I controllori a logica programmabile sono piccoli dispositivi informatici utilizzati nelle fabbriche e nel campo industriale per far funzionare i macchinari. Dotati di propri sistemi operativi, i controllori logici programmabili (PLC) controllano i processi utilizzati per fabbricare i prodotti. I programmatori alterano i processi sui PLC per far funzionare i macchinari e apportare modifiche al prodotto che viene fabbricato. Usano la programmazione del controller logico programmabile in aree come la lavorazione, l’imballaggio degli alimenti e la movimentazione dei materiali. Alcuni dei migliori suggerimenti per i programmatori sono l’utilizzo di un’unica operazione, l’implementazione di un controller proporzionale nella logica, la creazione della logica di commutazione e la riduzione dei problemi di tempo di scansione del PLC.
La funzione one shot è utile quando una condizione si attiva e disattiva e il PLC deve agire sullo stato reale per una sola scansione. La bobina diventa vera ogni volta che l’anello di abilitazione è vero e rimane tutto vero per una sola scansione. A volte, l’ordine dei rami diventa importante in un colpo solo perché il PLC deve completare una scansione completa quando il bit di uscita è attivo e solo allora vede il primo ramo.
L’integrazione di controllori proporzionali in un PLC diventa molto utile nella programmazione di controllori logici programmabili, specialmente quando non dispone di istruzioni proporzionali/integrali/derivate o PID integrate. I controller PID sono controller di processo con caratteristiche di risposta sintonizzabili speciali. Ciò consente loro di eseguire correttamente algoritmi di controllo che anticipano e misurano le velocità di riscaldamento e raffreddamento del processo e si correggono automaticamente. Le procedure di controllo dei processi utilizzano controller proporzionali in una miriade di modi; avere il controllo totale del riscaldamento è un’applicazione popolare. I PLC possono essere programmati con precisione per accendere il riscaldatore o per accenderlo e spegnerlo.
Un metodo popolare nella programmazione del controllore logico programmabile utilizza il concetto di commutazione. Questa logica è utile quando il programmatore ha bisogno di avere un pulsante per controllare un dispositivo con la stessa azione di commutazione. Ad esempio, premendo una volta un pulsante si accende il dispositivo e premendolo nuovamente lo si spegne. Questa logica passa dallo stato off allo stato on quando l’ingresso diventa vero. Quindi rimane attivo fino a quando l’input diventa falso.
Anche i lunghi tempi di scansione del PLC possono essere un problema nella programmazione del controller logico programmabile, specialmente quando si progettano controlli per macchine ad alta velocità. Un approccio diffuso utilizza la codifica incrementale per calcolare la posizione della macchina. Questo approccio, tuttavia, può causare molti problemi quando si cerca di far funzionare la macchina più velocemente. Se l’uscita dell’encoder che lavora alla velocità aumentata passa da falso a vero e torna indietro nel tempo impiegato dal PLC per eseguire una scansione, il contatore non conta correttamente. Ciò provoca l’arresto della macchina o la perdita di sincronizzazione delle parti mobili quando si aumenta la velocità.
La soluzione in tale scenario consiste nell’utilizzare un encoder di posizione assoluto invece di un encoder incrementale. Il vantaggio di questo tipo di encoder è che è meno soggetto ad errori all’aumentare della velocità della macchina. Questo encoder, tuttavia, richiede circa una dozzina o più di linee di ingresso rispetto alle due linee di cui ha bisogno un encoder incrementale. Gli encoder assoluti possono anche produrre errori come stati mancanti, in cui alcuni bit cambiano e altri no. Se si verificano stati saltati con un encoder assoluto, è necessario sostituirlo con un altro.