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

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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

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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

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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

23

Figura 28

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

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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.

30

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.

31

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.

32

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.

33

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.

34

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

35

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.

43

- 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.

45

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.

48

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.

49

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.

50

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.