Cosa nel mondo è la programmazione PLC?

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Nel mondo della produzione, ci sono computer e poi c'è l'automazione del computer.

Mentre potresti pensare di sapere tutto ciò che c'è da sapere sui computer, non hai nemmeno graffiato la superficie dell'uso computer per automatizzare le cose fino a quando non hai utilizzato un controller logico programmabile, noto nel settore dell'automazione semplicemente come “PLC”. Un PLC non è altro che un computer con un processore, tranne per il fatto che l'architettura è creata in modo da interagire con il mondo esterno. Ottiene informazioni dal mondo esterno attraverso input: sensori digitali e analogici, relè e altri gadget assortiti. Interagisce con il mondo reale attraverso le uscite: motori, valvole, nastri trasportatori, attuatori e molto altro.

Tra tutti gli ingressi e le uscite c'è il PLC: il cuore della bestia e il cervello dietro l'intera operazione. La programmazione tramite PLC prende le decisioni in base all'input dal mondo reale e quindi interagisce immediatamente con il mondo reale attraverso gli output, il tutto in frazioni di secondo. Questi sono essenzialmente robot.

Da dove viene la programmazione dell'automazione del computer

Prima dei sistemi informatici, le apparecchiature di produzione erano tutte controllate manualmente. Ciò significa che una persona preme i pulsanti per controllare direttamente i dispositivi. Ad esempio, un operatore può premere un pulsante per spostare un nastro trasportatore fino a quando una bottiglia non si trova sotto un beccuccio. Quindi premerebbero un altro pulsante per aprire la valvola e riempire la bottiglia, quindi premere nuovamente il pulsante del trasportatore. Questa era la fase dell'automazione che inizialmente sostituiva (e in alcuni casi salvava) le mani umane.

L'evoluzione della programmazione PLC è nata dal modo in cui questi sistemi di controllo "manuali" sono stati cablati. In molti casi, c'erano alcuni "intelligenti" presi in considerazione nel cablaggio elettrico per salvaguardare la macchina. Gli schemi includevano pulsanti di input e relè di contatto di output che sembravano i seguenti nelle stampe.

Questi sono relè di contatto: uno si chiama "normalmente aperto" e l'altro "normalmente chiuso", il che significa che uno chiuderebbe il circuito elettrico quando attivato, e l'altro lo aprirà. I relè possono essere attivati ​​da qualsiasi cosa: un pulsante, un finecorsa colpito da un oggetto, ecc. Sul lato di uscita del cablaggio, gli elettricisti userebbero il seguente segnale per rappresentare una bobina di uscita che potrebbe accendere un motore o un altro dispositivo.

Con l'avvento non solo di processori per computer, ma anche di dispositivi avanzati come sensori di prossimità e di livello a infrarossi, molti di questi processi "manuali" dove un essere umano doveva ancora prendere decisioni, ha iniziato a essere sostituito con la programmazione dell'automazione informatica all'interno di queste unità di elaborazione ad alta velocità chiamate PLC.

Quindi, cosa rende un PLC diverso da un normale computer? I PLC sono fatti per scorrere rapidamente e per interagire rapidamente con il mondo esterno. Se guardi la prima immagine in questo articolo di un sistema PLC Allen-Bradley, potresti essere sorpreso di apprendere che solo il modulo molto a sinistra è il computer reale. La maggior parte del "rack" comprende vari moduli che interagiscono con sensori o dispositivi di input e quindi altri moduli per controllare anche i dispositivi di output.

Dato che questi sistemi venivano usati per sostituire i sistemi che prima erano cablati e mantenuti dagli elettricisti, il "linguaggio" di controllo doveva essere qualcosa che quegli elettricisti potevano capire. Fu così che nacque la "logica ladder".

La programmazione automatizzata per computer utilizza la logica ladder

Mentre questo potrebbe cambiare ad un certo punto nel prossimo futuro, fino ad ora questi PLC utilizzavano varie versioni di "logica ladder". La logica ladder è un linguaggio di programmazione che assomiglia molto a quegli schemi elettrici vecchio stile e a quei simboli elettrici, ma è disposto all'interno del processore in un "programma" sequenziale che controlla qualunque cosa.

Questa programmazione PLC sembra uno schema elettrico, ma questi sono solo simboli usati per rappresentare alcune funzioni. I relè di ingresso stanno esaminando alcuni sensori nel mondo reale, i simboli di uscita stanno accendendo o spegnendo un dispositivo del mondo reale e qualsiasi le caselle al centro rappresentano vari calcoli matematici o altre "funzioni", proprio come in qualsiasi altro computer Software.

Sono strutturati su "pioli" nel programma e tutti i pioli vengono scansionati quasi contemporaneamente. Se pensi a come i programmatori di computer sono abituati a scrivere programmi sequenziali in cui si trova lo script elaborato una riga alla volta - può volerci un po 'di tempo per abituarsi a scrivere un programma in cui tutto sta accadendo tutto subito.

Ma se si considera la velocità con cui un "robot" automatizzato deve rispondere a qualsiasi cambiamento nel mondo reale, è possibile capire perché questo rapido tempo di scansione è fondamentale.

Quando si tratta delle esigenze elevate e precise del mondo manifatturiero ad alta tecnologia oggi, è possibile capire perché questi computer programmabili ad alta velocità sono al centro di ciò che rende competitivo qualsiasi produttore vantaggio.

L'automazione di qualsiasi processo implica la comprensione del processo, la comprensione dei macchinari e quindi il pensare come un programmatore di computer in modo da poter dire esattamente a quel PLC come fare ciò che 2 o 3 esseri umani precedentemente dovevano fare mano.

Ancora meglio, una volta che usi un computer per fare queste cose, puoi anche prendere misure istantanee, condurre test e raccogliere dati in modo tale che le informazioni diventino immediatamente disponibili in un database o su una base web Schermo.

Hai mai avuto la possibilità di interagire con sistemi automatizzati controllati da PLC? Sei un programmatore di PLC? Condividi i tuoi pensieri e le tue esperienze su questa tecnologia nella sezione commenti qui sotto.

Credito immagine: Sistemart, Elmschrat, Nuno Nogueira