Triangle Research International propone un approccio unico ai sistemi di controllo con i suoi PLC della serie Fx a scheda aperta. In questo tutorial pratico, esaminiamo gli elementi essenziali per collegare, cablare e programmare uno di questi controller. Dalla configurazione dell'hardware al download di un semplice programma tramite comunicazione seriale, questa guida offre un punto di partenza pratico per gli ingegneri che esplorano piattaforme PLC personalizzabili per applicazioni OEM e di automazione integrata.

Sebbene il PCB esposto possa risultare insolito a molti ingegneri del settore dell'automazione e dei sistemi di controllo, un PLC è semplicemente un dispositivo che esegue funzioni logiche utilizzando ingressi e uscite che interagiscono con il mondo reale. I progetti dei PLC variano notevolmente per livello di protezione e resistenza alle condizioni ambientali, ma la funzione di base rimane la stessa in tutti i sistemi.

Che cos'è il PLC della serie Fx?

Il PLC della serie Mitsubishi Electric Fx include la maggior parte delle funzionalità necessarie per progetti che vanno dal semplice controllo di macchine a sistemi di automazione moderatamente complessi. Questi controller includono generalmente Ethernet, RS-232, due porte di comunicazione RS-485 e I/O sia digitali sia analogici, a seconda del modello.

Il numero di punti I/O può essere ampliato tramite la rete Modbus, rendendo il sistema flessibile per applicazioni di automazione industriale scalabili.

Questo tutorial utilizza il modello Fx2424, che offre:

• 24 ingressi digitali
• 24 uscite digitali
• 8 ingressi analogici
• 4 uscite analogiche

Le caratteristiche tecniche importanti per i programmatori includono:

• Gli ingressi digitali sono di tipo sourcing e richiedono sensori o interruttori sinking (NPN) collegati a 0 VCC.
• Gli ingressi ricevono internamente l'alimentazione dalla sorgente a 24 VCC e non richiedono un terminale comune separato.
• Le uscite digitali sono di tipo sinking, ovvero i dispositivi di carico devono essere alimentati esternamente.
• Gli I/O analogici supportano segnali da 0–5 V, con reti di resistori opzionali che consentono di utilizzare dispositivi da 0–10 V o 4–20 mA.

Configurazione dell'hardware del progetto

Questo tutorial introduttivo utilizza una configurazione semplice composta da un dispositivo di ingresso e un dispositivo di uscita collegati tramite un’interfaccia di comunicazione RS-232. L’hardware necessario comprende:

• Controller TRi PLC della serie Fx
• Alimentatore industriale a 24 VCC
• Cavo convertitore da USB a seriale
• Interruttore selettore (dispositivo di ingresso)
• Relè elettromeccanico (dispositivo di uscita)
• Cablaggio standard

Passaggio 1: alimentare il controller

Collegare l’alimentatore a 24 VCC all’intestazione di alimentazione contrassegnata con +24 V e 0 V. Verificare che l’indicatore LED di alimentazione si accenda prima di procedere.

Passaggio 2: collegare l’interruttore di ingresso

Poiché gli ingressi sono di tipo sourcing, collegare un filo dal terminale 0 V dell’alimentatore all’interruttore. Collegare quindi il lato di uscita dell’interruttore al terminale 1 della morsettiera degli ingressi.

Se il PLC e l’interruttore utilizzano alimentatori diversi, assicurarsi che entrambi gli alimentatori condividano un collegamento di riferimento comune a 0 V.

Passaggio 3: collegare il relè di uscita

Poiché le uscite sono a collettore aperto, collegare la bobina del relè a +24 VCC. Collegare quindi l’altro lato della bobina del relè al terminale di uscita 1 del PLC.

Il terminale comune delle uscite deve essere collegato al terminale 0 V dell’alimentazione del carico per completare il circuito.

Software di programmazione del PLC

Il PLC della serie Fx utilizza il software di programmazione i-TRiLOGI. Installare il software secondo le istruzioni del produttore prima di collegare il controller.

Il software offre un ambiente di programmazione in logica ladder utilizzato per creare, modificare e scaricare programmi nel PLC.

Connessione al PLC tramite comunicazione seriale

Questo tutorial utilizza una connessione seriale RS-232 anziché Ethernet. Collegare il cavo da USB a seriale tra il computer e la porta di comunicazione del PLC.

Dopo aver collegato il cavo, il sistema operativo assegnerà un numero di porta COM. Verificare il numero della porta assegnata tramite Gestione dispositivi.

Nel software di programmazione:

• Aprire il menu Controller
• Selezionare Connetti al server
• Scegliere Porta seriale/USB
• Configurare la porta COM corretta
• Fare clic su Apri porta

Se la connessione ha esito positivo, il software visualizzerà un messaggio di conferma che indica che la comunicazione con il PLC è stata stabilita.

Scrittura di un semplice programma in logica ladder

La programmazione della logica ladder inizia creando un rung che definisce la relazione tra una condizione di ingresso e un'azione di uscita. In questo esempio, un interruttore controlla un'uscita a relè.

I passaggi di programmazione comprendono:

• Creare un contatto normalmente aperto che rappresenti il dispositivo di ingresso
• Aggiungere una bobina di uscita che rappresenta il relè
• Assegnare gli indirizzi I/O a entrambi i dispositivi

Il programma ladder risultante esegue una semplice funzione di controllo: quando l'interruttore viene attivato, il relè si eccita.

Download del programma nel PLC

Dopo aver completato il programma di logica ladder, trasferirlo al PLC utilizzando la funzione di download del programma.

La procedura di trasferimento comprende:

• Selezionare il controller
• Selezionare Trasferimento del programma al PLC
• Confermare la porta di comunicazione
• Avviare il processo di download

Se il trasferimento viene completato correttamente, il PLC inizierà immediatamente a eseguire il nuovo programma.

Passaggi successivi nella programmazione PLC

Questo esempio dimostra il programma di logica ladder più semplice possibile utilizzando un PLC collegato in serie. Nei sistemi di automazione industriale reali, vengono generalmente implementate funzioni aggiuntive, tra cui:

• Elaborazione dei segnali analogici
• Istruzioni per timer e contatori
• Comunicazione di rete
• Monitoraggio degli allarmi e dei guasti
• Registrazione dei dati e diagnostica del sistema

La comprensione di queste funzionalità avanzate consente agli ingegneri di realizzare sistemi di automazione affidabili e scalabili per applicazioni di produzione, imballaggio, movimentazione dei materiali e controllo dei processi.

Informazioni sull'autore

Daniel Chen è un ingegnere senior dell'automazione industriale con oltre 15 anni di esperienza pratica nella programmazione PLC, nei sistemi di controllo industriale e nei progetti di automazione degli stabilimenti. Ha progettato e messo in servizio soluzioni di automazione nei settori manifatturiero, dell'imballaggio e della movimentazione dei materiali.

La sua competenza tecnica comprende lo sviluppo di logiche ladder, il cablaggio sul campo, i protocolli di comunicazione industriale e la risoluzione dei problemi nei sistemi di controllo basati su PLC. Si concentra su metodi ingegneristici pratici che migliorano l'affidabilità dei sistemi, semplificano la manutenzione e supportano il funzionamento industriale a lungo termine.