, una delle fasi più importanti della progettazione di ogni sistema d’automazione.
I plc di fascia intermedia e alta della Rockwell Automation si programmano con il software Logix Designer, incluso nella suite Studio 5000, e all’interno del progetto possiamo scegliere tra i vari controllori, dal più piccolo CompactLogix 5370 L-16, al grande ControlLogix 5580 L-85, comprese tutte le unità intermedie in ogni famiglia di processori.
Indipendentemente dalla taglia di controllore scelto, è possibile organizzare il software in modo che sia più semplice da scrivere, da leggere e da provare.
Architettare il software per il plc.
Cosa significa architettare il software per il plc? Prima di tutto dobbiamo osservare l’impianto che dobbiamo automatizzare ed eventualmente scomporlo in diverse aree, in questo modo possiamo creare dei pezzetti di software che si occupano ognuno di un compito specifico.
In Logix Designer possiamo dividere il software in “programmi” e “routines”, ogni programma può contenere diverse routines.
Per esempio in un impianto di tipo alimentare, potremmo avere un programma per la produzione, uno per la gestione generale dell’impianto, e un programma per la gestione dei lavaggi.
All’interno di ogni programma potremo costruire le diverse funzioni, in routines separate. Per esempio nel programma di gestione generale potremmo aggiungere le routines per gestire gli allarmi delle utenze, i comandi manuali, e tutto ciò che concerne il funzionamento generale del sistema.
Nel programma gestione lavaggi potremmo aggiungere le routines di ogni lavaggio, e così via; più l’impianto è grande, più risulterà comodo avere programmi separati e facilmente consultabili.
Nell’immagine che segue troviamo i programmi “MainProgram”, “CIP”, e “ALARM”; questi contengono divere routines.
Logix Designer ci mette a disposizione quattro linguaggi di programmazione per i PLC: il linguaggio ladder (LD), quello di testo strutturato (ST), quello a blocchi di funzione (FBD), e il linguaggio a blocchi di funzione sequenziali (SFC).
La scelta del linguaggio dipende da diversi fattori come il tipo di funzione da realizzare, e in alcune situazioni si sceglie il linguaggio in base alla richiesta del cliente; in ogni caso possiamo anche optare per utilizzare linguaggi diversi nello stesso programma del controllore.
Funzioni utente predefinite: personalizzare il programma.
Logix Designer ci offre la possibilità di creare delle funzioni riutilizzabili, per esempio per svolgere la stessa operazione diverse volte (con più chiamate all’interno del programma), senza dover riscrivere le stesse istruzioni; questo funzioni si chiamano “Add-On Instructions”.
Possono essere costruite in linguaggio ladder, a blocchi di funzione, oppure di testo strutturato; sono definibili con i parametri necessari che vengono di volta in volta passati alla funzione durante la chiamata alla stessa nel programma.
Le Add-On Instruction si possono esportare e importare in diversi programmi.
Nella prossima immagine vediamo una funzione utente chiamata “VALVE” che gestisce i comandi manuale e automatico di un oggetto di tipo una valvola, e ne controlla lo stato di allarme, verificando lo stato dell’uscita e dei feedbacks di apertura e chiusura.
Nella figura che segue possiamo vedere che nel programma principale di gestione uscite chiamato “OUTPUT - VALVES”, abbiamo i richiami alla funzione utente “VALVE”, naturalmente a ogni chiamata sono passati i parametri relativi alla valvola specifica da elaborare.
La gestione delle variabili nei processori CompactLogix, ControlLogix e GuardLogix Allen Bradley.
Per poter rappresentare il processo da automatizzare e lavorare con il programma del PLC, è necessario definire le variabili del programma, le quali possono essere interne al processore, oppure collegate a punti I/O del campo (ingressi e uscite digitali e analogici).
Per esempio, un oggetto fisico come una valvola pneumatica potrà essere rappresentato nel programma come alcuni bit di dati: un booleano per l’uscita (attivazione), un booleano per il feedback di chiusura, uno per quello di apertura, e un ulteriore dato a bit per lo stato di allarme.
Per quanto riguarda valori di processo come temperature, pressioni, livelli e così via, avremo variabili di tipo numerico (intere o reali).
Nei processori Allen Bradley programmabili con Logix Designer possiamo definire diversi tipi di variabile, e anche dichiarare delle costanti e dei vettori di dati.
Nella prossima immagine vediamo la finestra di dichiarazione delle variabili globali, le quali sono utilizzabili in comune in tutti i programmi, diversamente dalle variabili locali, il cui valore è utilizzabile solamente all’interno del programma in cui sono dichiarate.
Nella stessa figura troviamo la dichiarazione di vettori (per esempio quello chiamato APPOGGIO che contiene 5 variabili di tipo reale), e anche la dichiarazione di una variabile di tipo di dato utente; Logix Designer permette infatti di creare tipi di dati strutturati e personalizzati.
