Rosario Cirrito

Logiche PLC e schermate HMI per l'automazione dei Sequenziatori Macchinari Rosario Cirrito

Questo quaderno è il terzo di una collezione di ricette di automazione rivolte a studenti, periti tecnici ed ingegneri, in possesso di conoscenze elementari della programmazione con il binomio PLC-HMI, desiderosi di apprendere tecniche avanzate di automazione impianti. Nel settore informatico i programmatori sono abituati da tempo ad adottare, il più possibile, i "Design Patterns", soluzioni efficienti e ultra-collaudate per problematiche di sviluppo ricorrenti. L'utilizzo di tali pratiche, che a tutti gli effetti possono essere considerate delle "best-practice" permette di ridurre di molto sia i tempi di sviluppo che quelli di test. In questo contesto, per una più agevole comprensione da parte del lettore italiano, si è preferito sostituire il termine "design pattern" con l'espressione "ricetta di automazione", pur rimanendo identiche le finalità di fondo: correttezza, efficienza e funzionalità. Nel primo quaderno è stata trattata la automazione dei motori elettrici; nel secondo quella dei sensori 4-20 mA; in questo terzo quaderno viene mostrato come implementare i sequenziatori gemellare e parallelo. Questo terzo quaderno sviluppa quindi la tematica, assai ricorrente negli impianti, dei sequenziatori per l'avvio/arresto automatico di macchinari gemellari che operano uno di riserva all'altro o di macchinari che operano in parallelo all'interno di gruppi o centrali tecnologiche. Questi sequenziatori completano la catena di regolazione di una grandezza analogica, tipicamente livello o pressione, con azionamenti di tipo digitale (start/stop) attuati su pompe, ventilatori e compressori. A questo scopo essi acquisiscono i comandi in uscita da blocchi funzione del tipo AnalogSts (descritti nel volume 2) e inviano i propri comandi di avvio/arresto a blocchi del tipo ElectricMotor (descritti nel volume 1). In dettaglio la prima sezione, dedicata al dominio applicativo, analizza le due tipologie di sequenziatore: a)gemellare per l'azionamento di due macchinari di cui uno sempre in stand-by;b)parallelo per l'avviamento/arresto di un certo numero di macchinari, della stessa taglia, installati in parallelo. Nella seconda sezione si entra nel vivo della programmazione PLC-HMI. Vengono mostrate la struttura modulare del programma applicativo, secondo lo standard IEC 61131-3, la mappatura interna nella memoria del PLC dei vari tipi di variabili utilizzate e si passa poi alla programmazione con l'analisi dei due blocchi funzione, TwinSeq, per i sequenziatori gemellari e ParallelSeq, per quelli paralleli. Per entrambi i blocchi funzione vengono dettagliatamente sviluppate le schermate di visualizzazione, di monitoraggio locale e di impostazione dei parametri di regolazione. La terza sezione mostra l'utilizzo pratico delle nozioni teoriche precedenti applicandole allo sviluppo di un sistema completo di automazione per un centrale frigorifera equipaggiato con quattro unità di compressione ed una sezione di condensazione composta da un condensatore evaporativo e due pompe acqua. Per l'implementazione dell'esempio vengono analizzate dettagliatamente le subroutine Init, ScadaCmd, VirtualDI, VirtualAI, PressureMeter, Condenser, Comprs e VirtualDO nonché i blocchi funzione ElectricMotor, Con4_20mA e AnalogSts. Per la parte grafica vengono illustrati i controlli grafici che compongono le schermate MENU di navigazione iniziale, SYSTEM e SYSTEM2 per la visualizzazione sinottica, STATUS e STATUS2 per il monitoraggio, OPERAT e OPERAT2 per il comando locale, HOURS per le ore di lavoro e gli avviamenti, CONFIG per i setpoint e DEBUG per il test funzionale globale del sistema. Il quarto capitolo conclude il tutto con una breve presentazione degli altri cinque quaderni che compongono la collana. Tutte le logiche pubblicate nel quaderno sono state sviluppate usando il linguaggio standard IEC61131-3 Ladder per facilitarne l'utilizzo, pur con qualche piccola modifica di terminologia, su tutti i moderni PLC.