ELETTROPNEUMATICA

Nell’elettropneumatica tramite PLC, a differenza della pneumatica classica, la logica di controllo è realizzata tramite software e quindi si eliminano la maggior parte dei cablaggi che hanno lo svantaggio di essere complessi, di avere una scarsa riconfigurabilità e di provocare  grandi perdite di tempo nel caso si voglia modificare un circuito abbastanza laborioso.

Attuando la logica tramite PLC, invece, per realizzare un nuovo circuito basta modificare il programma alleggerendo così il lavoro, riducendo gli ingombri e aumentando la velocità di elaborazione con elevato risparmio di tempo e quindi di denaro.

Il PLC ha struttura modulare ed è costituito essenzialmente da: un’unità centrale che contiene la CPU ( che svolge le operazioni di calcolo ), le memorie ( che contengono i programmi e che tengono aggiornati gli stati degli ingressi e delle uscite ) e le porte I/0  ( che mettono in comunicazione il PLC con il cosiddetto “mondo esterno” costituito da finecorsa, sensori, pulsanti, elettrovalvole, ecc… ); è presente poi un modulo alimentatore che fornisce la potenza necessaria al funzionamento dell’unita centrale e agli altri moduli presenti, e dei moduli I/0 a cui vanno connessi i vari finecorsa, i sensori e il quadro comandi.

E’ possibile poi aggiungere dei moduli addizionali.

Il PLC va collegato in uscita alle elettrovalvole che controllano gli attuatori e inoltre, tramite collegamento seriale, al computer che contiene il software di programmazione con cui si imposta la logica.

Il PLC ha tre modalità di funzionamento: STOP in cui non lavora e può ricevere il programma dal software, TEST in cui si può simulare il programma senza eseguire movimentazioni ma solo indicando i segnali e le memorie attivi e RUN in cui si può eseguire il circuito vero e proprio tramite gli attuatori.

Esistono vari tipi di linguaggio di programmazione, alcuni sono: l’AWL ( in cui la logica è impostata tramite liste di istruzioni ), il KOP ( detto anche diagramma Ladder in cui viene impostata tramite contatti e piccole funzioni ) e il FUP ( in cui la viene impostata tramite schema elettrico funzionale ).

Una volta concluso il programma si deve trasferirlo al PLC impostato in STOP e solo dopo averlo acquisito si può mettere in RUN ed eseguirlo.

Il PLC legge tutto il programma, lo salva in registri, poi fa una diagnostica delle entrate e indica le uscite tutto con un certo tempo di clock, quindi non lavora in maniera sequenziale.

Questo fatto è da tenere in considerazione in certi circuiti in cui è richiesto l’ordine preciso di determinate operazioni.

Negli esempi che noi considereremo utilizzeremo solo la programmazione a Ladder e quindi adesso si mostreranno come si applicano alcune logiche elementari.

Se, per esempio, si vuole eseguire la seguente logica: “Il cilindro doppio effetto A esce se è presente il pulsante P1 e rientra se non è presente P1”    (per scaricare la simulazione clicca qui)

Come si può notare il pulsante P1 è rappresentato da un contatto aperto quando si vuole effettuare la logica “YES” e come un contatto chiuso quando si vuole effettuare la logica NOT, mentre l’elettrovalvola bistabile che comanda l’attuatore e indicata con il seguente simbolo:

Per ottenere, invece, la logica AND si devono porre due o più contatti in serie:    (per scaricare la simulazione clicca qui)

La logica OR sarà ottenuta ponendo i contatti in parallelo:    (per scaricare la simulazione clicca qui)

Mostriamo ora come si possono ottenere alcuni circuiti già visti nella parte di pneumatica utilizzando il PLC.

-          Azionamento DE diretto    (per scaricare la simulazione clicca qui)

In questo caso premendo P1 si chiuderà il relativo contatto e verrà eccitata l’elettrovalvola che eseguirà A+, lo stesso ragionamento vale per P2.

-          Azionamento DE indiretto    (per scaricare la simulazione clicca qui)

In questo esempio se si preme P1 si chiude il relativo contatto, e se P2 non è attivo si eccita la memoria M01 che va ad attivare l’elettrovalvola che provoca A+.

A questo punto anche rilasciando P1 la memoria M01 resterà comunque attiva visto che in parallelo a P1 è presente il contatto M01 ( detto autoritenuta ), solo premendo P2 si disecciterà M01 e si otterrà il rientro del cilindro A.

-          Circuito con andata e ritorno automatici    (per scaricare la simulazione clicca qui)

Lo stesso ragionamento fatto nell’esempio precedente si può eseguire in questo caso, la differenza sta nel fatto che i pulsanti P1 e P2 sono sostituiti dai finecorsa a0 e a1.

-          Circuito ciclo-ciclo    (per scaricare la simulazione clicca qui)

-          Circuito con temporizzatore    (per scaricare la simulazione clicca qui)

Premendo P1 si ottiene l’uscita di A, quando il finecorsa a1 viene attivato il relativo contatto si chiude e si eccita il temporizzatore T/C 01 il cui contatto si chiuderà, però, solo dopo il tempo impostatogli tramite software.

-          Circuito con contatore       (per scaricare la simulazione clicca qui)

In questo caso avviene la fase A+ e quando il contatto di a1 si chiude avviene A-, tale finecorsa va anche ad aumentare il conteggio del contatore.

Dopo aver raggiunto il valore prefissato il contatore viene resettato e gli stessi contatti che eseguono tale operazione entrano nella logica di B+.

Nell’esempio da noi considerato la sequenza A+/A- avverrà per tre volte ( rappresentato dal numero binario 11 ) e solo dopo che il contatore ha raggiunto tale valore avviene anche B+/B-.

-          Circuito con marcia di controllo passo-passo    (per scaricare la simulazione clicca qui)

In questo esempio si mostra la versione a contatti LADDER del circuito con marcia di controllo passo-passo visto nella parte di pneumatica, come si può notare con l’elettropneumatica si possono eseguire circuiti complessi riducendo notevolmente il numero di tubazioni e di componenti.