Chiudiamo queste note,
osservando che un controllore a logica programmabile (PLC) può essere
classificato:
In base alla sua DINAMICA; in questo caso possiamo distinguere tra:
Controllore
statico: quando è descritto da equazioni di tipo combinatorio (del tipo «‘bit 1’ and ‘bit 2’
accende l'uscita ‘x’») → in questo caso le uscite dipendono,
istante per istante, solo dagli ingressi! [in termini analitici possiamo dire
di avere un’equazione di tipo algebrico (non differenziale) → ovvero non
c'è un tempo coinvolto nelle equazioni, ma abbiamo solo un legame analitico].
Controllore dinamico: quando le
regole che descrivono il comportamento del sistema sono di tipo sequenziale,
(cioè le uscite dipendono degli ingressi attuali e da quelli precedenti)
→ per realizzare un controllore dinamico saranno necessari degli elementi
di memoria (per memorizzare gli stati degli ingressi precedenti). Un tipico esempio
di controllore dinamico è il “rilevatore di cambiamento di stato” (il
quale non fa altro che ricavare la funzione ‘XOR’ tra il valore corrente e
quello immediatamente precedente, opportunamente memorizzato, di una
variabile ‘X(i)’ considerata come ingresso. In termini analitici, in questo
caso, diremo che le equazioni sono di tipo differenziale (non algebrico), cioè
contengono al loro interno un’informazione di tipo temporale.
In base alla TECNICA COSTRUTTIVA; in questo secondo caso distingueremo tra:
Controllore cablato: lo schema di controllo è definito dall'insieme dei dispositivi (relais,
porte logiche, ecc) e dalle loro interconnessioni. Questo tipo di realizzazione
era frequente soprattutto in passato (ormai non si usano quasi più, tranne
forse qualche raro caso d’applicazione molto particolare), ed è basata su una
serie di connessioni tra relais (o porte logiche), che fissano il comportamento
del PLC (il programma di controllo è realizzato in modo rigido, attraverso le
interconnessioni tra le varie porte logiche).
Sono PLC cablati:
I quadri a relais, nei quali
ogni modifica del controllo comporta anche una modifica del cablaggio o un
adeguamento dei relais. L'unico vantaggio di queste realizzazioni sta nel fatto
che, essendo i relais dei dispositivi di potenza, consentono l'interfacciamento
diretto tra controllo ed il campo; d'altro canto però, in quanto dispositivi
meccanici, i relais sono anche ingombranti i soggetti ad usura.
Controllori realizzati a porte logiche
(AND, OR, NOT, ed elementi di RITARDO),
i quali a loro volta possono essere realizzati:
in modo rigido, con reti logiche cablate,
in modo flessibile, mediante l'uso d’array programmabili
dall'utente.
Programmabile:
lo schema di controllo è definito mediante un programma memorizzato in celle di
memoria modificabili dall'operatore (mediante terminale a tastiera o PC).
questo è in realtà il PLC che abbiamo descritto finora ed è anche il più usato,
perché offre la possibilità di avere uno schema flessibile ed aperto a nuove
applicazioni.
Per quanto riguarda le prestazioni possiamo distinguere i
seguenti vantaggi e svantaggi:
In un PLC a retecablata:
Vantaggi: esecuzione
intrinsecamente parallela, e quindi, potenzialmente molto veloce.
Svantaggi: sono realizzati
con schemi rigidi o semirigidi, costosi da rinnovare e manutenere.
In un PLCprogrammabile:
Svantaggi: esecuzione sequenziale,
potenzialmente molto più lenta della precedente.
Vantaggi: schema flessibile
ed aperto a nuove applicazioni.
Conclusioni
La prima questione che si
deve risolvere, quando si affronta il problema della scelta di un PLC, è quella
di cercare di capire se, per l'applicazione in oggetto, è più conveniente avere
un sistema velocissimo, ma rigido; oppure è possibile
accontentarsi di tempi d’esecuzione minori, in cambio di una maggiore
flessibilità.
Questa scelta va fatta
tenendo conto che un'esecuzione a “tempo discreto” è sempre
possibile! Purché si faccia attenzione ad utilizzare una frequenza di
lavoro che renda il PLC sufficientemente più rapido della
dinamica propria del processo da controllare.
Possiamo concludere
quindi, che è sempre possibile realizzare un PLC mediante l'utilizzo di un
sistema a microprocessore, purché si abbia particolare cura nello
scegliere la frequenza di lavoro in funzione:
Della complessità
del problema.
Della dinamica
del processo da controllare.
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