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FSE per il futuro
DIPLOMA DI FORMAZIONE PROFESSIONALE
“Tecnico per la conduzione e la manutenzione di
impianti automatizzati”
PROJECT WORK
PROGRAMMAZIONE SOFTWARE E HARDWARE DI PLC PER
IMPIANTI DOMOTICI AD USO INDUSTRIALE E CIVILE
WILLIAM ROSSI
ANNO FORMATIVO 2012/2013
2
INDICE
1. Presentazione personale dell‟allievo
1.1 Descrizione del profilo professionale
1.2 Unita‟ formative in cui si articola il percorso
1.3 Personalizzazione
1.4 Descrizione del Profilo
1.5 Interessi personali all‟interno del corso
1.6 Programmi utilizzati durante il corso
2. Presentazione azienda
2.1 Periodo di svolgimento stage
2.2 Settori di loro competenza
2.3 CAD/CAM
2.4 Automazione Industriale
2.4.1 Impiantistica
2.5 Progettazione Hardware e Software
2.6 La Visione
2.6.1 Visione per Guida Robot
2.6.2 Visione Controllo Qualità
2.6.3 Visione Misura/Conteggio
2.6.4 Visione per l‟Identificazione
2.7 Gestione Software
2.7.1 Sistemi Embedded
2.7.2 Consulenza Informatica
2.7.3 Sviluppo Software
2.7.4 Prodotto
2.8 Telematica
2.8.1 Visual Green
2.8.2 Fleet Management
3
2.8.3 Visual Building
2.8.4 Visual Automation
2.8.5 Telematica - Prodotti
2.8.6 Telematica - Software
2.9 Formazione Professionale
3 Cos‟è il PLC
3.1 Struttura Hardware
3.1.1 Rack
3.1.2 Alimentatore
3.1.3 CPU
3.1.4 Schede Ingressi Analogici
3.1.5 Schede Uscite Analogici
3.1.6 Schede Ingressi Digitali
3.1.7 Schede Uscite Digitali
3.1.8 Schede Speciali
3.1.9 Schede Comunicazione
3.1.10 Schede Controllo Assi
3.2 Struttura Software
3.2.1 Linguaggio Grafico
3.2.2 Linguaggio Testuale
4 Lo Stage
4.1 Introduzione
4.2 Le Specifiche Tecniche del Progetto
4.3 Programmazione Hardware del impianto
4.4 Programmazione Software PLC
4.5 Programmazione Software (HMI)
4.5.1 Elenco dei Comandi(HMI)
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1. Presentazione personale dell’allievo
Le mie esperienze scolastiche nelle superiori hanno avuto inizio nel 2007 dopo che
l‟istituto Superiore “Federico Albert” ha accettato la mia richiesta d‟iscrizione; presso
l‟indirizzo di Alberghiero all‟interno dei corsi gestiti da loro.
In seguito alla ripetizione di un anno, sempre nell‟ambito della culinaria, ho deciso di
ritirarmi e cercare altre opportunità.
Le ricerche mi hanno portato a conoscenza, della sede del C.IA.C “Davide Negro” di Ciriè.
Ho deciso così di informarmi sui corsi che si svolgevano al loro interno, visualizzando
diverse possibilità che m‟incuriosivano.
Ma il corso che attirò maggiormente la mia attenzione era quello di “installatore e
manutentore di impianti elettrici civili e industriali”, cosi ho fatto richiesta presso la sede
che la prese in carico.
Dalla presentazione della domanda passò circa un mese e ricevetti una chiamata del
C.IA.C. che mi comunicò che avrei dovuto sostenere una prova iniziale da lì a poco, per
saggiare le competenze in mio possesso; affrontato il test iniziale, il direttore mi richiamò
per sapere come avrei voluto affrontare il corso in particolare la sua attenzione era rivolta
sulla durata del corso; difatti sono presenti due i corsi per “elettricista” che si diversificano
sulla durata, uno di due Anni e l‟altro di tre Anni.
Il direttore mi spiegò le differenze dei due corsi, e decisi di intraprendere il triennale,
così facendo incominciai il mio percorso di studi nel mondo dell‟elettricità.
Inizialmente l‟apprendimento da parte mia era pressoché nullo, per via del nuovo e
sconosciuto percorso in cui mi trovavo.
Passati un paio di anni la mia conoscenza del mondo elettrico incominciò ad
ampliarsi,grazie anche ad professori che mi seguivano e mi spronavano a conoscere cose
sempre nuove, venni a conoscenza della PLC (Programmable Logic Controller o
Controllore Logico Programmabile) che mi incuriosì particolarmente.
In seguito iniziai ha vedere questo nuovo e enorme mondo che è la programmazione, con
la supervisione dei professori incominciai a utilizzare a livello base il programma di
Siemens Step7.
Il tempo passato ad utilizzare il programma però non era sufficiente dato che da li a poco
ci sarebbe stato l‟esame.
All‟uscita dall‟esame ottenni un punteggio di 73/100.
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Passati ormai due mesi dalla consegna della qualifica il C.IA.C. mi chiamò per sapere se
ero interessato ha intraprendere un nuovo percorso, che però si differenziava dal
precedente difatti questo conseguiva difatti un diploma di formazione professionale come
“tecnico per la conduzione e la manutenzione di impianti automatizzati”, che decisi di
intraprendere con estrema gioia, il quale ebbe inizio nel‟ ottobre del 2012.
Figura 1
Nota: l‟istituto “Davide Negro” Sede C.IA.C di Ciriè, vista interna del cortile
Il diploma di IFP rappresenta un titolo con validità nazionale, corrispondente al IV livello EQF
(European Qualification Framework) e quindi spendibile in ambito comunitario:
si riferisce alla figura del “Tecnico”, ovvero una persona, dotata di una buona cultura tecnica,
in grado di intervenire nei processi di lavoro con competenze non solo operative in relazione ai
processi, ma anche di programmazione, coordinamento e verifica, sapendo assumere gradi
soddisfacenti di autonomia e responsabilità, in relazione con i responsabili delle unità operative in
cui operano.
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1.1.DESCRIZIONE DEL PROFILO PROFESSIONALE
Il Tecnico per la conduzione e la manutenzione di impianti automatizzati interviene con
autonomia, nel quadro di azione stabilito e delle specifiche assegnate, contribuendo - in rapporto ai
diversi ambiti di esercizio – al presidio del processo di produzione automatizzata, attraverso la
partecipazione all‟individuazione delle risorse strumentali e tecnologiche, la predisposizione e
l‟organizzazione operativa delle lavorazioni, l‟implementazione di procedure di miglioramento
continuo, il monitoraggio e la valutazione del risultato, con assunzione di responsabilità relative alla
sorveglianza di attività esecutive svolte da altri.
La formazione tecnica nell‟utilizzo di metodologie, strumenti e informazioni specializzate gli
consente di svolgere attività relative al processo di riferimento, con competenze relative alla
produzione di documentazione tecnica, alla conduzione, al controllo e alla manutenzione di
impianti automatizzati.
Il Tecnico per la conduzione e la manutenzione di impianti automatizzati è in grado di:
1. Produrre documentazione tecnica d'appoggio, di avanzamento e valutativa relativa a
lavorazioni, manutenzioni, installazioni
2. Identificare situazioni di rischio potenziale per la sicurezza, la salute e l'ambiente,
promuovendo l‟assunzione di comportamenti corretti e consapevoli di prevenzione
3. Condurre impianti automatizzati, valutando l'impiego delle risorse al fine di una loro
ottimizzazione
4. Provvedere al monitoraggio, verifica e controllo del funzionamento di impianti
automatizzati, effettuando interventi di cura, assistenza e ripristino.
Il processo di lavoro caratterizzante la figura si articola nelle seguenti macro-attività afferenti la
produzione automatizzata:
1. Produzione di documentazione tecnica
2. Prevenzione di situazioni di rischio
3. Conduzione di impianti automatizzati
4. Controllo e manutenzione di impianti automatizzati
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1.2 UNITA’ FORMATIVE IN CUI SI ARTICOLA IL PERCORSO
Competenze di base 360
Matematica, scienze, tecnologia 180
Linguaggi - Italiano 60
Linguaggi - Inglese 60
Storico, socio-economica 50
Pari Opportunità 10
Personalizzazione 60
Personalizzazione 50
Orientamento finale 10
Competenze chiave di Cittadinanza 0
Competenze professionali specifiche 360
Documentazione impianti automatizzati 50
Sicurezza 10
Conduzione impianti automatizzati 130
Manutenzione impianti automatizzati 140
Area progetto 30
Ore Stage 250
Ore Prove Finali 20
Ore Totali Percorso 1050
Durante lo stage ho sviluppato il project work relativo alla programmazione software e
hardware di plc per impianti domotici ad uso industriale e civile.
In patrticolare mi sono occupato dell‟analisi delle specifiche richieste dal cliente su varie
commesse e la successiva realizzazione, comprensiva di collaudo, e la messa in servizio
di programmi PLC.
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1.5 Interessi personali verso argomenti trattati
All‟interno delle lezioni da noi seguite ci sono vari argomenti che hanno attirato
particolarmente il mio interesse e che mi sarebbe piaciuto approfondire.
Principalmente sono raggruppate internamente alle Competenze professionali specifiche.
Più specificatamente riguardano la parte pratica degli argomenti, che vanno dalla
meccanica alla realizzazione di modelli 3D al computer con l‟utilizzo di simulatori come
possono essere Autocad, Solidworks, Vero Visi.
Dalla programmazione del PLC fino alla programmazione e realizzazione di particolari
meccanici con l‟utilizzo di macchine a controllo numerico.
1.6 Programmi utilizzati durante il corso
Nell‟intero percorso abbiamo avuto occasioni di utilizzare vari programmi informatici che
riguardano sia le competenze professionali specifiche sia le competenze di base.
I software che riguardano le competenze professionali sono:
- VERO Visi 20
- SIEMENS Simatic Manager STEP 7
- AUTODESK AutoCAD
- SPAC Automazione CAD
Per quanto riguardano le competenze di base sono gli strumenti Microsoft Office (Word,
Excel, Power Ponti, Access).
Figura 2 Logo di SIMATIC Manager STEP 7 Figura 3 Loghi SPAC Automazione CAD
Figura 4 Pacchetto base Microsoft Office Figura 5 Logo VERO Software Visi 20
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2. PRESENTAZIONE DELL’ AZIENDA
Figura 6 L'immagine riporta il Logo dell'azienda
Ragione Sociale SOFT-IN S.R.L.
Forma Giuridica SOCIETA' A RESPONSABILITA' LIMITATA
Indirizzo STR ANTICA DI NONE 2
CAP 10092
Comune BEINASCO
Provincia TO
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2.1 Il periodo di svolgimento delle stage.
Lo stage lavorativo svoltosi presso l‟azienda di automazione industriale – Soft-In, è stata
un‟esperienza nuova e sicuramente positiva.
Esso era strutturato in 40 ore settimanali in un periodo di 1 mese e mezzo circa, dal
16/04/13 al 30/05/13; con un amontare di ore pari a 240.
All‟interno dell‟azienda lavorano all‟incirca 20 persone tra impiegati e impiegate, i colleghi
con cui collaboro si sono dimostrati molto gentili e disponibili nei miei confronti.
Mantenendo un comportamento sia professionale sia naturale nei miei confronti mi hanno
aiutato ad ambientarmi, sviluppare un certo tipo di relazione professionale con loro e con
altri colleghi.
Allo stesso tempo hanno ampliato le competenze relazionali che gia possedevo, sia verso
i superiori perciò il colloquiare con persone di gerarchie aziendale superiore e sia con i
colleghi della loro stessa gerarchia.
La Soft-in è una società di ingegneria che opera nel campo dell'automazione industriale e
della telematica.
Il loro scopo prevalente è quello di risolvere i problemi espliciti ed impliciti sui progetti dei
propri clienti.
2.2 Settori di loro competenza
I settori di competenza che gestiscono sono molteplici e comprendono:
CAD/CAM
L‟Automazione industriale
Progettazione Hardware e Software
La visione automatica
Gestione Software
Telematica
Consulenza Informatica
Controllo Ambientale
Demotica
Qui di seguito si andrà a spiegare più nel dettaglio i servizi e i prodotti forniti dalla Soft-in.
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2.3 CAD/CAM
Settori di competenza :
VERIFICHE E CONTROLLO STILE E PRODOTTO
Pre-progetto di industrializzazione, Simulazione con sistemi CAD
SVILUPPO PROGETTI MEDIANTE SISTEMI CAD.
Sviluppo del progetto da bozzetti di stile;
Revers Engineering: rilievi da modelli fisici in scala o reali;
Sviluppo superfici estetiche da rilievi 3D;
Studi tridimensionali di prodotti di industrial design;
Particolari 3D e relative messe in tavola;
Complessivi da studi 3D di installazione e montaggio
PROTOTIPI E MODELLI
Prototipazione rapida e fresatura dimostrativi;
Costruzione prototipi per prove;
Costruzione modelli dimostrativi pre-produzione
GESTIONE PROCEDURA PRODOTTO
Pianificazione del prodotto distinta base figurativa del progetto
Vengono utilizzati sistemi CAD come:
CATIA, COMPUTER VISION, AUTOCAD
Figura 7
Figura 8 Figura 9
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2.4 AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Questa sezione si occupa di tutte le problematiche inerenti all'automazione industriale ed i
controlli di processo per mezzo di controllori programmabili, con fornitura di:
Progetto e designazione Hardware con CAE come EPLAN, X-ELEC, SPAC
Sviluppo software PLC
Produzione di tutte le necessarie documentazioni
Collaudo e messa in servizio
La Soft-in con la loro esperienza copre anche svariati settori dell'automazione
industriale come possono essere:
Linee a trasferta sia di lavorazione che di montaggio
Forni per trattamenti termici
Impianti galvanici
Impianti di verniciatura
Impianti di trattamento e depurazione liquidi industriali
Magazzini automatici
Isole Robotizzate
Isole di saldatura
Centri di lavoro
I controllori prevalentemente utilizzati sono:
SIEMENS, ROCKWELL, SCHNEIDER, OMRON, GE FANUC, BOSCH REXROTH,
MITSUBISHI
Per i PLC elencati, conoscono ed hanno utilizzato per varie applicazioni tutta la gamma di
schede intelligenti, in particolare modo si desidera evidenziare l‟utilizzo di schede per il
controllo degli Assi.
Figura 10
13
2.4.1 Impiantistica
Internamente all‟area dell‟automazione troviamo anche quella della impiantistica.
All‟interno della propria struttura operativa possiedono un laboratorio in grado di fornire e
realizzare :
Armadi elettrici di potenza
Armadi elettrici di logica
Pulpiti e pulsantiere secondo l'esigenza del cliente
Impianto di bordo macchina con tutte le necessarie attrezzature in campo
Impianti di bordo su meccanica forniti dal cliente c/o nel loro laboratorio
Realizzazione di impianti industriali e civili di bassa e media tensione
2.5 LA PROGETTAZIONE HARDWARE E SOFTWARE
Con la sua esperienza, Soft-in copre un vasto raggio dell' automazione industriale
fornendo non solo la progettazione Hardware e Software PLC di primo livello, ma
progettando, insieme al team di ingegneri l'Hardware di comunicazione tra il mondo PLC, il
mondo del PC e i relativi server, con lo sviluppo del Software necessario per risolvere le
problematiche nel suo insieme.
Qui sotto vengono riportate alcune soluzioni di software applicativo:
Sistemi di diagnostica per linee di produzione automatiche
Sistemi di diagnostica per linee di produzione e monitorizzazione delle stesse per
analizzare l'utilizzo dei mezzi di lavoro
Sistemi di diagnostica e pulsantiere elettroniche
Gestione e supervisione di un magazzino
Controllo qualità e ricerca personale tramite beepser, nel caso che una determinata
soglia di difettosità venga superata
Progetto, sviluppo e collaudo per una macchina per il montaggio camme su albero
motore in automatico.
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2.6 LA VISIONE
Soft-in ha un'esperienza più' che decennale nella visione artificiale.
Facciamo una netta distinzione fra:
Processamento dell'Immagine e Visione Automatica;
poiché la differenza fondamentale è data dal risultato finale che esse propongono.
Il Processamento dell'Immagine non è altro che una serie di tecniche (complesse e
potenti) che elaborano un'immagine in un'altra visibile da un essere umano.
La Visione Automatica si prefigge di fornire una "risposta" ad un certo quesito in forma di
un piccolo insieme di numeri, o, in singola del tipo "vero/falso", che viene inviata ad altri
componenti del sistema, senza l' intervento umano.
E' evidente come il Processamento dell'Immagine trovi un posto (estremamente rilevante)
nella Visione Automatica, soprattutto negli stadi iniziali dell'analisi, per condizionare le
immagini e renderle adatte all'applicazione delle successive tecniche.
Queste possono passare da una banale conta dei pixel a calcoli matematici intricati, che
considerano e descrivono la geometria degli oggetti in questione. Possiamo suddividere il
campo della Visione Automatica in quattro sottodiscipline, strettamente intercorrelate, ma
anche facilmente riconoscibili:
- GUIDA ROBOT - IDENTIFICAZIONE - CONTROLLO QUALITA' - CONTEGGIO.
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2.6.1 Visione per Guida Robot
L'industria manifatturiera si è spesso trovata, nel processo di automazione, sempre più
costretta alla necessità di avere dei robot industriali che prendessero oggetti di cui non si è
precisamente a conoscenza della posizione, o di piazzare oggetti in posti non
precisamente determinati.
In queste condizioni la normale tecnica di acquisizione manuale dei punti, per i robot
industriali è inefficace.
La Visione Automatica ha fornito una risposta adeguata a questo problema.
Le applicazioni di questa classe installate con successo comprendono:
1. Montaggio pneumatici. Il mozzo può ruotare, e, per le anteriori, anche sterzare, il
robot non può sapere senza aiuto come piazzare la ruota.
2. Montaggio parabrezza e lunotti. In tal caso, il problema sta nel fatto che il vano
per l'alloggiamento è realizzato con scarsissima precisione, ed è quindi necessario
centrare al meglio il vetro nel vano.Come in figura13
3. Depallettizzazione di particolari meccanici.
Il pallet in questione sosteneva una pila di particolari ordinati in strati, ma non in
modo abbastanza preciso da poter utilizzare centratori meccanici da poterli
prelevare. Come in figura12
Figura 11
Figura 12
Figura 13
16
2.6.2 Visione Controllo di Qualità
Questo rappresenta una larga classe di problemi che hanno come base comune la
necessità di confrontare un certo oggetto con un "Gold Standard".
Il quale pongono la loro attenzione nell'evitare scostamenti da questo standard che
costituiscano un motivo di declassamento del prodotto.
Naturalmente i criteri effettivamente impiegati per i test sono strettamente dipendenti dal
problema affrontato.
Con il successivo rilevamento di diverse anomalie :
1. Rilevamento di anomalie di verniciatura nelle scocche di autoveicoli.
2. Rilevamento di anomalie nella bobinatura di filati artificiali.
3. Rilevamento della rottura e/o di altri malfunzionamenti nel punzone per il numero di
telaio sulle scocche di autoveicoli
Figura 14
Figura 15
Figura 16
17
2.6.3 Visione Misura/Conteggio
E' un processo che porta alla determinazione quantitativa di caratteristiche specifiche
dell'oggetto in esame.
Di regola queste determinazioni fanno parte di altri processi, come l'Identificazione o il
Controllo di Qualità, ma, a volte sono utili per se stessi.
Esempi reali di questa classe di problemi comprendono:
1. Conta di oggetti passanti su di un nastro retroilluminato.
2. Determinazione dello spessore di una catasta di pannelli in legno utilizzando
tecniche di analisi in luce strutturata.
3. Ricostruzione ad alta precisione e senza contatto diretto, del profilo di una
guarnizione utilizzata nell'industria aerospaziale.
2.6.4 Visione identificazione
Alcuni esempi di identificazione risolti con successo possono essere:
1. Identificazione di oggetti, per altro similari, recanti un codice formato da piccole
estrusioni di fusione da sottoporre a successivi trattamenti meccanici.
2. Identificazione di forme. Al termine di una linea di verniciatura possono passare
componenti per differenti modelli da indirizzare al giusto luogo per il montaggio,
possibilmente senza notevoli modifiche dell'attrezzatura esistente. Per ottenere
questo risultato, si è concluso che il mezzo più semplice era l'analisi della silhouette
del particolare.
3. Cernita. Su un trasporto transitano delle riviste, con cadenze superiori ai 120
pezzi/min., le quali sono mescolate fra loro ed appartenenti ad un insieme di
svariate centinaia di riviste possibili. Si può ottenere l'identificazione della testata e
del numero di uscita, la conta per ciascun tipo e l'invio di segnali opportuni al
trasporto per la cernita.
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2.7 GESTIONE SOFTWARE
Software è diventata per i nostri tempi una parola magica, come sinonimo di qualcosa che
risolve tutti i nostri problemi, piccoli o grandi che siano .
Soft-in cerca di applicare le più recenti tecnologie informatiche per risolvere i problemi
informatici espliciti ed impliciti dei propri clienti.
Come ad esempio:
2.7.1 Sistemi embedded
La capacità di creare sistemi personalizzati nei vari settori, deriva da anni di esperienza
nello sviluppo di Hardware e lo sviluppo di Software real-time nel settore dell' automazione
industriale ed automotive.
Vengono forniti in oltre:
Progetti Hardware
Progetti Software
Realizzazione di prototipi e preserie
Certificazione della produzione con Lifetest, UV(ultra violett), Vibrazione ctc..
Figura 18
Figura 17
Figura 19
19
2.7.2 Consulenza informatica
Con la sua lunga esperienza, Soft-in è in grado di fornire al cliente l'analisi tecnica e le
possibili soluzioni per un determinato problema. La consulenza informatica applicata con
maggiore successo riguarda i seguenti settori:
Telematica
Automazione industriale
Sistemi di comunicazione
Soluzioni hardware
Soluzioni per prodotti informatici
Figura 20
Figura 21
Figura 22
20
2.7.3 Sviluppo software
Per risolvere i compiti affidatigli, Soft-in ha un Team di esperti informatici con conoscenze
nei vari settori delle scienze (elettronica, matematica, fisica, ecc..).
E in oltre in grado di affrontare problemi che vengono posti e trovare le soluzioni più
convenieneti.
Per ottenere questi risultati, si attuano investimenti annuali per l'addestramento e la ricerca
di tecniche della programmazione.
Il risultato finale viene molto apprezzato dai propri clienti, che sono di primaria importanza
a livello nazionale ed internazionale.
Forniscono in oltre il tipo di supporto, con la forma contrattuale adatta alle esigenze
specifiche del cliente, realizzando progetti chiavi in mano o consulenze.
2.7.4 Prodotto
La loro capacità non si limita a realizzare i progetti Hardware e Software; la forza
dell‟azienda sta nel seguire il cliente dal momento del design fino ad arrivare alla
produzione del prodotto.
Attraverso i molteplici settori la Soft-in è in oltre in grado di fornire:
Bozze di stile e progetto delle forme con sistemi CAD, come CATIA
Simulazione del prodotto finito e prototipazione rapida con Stereolitografia
Progetto Hardware con realizzazione del circuito stampato ed il montaggio
componenti
Progetto Software e funzionalità
Progetto di Test e funzionalità con camere climatiche
Certificazione del prodotto ed avviamento della produzione presso il cliente
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2.8 LA TELEMATICA
E' una combinazione di telecomunicazioni ed informatica, ed è destinata a diventare uno
dei maggiori campi tecnologici di questo secolo.
Il sistema usa l„infrastruttura GSM per la trasmissione di dati e il sistema satellitare GPS
per la localizzazione inviandoli poi in automatico ad uno o più centri computerizzati o ad
cellulari.
Soft-in è stata una delle prime società Europee di Software a seguire questo nuovo
settore: hanno subito ottenuto risultati molto positivi, tanto da portarli a sviluppare
applicazioni telematiche per le maggiori case automobilistiche Europee.
Oggi troviamo soluzioni per chiamate di emergenza sviluppate da Soft-in in vetture quali:
DaimlerChrysler, Bmw, Porche, Renault, Opel, Fiat.
2.8.1 Visual Green
Il rispetto dell'ambiente è la base fondamentale per la vita, rispettarlo vuol dire rispettare
noi stessi. Per tutelarlo è necessario verificare che le attività umane non causino squilibri a
danno della natura.
Il Visual Green è proprio questo, il monitoraggio dell‟ambiente.
Il sistema Visual Green permette di ricavare:
Livelli di sostanze tossiche rilasciati in atmosfera
Sorveglianza movimenti tettonici
Livello di inquinamento chimico
Livelli gas pericolosi (CO, CO2)
Volume e velocità del flusso
Livelli di combustione
Statistiche di bacino
Livelli acque/controllo delle piene
Livelli batteriologici
Emissioni termiche
Allarme incendi
Temperatura Figura 24 Figura 25
Umidità
Figura 23
22
2.8.2 Fleet management
La logistica è diventata per il mercato globale un punto cardine che richiede particolare
attenzione per la soluzione dei suoi problemi.
La Soft-in, per gestire in modo facile e conveninte la logistica degli autotrasportatori, ha
sviluppato un prodotto chiamato "Visual Fleet", in grado di gestire la flotta dei mezzi con
strumenti facili.
Di seguito vengono elencate alcune performance del prodotto.
Che è in grado di controllare:
Che la tratta assegnata sia eseguita correttamente
Che gli scarichi avvengano nei posti designati
Eventuali scostamenti in tempo reale
Tutti i parametri fisici relativi del mezzo
I km previsti con i km percorsi
Che il tachimetro sia funzionante
Il tempo mancante all‟arrivo
La velocità media del veicolo
Lo stato di avanzamento delle consegne
La gestione delle prese e i depositi in “Just-in-time”
La modifica del percorso di un mezzo in tempo reale
La posizione dei mezzi
Che si verifichi il dialogo costante con il sistema informatico aziendale
Che si riceva e si registrino in automatico le attività eseguite
Che carichi e scarichi avvengano secondo la pianificazione aziendale
Figura 26 Figura 27
24
2.8.3 Visual Building
Permette di rilevare e ricevere tutti i dati significativi per la corretta gestione di un edificio
Vengono rilevati dunque:
Temperatura interna /esterna
Luminosità all' interno dell' edificio
Controllo dei fumi
Ore di funzionamento della centrale termica
Guasti di funzionamento
Elaborazione delle statistiche
Controllo remoto di attivazione/disattivazione di caldaie, gruppo frigo, e quant'altro è
necessario per la gestione di un edificio
Figura 29
Figura 30
Figura 31
25
In caso di interventi, è in oltre possibile:
Conoscere il tempo mancante all‟intervento
Rintracciare automaticamente i propri tecnici
Verificare i tempi di intervento dei tecnici
Pianificare con efficienza l'attività
Controllare i flussi degli interventi
Diminuire gli sprechi
2.8.4 Visual Automation
I costruttori di macchinari per verificare e ottimizzare gli impianti automatici e la sua
manutenzione possono usufruire di un prodotto in grado di:
Visualizzare gli stati di anomalia su macchinari e/o impianti
Rappresentare graficamente tutte le disfunzioni verificatesi
Controllare il tempo intercorso tra chiamata ed intervento
Controllare le fermate dei livelli produttivi
Controllare i livelli di efficienza
Fermate della produzione
Analizzare i controlli di qualità
Visualizzare lo stato delle macchine
Controllare la statistica delle fermate
Figura 32
26
2.8.5 Telematica - I prodotti
Soft-in ha una importante esperienza di progettazione ed engineering.
Il loro know how gli ha permesso di realizzare prodotti software e hardware in grado di
soddisfare specifiche esigenze del mercato.
Ha in oltre collezionato una vasta gamma di esperienze, giungendo allo svilupo di prodotti
Software e Hardware in grado di soddisfare esigenze specifiche del mercato.
2.8.6 Telematica - software
La loro esperienza per la progettazione di Software in tempo reale per l'automazione
industriale, ha creato le basi per introdurre in modo corretto la telematica nel campo
automotive, sviluppando applicazioni conformi alle problematiche di tempo reale, come, ad
esempio, una richiesta di soccorso sanitario.
I prodotti per la telematica software sono:
Visual Fleet, ossia la gestione delle flotte.(Accennato precedentemente all‟interno
del Fleet management)
Position, ossia il sistema di posizionamento
Tracking, ossia il sistema di tracciamento
Geo view
2.9 FORMAZIONE PROFESSIONALE
La Soft-in è in anche in grado di compensare alla mancanza di tecnici nel settore
dell‟automazione attraverso la formazione professionale.
In questa sezione fa in modo di offrire corsi di istruzione tecnica per diversi ambiti quali:
Tecnici di Laboratorio
Manutentori
Responsabili di Produzione
Formatori
Questi ultimi fanno in modo di fornire altro personale qualificato.
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Gli argomante attualmente proposti sono:
Elettromeccanica generale ed applicata
Sistemi di progettazione impianti elettrici
Corsi per Controllori Programmabili
Modulistica speciale per PLC
Reti proprietarie per PLC
Software di programmazione per PLC
Automazione industriale
Sistemi di diagnostica e monitoraggio
Sistemi di identificazione del prodotto
Linguaggi di programmazione
Formazione formatori
Forniscono in oltre ai loro clienti la consulenza e tutto il supporto tecnico necessario per
Automazione industriale e Telematica.
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3. COS’è UN PLC
Controllori a Logica Programmabile(in inglese, Programmable Logic Controller, o PLC).
In particolare, ci soffermeremo sulla struttura hardware di base, e sulle principali funzioni
del sistema operativo
Il PLC :
E‟ una apparecchiatura elettronica programmabile per il controllo di macchine e
processi industriali.
La struttura hardware a bus interno ha dato origine all‟attuale PC
Nasce come elemento sostitutivo della logica cablata e dei quadri di controllo a relé
Prima dei PLC, il controllo logico di impianti e processi industriali era fatta con logica
cablata e quadri a relè perciò:
Rete elettrica di relè, contatti, temporizzatori, contatori; difficilmente modificabile e
ampliabile.
difficile da analizzare e verificare
difficile da interfacciare con altri componenti di controllo(calcolatori, terminali,
sensori…)
Non idonea per sistemi di controllo complessi.
Con l‟esigenza di rendere più affidabili, ripetitive,modificabili le logiche di controllo, si è
passati a dispositivi a logica programmata:
PLS (ProgrammableLogic Sequencers) e poi ai PLC (Programmable Logic controllers)
I primi PLC comparvero nel 1969 negli U.S.A. nell‟industria automobilistica.
I Vantaggi errano:
– La facilità di ampliamento e modifica: flessibilità, adattabilità,
semplicità e rapidità di progettazione.
– facile diagnostica
– più adatta al controllo di sistemi complessi
Figura 33
29
In base all‟utilizzo e alla quantità di Input e Output da gestire, ci sono diverse grandezze.
Che spaziano da i tipi compatti fino a grandi.
I criteri da utilizzare nella scelta delle dimensioni sono: modularità, spazio di
indirizzamento, presenza di moduli speciali, velocità di lettura.
Compatti (o micro):non modulari, poche decine di I/O applicazioni non industriali
(building automation, distributori)
Piccoli: modulari, centinaio di I/O
Medi: modulari, migliaio di I/O
Grandi: modulari, decine di migliaia di I/O
3.1 Struttura Hardware del PLC
Principalmente il PLC e composto dal elementi ben definiti e riconoscibili tra di loro;che
sono:
Il Rack trafilato in alluminio
Il Ps alimentatore
La Cpu
Le Schede di Ingressi e Uscite Analogiche o Digitali
Moduli speciali
Moduli di connessione in rete
Schede di controllo assi
3.1.1 Il Rack
Contiene tutti i moduli (o schede) del sistema PLC (CPU, memorie, schede I/O, ecc.) e
consente:
Connessione elettrica
Connessione logica (bus)
Connessione meccanica
Schermatura
Ogni rack contiene un numero massimo di schede.
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I rack sono collegabili in modo gerarchico con opportune schede di interfaccia e
collegamento,i collegamenti possono essere locali o decentrati.
I rack garantiscono la modularità dell‟architettura PLC.
3.1.2 Alimentatore
L'alimentatore è un apparato necessario per il funzionamento dei PLC.
Esso è utilizzato per fornire l'energia elettrica a tutte le schede del PLC.
Fornisce le tensioni a 5 V necessarie alle schede, le tensioni a + o - 12 V, le altre tensioni
necessarie, sempre in corrente continua (cc.). Può essere interno o esterno al PLC.
3.1.3 La CPU (Central Processing Unit)
E‟ il “cuore” del sistema: è la struttura dedicata all‟elaborazione dei dati e delle istruzioni
del programma di controllo, ed alla gestione delle operazioni logiche interne al PLC.
All'interno della CPU sono varie parti, tra cui unità di gestione, ovvero informazioni di
gestione del PLC stesso, impostate dal costruttore e trasparenti all'utente;
archivio di temporizzatori e contatori funzionali all'operatività del PLC;
memorie immagine del processo, cioè le informazioni in ingresso ed i comandi in uscita
del processo;
memoria utente, in cui vengono scritti i programmi che il PLC deve eseguire;
interfaccia per il dispositivo di programmazione, che comunica con gli strumenti di
programmazione;
bus dati, comando, indirizzi per la veicolazione dei dati fra le varie parti e con l'esterno
della CPU.
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3.1.4 Schede di ingresso analogiche
Questo tipo di schede di ingresso permettono il controllo di grandezze elettriche il cui
valore può variare entro un intervallo.
Le grandezze in gioco sono in tensione o in corrente. Ad esempio sono disponibili schede
di ingresso analogiche in corrente, con un intervallo variabile tra 4 mA e 20 mA.
Queste schede sono disponibili con varie risoluzioni (2-4-8-12-14-16 bit) e con 1 o più
ingressi separati galvanicamente disponibili in morsettiera o sul connettore frontale.
3.1.5 Schede di uscita analogiche
Le schede di uscita analogiche permettono di controllare degli attuatori variabili.
Possono essere in corrente o in tensione ed avere una determinata risoluzione esprimibile
in bit.
Un esempio che può risultare molto chiaro è quella dell'intensità luminosa di una serie di
plafoniere. Tramite un potenziometro noi aumenteremo o diminuiremo l'intensità luminosa;
ad ogni aumento o diminuzione di luce corrisponde un equivalente segnale in corrente o in
tensione.
3.1.6 Schede di ingresso digitale
Le schede di ingresso digitali sono utilizzate per il controllo di grandezze "digitali", cioè di
tensioni a due valori (ad esempio 0 V o 24 V, oppure 0 V 110 V). Ogni scheda può gestire
da 8 a 32, o 64 ingressi digitali differenti.
I segnali dal campo vengono fatti arrivare con cavi elettrici fino alla morsettiera della
scheda ed ogni singolo canale è opportunamente protetto da fusibili di adeguato valore.
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3.1.7 Schede di uscita digitali
Le schede di uscita digitali sono utilizzate per i comandi di attuatori digitali.
Altro esempio di attuatore è una valvola digitale a due stati: aperta, chiusa (elettrovalvola);
anche nel caso di schede di uscita digitali, si possono gestire da un minimo di 8 ad un
massimo di 64 uscite digitali differenti.
3.1.8 Schede speciali
Qualunque PLC di livello medio alto, oltre le consuete schede di ingresso/uscita,
analogiche/digitali, ha a catalogo moduli dedicati a particolari compiti di automazione.
Il vantaggio nell'utilizzare tali schede è quello di avere il controllo di un'operazione/evento
indipendentemente dal ciclo del PLC, relegando il PLC alla funzione di
controllo/parametrizzazione.
3.1.9 Schede di comunicazione
Il PLC durante il suo funzionamento può comunicare con computer, con altri PLC oppure
con altri dispositivi come le macchine CNC (i torni e/o le frese a controllo numerico delle
aziende).
La comunicazione con computer e altri dispositivi avviene tramite tipi di connessione
standard.
La comunicazione con altri PLC avviene tramite protocolli standard, ad esempio:
Profibus, DeviceNet, Wi-Fi, Ethernet, Seriale.
Schede controllo assi
Si impiegano dove è necessario controllare il movimento di un organo meccanico tramite
un motore, che esso sia brushless o passo passo.
Alcune schede presentano un funzionamento particolarmente semplice permettendo di
fissare una quota di consegna che l'asse deve raggiungere e un ingresso per il feedback
di posizione, altre (particolarmente complesse), permettono grandissima flessibilità e
permettono di emulare diversi profili. Richiedono generalmente un modulo di potenza
esterno (amplificatore di corrente) per il comando effettivo del motore.
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3.2 Struttura software
per quanto riguarda la parte software il PLC per ottemperare ai suoi compiti deve essere
programmato.
La programmazione del PLC è effettuata normalmente con un PC sul quale un software
specializzato permette di creare programmi da scaricare nella memoria della CPU del
PLC.
Questo software di programmazione può leggere il programma direttamente dalla
memoria della CPU, e visualizzare il programma sul PC.
Normalmente il programma viene scritto su PC, quindi scaricato nella memoria del PLC, e
salvato sul PC stesso, per ulteriori modifiche o per sicurezza.
La normativa IEC 1131-3 del 1993 ha standardizzato 5 linguaggi di programmazione, di
cui 3 grafici e 2 testuali.
3.2.1 Linguaggi grafici
Ladder diagram (LD o KOP) detto Linguaggio a contatti - È il linguaggio più usato
fino a pochi anni fa, in quanto era la trasposizione informatica dei circuiti elettrici
usati dagli elettrotecnici.
L'automazione industriale infatti era basata su sistemi a logica cablata; il PLC (controllore
di logica programmabile) ha permesso di trasportare i concetti della logica cablata nel
linguaggio Ladder(KOP).
Il programmatore semplicemente utilizza simboli logici corrispondenti a segnali di ingresso
e di uscita per implementare la logica non più cablando i relè, ma disegnando gli schemi
elettrici nel software di programmazione.
Sequential function chart (SFC) detto Diagramma funzionale sequenziale
(GRAFCET)- Viene usato anche come strumento di specifica. Tale linguaggio
permette di implementare facilmente una macchina (o automa) a stati finiti.
Function Block Diagram (FBD o FUP) detto Diagramma a blocchi funzionali -
Analogo ai diagrammi circuitali.
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3.2.2 Linguaggi testuali
Instruction List (IL o AWL) detto Lista di istruzioni - Linguaggio di alto livello, diffuso
nelle maggior ditte di programmazione con PLC, molto simile all'Assembly
(linguaggio di basso livello). Può essere facilmente ricavato dal Ladder e permette
una programmazione più strutturata rispetto a quest'ultimo, infatti molti lo
preferiscono per questo fattore.
Structured Text (ST) detto Testo strutturato - Linguaggio di alto livello simile al
Pascal
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Figura 34 Esempio di linguaggio funzionale sequenziale
Figura 35 esempio di linguaggio FUP
Figura 36 esempio di linguaggio AWL Figura 37 esempio di linguaggio KOP
36
4. LO STAGE 4.1 Introduzione
Durante lo stage, avvenuto presso la ditta Soft-in S.r.l. di Beinasco (TO), ho avuto la
possibilità di seguire un progetto riguardante una Termoregolazione centralizzata di uno
stabilimento, tramite Aeratori di riscaldamento.
4.2 Specifiche
Il cliente desidera realizzare un‟automazione specifica per l‟avvio/arresto degli aerotermi
suddivisi nei vari locali come segue:
- N° 18 Zone Indipendenti
- N° 30 (max) Areatori per Zona
Le zone dovranno avere un funzionamento Locale (Logica a relè per l‟avvio e l‟arresto
degli aerotermi tramite una pulsantiera con comandi dedicati) e un funzionamento Remoto
(Logica PLC con caratteristiche elencate successivamente).
4.3 Hardware dell’impianto
Tralasciando la parte della pulsantiera Locale (non fa parte del lavoro da eseguire),
l‟impianto prevede l‟utilizzo di un PLC della Siemens (serie 300), corredato di una CPU
315-2DP per la gestione e l‟automazione dell‟impianto.
Questa CPU funge inoltre da Master per una rete Profibus DP, creata per coprire le lunghe
distanze tra le Zone e l‟armadio del PLC.
Nelle varie zone, troveremo dei componenti slave della rete profibus (IM 153) per
raccogliere gli Ingresse e le Uscite di ogni singola Zona:
- N° 1 Ingresso analogico per il collegamento di un termometro di Zona (Rilevazione
della temperatura di ogni singola Zona).
- N° 30 Ingressi digitali per il collegamento del segnale di “INTERRUTTORE
TERMICO SCATTATO AREOTERMO (da 1 a 30) (Controllo dello scatto del
termico di protezione di ogni singolo aerotermo).
- N° 30 Ingressi digitali per il collegamento del segnale di “TELERUTTORE
COMANDO AEROTERMO (da 1 a 30) ECCITATO (segnale di risposta della
chiusura del teleruttore per il comando dell‟aerotermo).
37
- N° 1 Ingresso digitale per il collegamento del segnale di “ZONA IN REMOTO”
(selettore posto sulla pulsantiera locale).
- N° 30 Uscite digitali per il collegamento del segnale di “COMANDO AVVIO ZONA
AEROTERMO” (Comando di Avvio/Arresto di ogni singolo aerotermo)
4.4 Progettazione software (PLC)
Tramite il software SIMATIC MANAGER S7 (Versione 5.5 + SP1), è stato creato un nuovo
progetto (Tesina) che prevede la gestione automatica degli aerotermi e del pannello
operatore della SIEMENS (SIMATIC HMI MP377 15” Touch). Come in Figura 38
Figura 38
Dopo aver creato il nuovo progetto, la prima operazione è stata la definizione della
Configurazione Hardware, costruita e compilata nell‟utility corretta, come in Figura 39.
38
Figura 39
Di seguito è stato compilato il “Simbolico” nell‟utilty corretta.
Un elenco di Input/Output e tutti gli oggetti utilizzati nel programma PLC, che serve per
dare un chiaro significato ad ogni singolo oggetto e la possibilità di utilizzare, nella stesura
del programma, l‟indirizzo simbolico che facilità la programmazione.
Figura 40
39
Dopo uno studio sulle specifiche di funzionamento dell‟impianto, si è proceduto a creare i
blocchi di programma opportuni per l‟automazione e per la gestione del pannello
operatore.
Figura 41
Elenco dei blocchi:
- OB1: Blocco organizzativo che serve per impostare la scansione del PLC,
richiamando i blocchi opportuni alla corretta gestione del programma.
- FB10: Blocco Funzione parametrizzato, per la gestione di un singolo aerotermo.
Richiamando questo blocco si possono gestire tutti gli aerotermi delle varie zone,
semplicemente inserendo gli opportuni parametri di ingresso/uscita
presenti.Progettato sia per il funzionamento dell‟aerotermo, sia per la
visualizzazione degli stati e dei comandi da Pannello Operatore HMI.
- FC1 a FC18: Blocchi funzionali che gestiscono i richiami dei blocchi FB10 per la
gestione di tutti gli aerotermi presenti nella zona (da 1 a 18).
- DB1 a DB18: Blocco dati per la gestione degli aerotermi di ogni singola zona
- DB101 a DB1830: Blocco dati di istanza dell‟FB10.
40
Figura 42
4.5 Progettazione software (HMI)
In seguito alla definizione del programma PLC, è stato inserito il progetto HMI per la
visualizzazione e i comandi degli aerotermi.
La prima pagina creata è stata la “pagina iniziale” (richiamata all‟avvio del pannello) per la
navigazione tra le varie aree.
41
Figura 43
Premendo il tasto di una zona si aprirà una nuova pagina con tutti i comandi e le
visualizzazioni che servono per la gestione della zona stessa.
La pagina che si aprirà, sarà sempre la stessa ma con i dati della zona del pulsante
premuto.
Per ottenere questa indicizzazione, alla pressione del pulsante “Zona 1” il sistema
caricherà il valore 1 in una variabile interna dell‟HMI, per il pulsante “Zona 5”, il valore 5 e
così via.
All‟apertura della pagina unica per tutte le zone, i campi di visualizzazione e i comandi
presenti, saranno associati le variabili con la DB1 (per la zona 1) o la DB5 (per la zona 5)
a seconda del pulsante della Zona premuto.
In questo modo si è evitato di costruire 18 pagine diverse per le 18 Zone.
Il programma PLC è stato creato in questo modo (DB1 i dati della Zona 1, DB5 i dati della
Zona 5, e così via) proprio per gestire le zone con un‟unica pagina.
42
Figura 44 4.5.1 Elenco dei comandi e delle visualizzazioni:
- Pulsante “Pagina Iniziale”: Pulsante di cambio pagina per tornare alla
visualizzazione della pagina di Figura 43.
- Pulsante di “Reset Allarmi”: alla pressione del pulsante, il programma riceve il bit
che provvederà al reset dei singoli allarmi presenti nel programma PLC.
- Campo I/O simbolico “Zona Aerotermi X”
- Campo I/O simbolico “Zona in Remoto”: Verde se la Zona è in remoto, rosso se la
Zona non è in remoto (Locale).
- Campo I/O simbolico “N° AEROTERMI DA ATTIVARE”: campo di introduzione di un
valore, che serve a far visualizzare il corretto numero di Aerotermi presenti nella
Zona (Es. 25, in figura 44)
- Campo I/O simbolico “PRESET TEMPERATURA”: campo di introduzione di un
valore che imposta la temperatura desiderata.
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- Campo I/O simbolico “DELTA TEMPERATURA”: campo di introduzione di un valore
che imposta il delta della temperatura desiderata, per l‟accensione e lo
spegnimento degli Aerotermi in modalità automatica.
- Campo I/O simbolico “DELTA TEMPERATURA”: campo di visualizzazione del
valore attuale di temperatura, segnalata dall‟apparecchiatura analogica presente
nella Zona.
- Campo I/O simbolico “Abilita Zona”: Pulsante per Abilitare (Verde) / Disabilitare
(Rosso) l‟intera Zona, valido sia per il funzionamento automatico che manuale.
- Campo I/O simbolico “Mano/Auto”: Pulsante per passare dal modo di
funzionamento Manuale (Verde) al modo Automatico (Blu), valido per ogni singolo
Aerotermo.
- Campi I/O simbolico “Start” e “Stop”: Pulsanti per attivare/disattivare ogni singolo
Aerotermo, valido solo in modalità “Mano”.
- Campo I/O simbolico “Incluso/Escluso”: Pulsante per Includere (Verde) / Escludere
(Rosso) il singolo Aerotermo, valido sia per il funzionamento automatico che
manuale.
Riepilogando, il modo di funzionamento degli Aerotermi è suddiviso in tre modalità:
- Locale: L‟avvio e Arresto degli Aerotermi avviene tramite la pulsantiera, non gestita
dal PLC.
- Remoto-Manuale: L‟avvio e Arresto degli Aerotermi avviene solo se:
1. La zona è in remoto (selettore locale)
2. La zona è abilitata (pulsante HMI)
3. L‟aerotermo è in modalità Mano (Pulsante HMI)
4. L‟aerotermo non è in allarme
5. Si preme il pulsante “Start” (e Stop per fermarlo)
44
- Remoto-Automatico: utilizzando l‟esempio di Figura 44, l‟avvio e Arresto degli
Aerotermi avviene solo se:
1. La zona è in remoto (selettore locale)
2. La zona è abilitata (pulsante HMI)
3. L‟aerotermo è in modalità Auto (Pulsante HMI)
4. L‟aerotermo non è in allarme
5. L‟aerotermo si avvia quando la temperatura scende a 17 °C (18 di “Preset”
meno 1 di “Delta”), rimarrà acceso quando la temperatura salirà a 18 °C e si
spegnerà quando la temperatura salirà a 19 °C (18 di “Preset” più 1 di
“Delta”).
4.6 TIPO DI ISTRUZIONI UTIZZATE NEL PROGRAMMA
durante la visione delle specifiche dateci dal cliente era evidente che la realizzazione del
programma richiedeva conoscenze medio-alte nell'ambito della programmazione del plc.
Le conoscenze a mia disposizione anche se a livello scolastico non bastarono per
terminare in completa autonomia la realizzazione del programma.
Allora affiancatomi da un collega mi sono state spiegate funzioni della programmazione
che permettono la stesura di un programma lungo e molto ripetitivo in poco tempo e
velocizzandone la realizzazione.
Tali funzioni consistono nella parametrizzazione dei dati di ingresso e di uscita attraverso il
quale è possibile creare un programma attraverso il “simbolico”, contenuto nalla tabella dei
dati,( come riportato in figura 40), invece dell‟inserimento di indirizzi assuluti che vuol dire
inserire manualmente ogni singolo indirizzo di programmazione in ogni segmento del
programma.
Questa parametrizzazione dei indirizzi assuluti avviene all‟interno di Blocchi Funzionali
(FB), che per completare tale funzione si appoggiano a un Blocco Dati Di Istanza (DB).
Ha loro volta è possibile contenere tali parametri all‟interno di ulteriori blocchi che sono
Tipi Di Dati Definiti Dall'utente (UDT).
Qui di seguito si andrà a spiegare la funzione che svolgono tali blocchi e come possono
essere utili nella stesura di un programma anche abbastanza complicato.
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4.6.1 Blocchi funzionali (FB)
I blocchi funzionali fanno parte dei blocchi programmati dall'utente. Un blocco funzionale è
un blocco "con memoria". Esso dispone di un blocco dati correlato come memoria (blocco
dati di istanza).
Sia i parametri che vengono trasmessi all'FB, sia le variabili statiche vengono memorizzati
nel blocco dati di istanza.
Le variabili temporanee vengono memorizzate nello stack dei dati locali.
Al termine dell'elaborazione dell'FB, i dati memorizzati nel DB di istanza non vanno
perduti, come invece accade a quelli memorizzati nello stack dei dati locali, ma vengono
mantenuti fino a che l‟utente non decide di cambiarne valori o di sovrascrivere un altro
programma.
I campi di applicazioni dei FB
Un FB contiene un programma che viene eseguito ogni qualvolta che l'FB viene richiamato
da un altro blocco di codice. I blocchi funzionali facilitano la programmazione delle funzioni
frequentemente ricorrenti e complesse.
FB e DB di istanza
A ogni richiamo di un blocco funzionale che trasferisce parametri viene assegnato un
blocco dati di istanza.
Con il richiamo di diverse istanze di un FB si possono comandare più apparecchiature con
un solo FB.
Per esempio, usando dati di istanza differenti per i vari motori, l'FB per un solo tipo di
motore può comandare più motori.
I dati per ogni singolo motore (per esempio numero di giri, tempo di rampa, ore di
funzionamento accumulate, ecc.) possono essere memorizzati in uno o più blocchi dati di
istanza.
Variabili del tipo di dati FB
Se il programma utente è strutturato in modo tale che in un FB vengano richiamati altri
blocchi funzionali già esistenti, con l'FB del tipo di dati sarà possibile registrare gli FB da
richiamare, come variabili statiche, nella tabella di dichiarazione delle variabili dell'FB
richiamante.
46
In questo modo, si ottiene un annidamento di variabili e la concentrazione dei dati di
istanza in un blocco dati di istanza (multistanza).
Assegnazione di parametri attuali a parametri formali
In genere in STEP 7 non è necessario assegnare i parametri attuali ai parametri formali di
un FB. Esistono tuttavia delle eccezioni.
I parametri attuali devono essere assegnati:
a un parametro ingressi/uscite (di transito) di un tipo di dati composto (p. es. STRING,
ARRAY oppure DATE_AND_TIME)
a tutti i tipi di parametri (p. es. TIMER, COUNTER o POINTER)
STEP 7 assegna i parametri attuali ai parametri formali di un FB:
quando nell'istruzione di richiamo vengono definiti dei parametri attuali:
le operazioni dell'FB usano i parametri attuali a disposizione.
quando nell'istruzione di richiamo non viene definito alcun parametro attuale:
le operazioni dell'FB usano i valori memorizzati nel DB di istanza.
La tabella seguente mostra a quali variabili dell'FB devono essere assegnati i parametri
attuali.
Variabili
Tipo di dati
Tipo di dati
semplice
Tipo di dati
composti
Tipo di parametro
Ingresso Parametro non
necessario
Parametro non
necessario
Parametro attuale
necessario
Uscita Parametro non
necessario
Parametro non
necessario
Parametro attuale
necessario
Ingr./uscite Parametro non
necessario
Parametro attuale
necessario
-
Assegnazione di valori iniziali a parametri formali
E possibile assegnare valori iniziali ai parametri formali nella parte di dichiarazione dell'FB.
Tali valori vengono trasferiti nel DB di istanza assegnato all'FB.
47
Se nell'istruzione di richiamo ai parametri formali non viene assegnato alcun parametro
attuale, STEP 7 usa i valori memorizzati nel DB di istanza.
Tali dati possono essere i valori iniziali specificati nella tabella di dichiarazione delle
variabili dell'FB.
La tabella seguente mostra quali variabili si possono assegnare a un valore iniziale.
Siccome dopo l'elaborazione del blocco i dati temporanei non vengono memorizzati, ad
essi non può essere assegnato alcun valore.
Tipo di dati
Variabili
Tipo di dati
semplici
Tipo di dati
composti
Tipo di parametro
Ingresso Valore iniziale
ammesso
Valore iniziale
ammesso
-
Uscita Valore iniziale
ammesso
Valore iniziale
ammesso
-
Ingr./uscite Valore iniziale
ammesso
- -
Statiche Valore iniziale
ammesso
Valore iniziale
ammesso
-
Temporan. - - -
A ogni richiamo di un blocco funzionale che trasferisce parametri viene assegnato un
blocco dati di istanza.
Nel DB di istanza vengono memorizzati i parametri attuali e i dati statici dell'FB.
Le variabili dichiarate nell'FB determinano la struttura del blocco dati di istanza.
Con il termine istanza si definisce il richiamo di un blocco funzionale.
Per esempio, se un blocco funzionale viene richiamato cinque volte nel programma utente
S7, di tale blocco esisteranno cinque istanze.
Creazione di un DB di istanza
Per poter creare un blocco dati di istanza, deve già esistere l'FB a cui il blocco deve
essere assegnato. Il numero dell'FB viene stabilito al momento della creazione del blocco
dati di istanza.
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Un DB di istanza per ogni istanza
Se a un blocco funzionale (FB) che controlla un motore vengono assegnati più blocchi dati
di istanza, l'FB può essere usato per il controllo di diversi motori.
I dati dei singoli motori (p. es. numero di giri, tempo di rampa, ore di esercizio totali)
vengono memorizzati nei diversi blocchi dati.
A seconda del DB assegnato all'FB richiamato, è possibile controllare un altro motore.
In questo modo, un solo blocco funzionale è sufficiente per più motori (vedere la figura
seguente).
Un solo DB di istanza per più istanze di un FB
A un FB possono essere trasmessi dati di istanza di diversi motori contenuti in un DB di
istanza.
Per farlo, occorre richiamare i controlli del motore in un altro FB.
Inoltre è necessario dichiarare nella parte di dichiarazione dell'FB richiamante le variabili
statiche per le singole istanze (multistanze) con il tipo di dati dell'FB.
Usando un solo DB di istanza per più istanze di un FB, si risparmia memoria e si ottimizza
l'uso dei blocchi dati.
Un solo DB di istanza per più istanze di diversi FB (multiistanze)
In un blocco funzionale possono essere richiamate istanze di altri FB già creati.
I dati di istanza necessari a tal fine possono essere assegnati al blocco dati di istanza
dell'FB richiamante, ovvero in questo caso non si ha bisogno di blocchi dati supplementari
per gli FB richiamati.
Per quanto riguarda tali multistanze contenute in un DB di istanza, è necessario dichiarare
per ciascuna istanza, nella parte di dichiarazione dell'FB richiamante, variabili statiche con
il tipo di dati dell'FB richiamato.
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Il richiamo all'interno dell'FB viene effettuato senza specificare un DB di istanza, ma
semplicemente con il nome della variabile.
Nell'esempio della figura, i dati di istanza assegnati vengono memorizzati insieme in un
blocco dati di istanza.
4.6.2 Tipi di dati definiti dall'utente (UDT)
I tipi di dati definiti dall'utente sono speciali strutture di dati che l'utente crea e può
utilizzare in tutto il programma utente S7 secondo la definizione che ne ha dato.
Gli UDT possono essere usati come tipi di dati semplici o tipi di dati composti nella
dichiarazione di variabili dei blocchi di codice (FC, FB, OB), oppure come tipo di dati delle
variabili di un blocco dati (DB).
Ciò rappresenta un notevole vantaggio per l'utente, il quale, una volta definita una
particolare struttura di dati utilizzabile più volte, la può assegnare a un numero infinito di
variabili.
Gli UDT possono essere usati come modello per creare blocchi dati con uguale struttura; è
cioè possibile realizzare una volta la struttura e creare in seguito i blocchi dati
semplicemente assegnando l'UDT (esempio "ricette": la struttura del DB resta uguale,
cambiano solo le quantità indicate).
I tipi di dati definiti dall'utente, come tutti gli altri blocchi, vengono creati nel SIMATIC
Manager o nell'editor incrementale.
Configurazione di un UDT
Dopo l'apertura dell'UDT in una nuova finestra di lavoro comparirà la tabella per la
rappresentazione di tale tipo di dati nella vista dichiarazione.
La prima e l'ultima riga contengono già le dichiarazioni STRUCT e END_STRUCT che
indicano l'inizio e la fine del'UDT.
Tali righe non possono essere modificate.
Per elaborare il tipo di dati definito dall'utente specificare i dati desiderati nelle opportune
colonne, a partire dalla seconda riga della tabella di dichiarazione.
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I tipi di dati definiti dall'utente possono essere strutturati sulla base di:
tipi di dati semplici
tipi di dati composti
tipi di dati definiti dall'utente già disponibili
I tipi di dati definiti dall'utente del programma utente S7 non vengono caricati nella CPU
S7. Essi vengono creati ed elaborati direttamente mediante un editor incrementale oppure
compilando i file sorgente.