Logiche PLC e schermate HMI per l'automazione dei sensori 4-20 mA: Un approccio pratico alla misurazione e al monitoraggio delle grandezze utilizzando la norma IEC 61131 - 3 Ladder Log

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Titolo originale:

PLC Logics and HMI Screens for 4-20 mA Sensors Automation: A pratical approach to quantities measurement and monitoring using IEC 61131 - 3 Ladder Log

Contenuto del libro:

Questo fascicolo è il secondo di una serie dedicata alle ricette di automazione realizzate con il binomio PLC (Programmable Logic Controller) e HMI (Human Machine Interface). La collana si rivolge a un pubblico di lettori con una conoscenza elementare della programmazione PLC, desiderosi di apprendere soluzioni avanzate, ampiamente testate su sistemi reali. Nella moderna programmazione informatica, generalmente orientata allo sviluppo di software "object-oriented", lo sviluppatore cerca, per quanto possibile, di ricorrere ai cosiddetti "Design Patterns", soluzioni standard per i problemi più ricorrenti. Un design pattern descrive un problema, particolarmente ricorrente in un determinato contesto, e fornisce quindi il cuore della soluzione a questo problema. È quindi possibile riutilizzare con successo questa soluzione, migliaia e migliaia di volte, con la certezza di utilizzare una soluzione efficiente e ben collaudata. Nella presente collana, che si occupa esclusivamente di sviluppo su PLC-HMI, il termine "design pattern" è stato sostituito dal termine "ricetta di automazione" per una più facile comprensione da parte del lettore non informatico. Nei capitoli di questo libro mostreremo in dettaglio una ricetta di automazione che può essere riutilizzata in qualsiasi progetto di automazione PLC-HMI che utilizzi "motori elettrici". La ricetta è stata ottimizzata anche per il funzionamento con i sistemi di supervisione Scada. Questo secondo libro illustra la ricetta di automazione per la misura e il monitoraggio di grandezze acquisite con sensori di corrente 4-20 mA.

In dettaglio, la prima sezione, dedicata al dominio applicativo, analizza i vari tipi di misura utilizzati per acquisire grandezze fisiche come pressione, livello, portata, corrente elettrica e temperatura. La seconda sezione si occupa dello sviluppo di un software combinato per PLC e HMI. Viene analizzata la logica dei due blocchi funzione (UDFB) Conv4_20mA e AnalogSts. Il primo blocco mostra come convertire le grandezze analogiche 4-20 mA in grandezze ingegneristiche, mentre il secondo spiega come monitorare lo stato del segnale analogico in base a parametri preimpostati quali set-point, isteresi, banda morta, soglie operative e allarmi di primo e secondo livello. Per entrambi i blocchi funzionali vengono sviluppate in dettaglio le schermate per la visualizzazione dei valori, il monitoraggio locale degli stati e l'impostazione dei parametri di regolazione. Oltre alla logica dei blocchi funzionali, vengono discusse anche due subroutine ausiliarie, VirtualAI e Init, da richiamare una sola volta (singleton) nel programma principale. La terza sezione mostra, infine, l'applicazione dei concetti sviluppati nei capitoli precedenti a un caso concreto di controllo di livello in una stazione di pompaggio delle acque reflue. Le soluzioni HMI sono state ampiamente testate sull'OCS, Operator Control System, prodotto da Horner Apg. L'OCS combina controllore, interfaccia operatore, rete e I/O in un unico prodotto.

L'autore, pur avendo utilizzato ampiamente i PLC Siemens, Allen Bradley e GE Fanuc, ha incentrato i libri di questa serie sugli OCS Horner perché Horner fornisce Cscape, un ambiente di sviluppo integrato, estremamente facile da usare e soprattutto completamente gratuito. Tutte le logiche pubblicate nel libro sono state sviluppate utilizzando il linguaggio Ladder conforme alla norma IEC61131-3.

Pertanto, è estremamente facile migrarli su quasi tutti i PLC di altri produttori. Lo stesso vale per gli schermi HMI, i cui controlli grafici sono molto simili sulle diverse apparecchiature offerte dal mercato. Il lettore che ha già esperienza con apparecchiature di altri produttori può quindi continuare a utilizzare ciò che conosce meglio.