4.1 Introduzione
In questo capitolo si affronteranno i criteri principali di
funzionamento di una qualsiasi macchina o impianto controllati da PLC,
con particolare attenzione agli aspetti inerenti la sicurezza in genere
e l'affidabilità del programma stesso.
Le nozioni "ufficiali" dovranno comunque essere consultate sulle
relative norme, in quanto in questo contesto vengono affrontate sono il
linea di principio.
A tal proposito si consiglia di consultare la norma CEI EN 60204-1, oppure i libri indicati nella bibliografia.
4.2 Obbiettivi
Il sistema che controlla una macchina deve essere attentamente
progettato in quanto si devono perseguire i seguenti obbiettivi primari
:
- la sicurezza delle persone,
- la sicurezza contro danni alle cose,
- il buon funzionamento della macchina al fine di dare il risultato richiesto,
- l'affidabilità e l'immunità agli errori,
- la comprensibilita del programma.
Al
fine di raggiungere tali obbiettivi il programmatore del PLC non
può essere all'oscuro dalla parte elettrica della macchina, anzi
deve conoscerla al 110% e possibilmente deve partecipare alla
progettazione per suggerire parti che potrebbero poi tornargli utili in
fase di programmazione.
4.3 Sicurezza
Come indicato negli obbiettivi, il tema Sicurezza deve essere al primo
posto quando si progetta il sistema di controllo di una macchina.
Anche se la sicurezza, ai sensi della norma EN 60204-1, deve essere
gestita obbligatoriamente da logiche cablate, e quindi non dal PLC, in
ogni caso il programma non può essere concepito senza rispettare
le regole dettate dal buon senso.
In particolare sara necessario fare le dovute riflessioni sui rischi
che la macchina può provocare nel caso di manomissione dei
dispositivi di sicurezza, o comunque nel caso vengano usati in modo
"distorto".
| I Sistemi di comando a due mani.
Alcune macchine per lavorazione meccaniche, prive di ripari, per
l'avviamento sono dotate di due pulsanti distinti e distanti tra loro
in modo da costringere l'operatore ad avviarle con entrambe le mani. In questo modo le mani durante il funzionamento sono lontane dall'utensile. Per evitare che l'operatore faccia il furbo, ad esempio incastrando uno dei due pulsanti (ad esempio con un peso o con una zeppa di legno !), basta un piccolo accorgimento nel software del PLC : La macchina si avvia solo se i due pulsanti vengono premuti in un determinato istante, ed entro un tempo massimo (ad esempio 0,5 secondi). Questo impedisce all'operatore di aggirare le sicurezze e di rischiare la propria salute. |
Il programma nel PLC, quindi, dovrà essere concepito con qualche
piccolo accorgimento in modo che sia immune da tali manomissioni.
Dato che il programmatore è il responsabile del funzionamento
della macchina, e non può prescindere dalla parte elettrica alla
quale e collegato il PLC.
La stesura di software intrinsecamente sicuro comporta un grande
vantaggio per il programmatore : nessuno potrà scaricare la
colpa sulla parte software se la macchina si rende pericolosa in
determinate circostanze.
4.4 Sicurezza contro i danni alle cose
In questa categoria rientrano i danni dovuti a movimenti errati del
macchinario che potrebbero provocare un urto tra parti meccaniche, un
incastro, o un cortocircuito.
Il programma deve quindi essere sempre dotato di accorgimenti interni
che impediscano queste situazioni, a prescindere da come è
concepita la parte elettrica a valle del PLC.
Il caso tipico è sul cablaggio di un motore con il comando
avanti / indietro, che deve essere provvisto di un interblocco
elettrico che impedisca la contemporanea attivazione di entrambi i
comandi (cosa che provocherebbe un bel cortocircuito).
Questa sicurezza è tipicamente realizzata in sede di cablaggio,
ma che dire se sbadatamente l'elettricista l'ha collegata in modo
sbagliato ?
E' quindi sbagliato domandare ad altri questioni che possono essere
risolte semplicemente all'interno del software e che al contrario ne
aumentano l'affidabilità.
Un breve riassunto di alcuni accorgimenti da attuare :
- interblocchi che non accettano il comando di più pulsanti contemporaneamente con funzioni diverse o addirittura opposte (ad esempio Sollevamento + Discesa).
- interblocchi che escludano i comandi manuali quando una macchina sta funzionando secondo un ciclo automatico
- interblocchi che impediscano al software stesso di attivare una sequenza mentre è già in atto quella contraria, o comunque ne sta svolgendo una diversa e meccanicamente non eseguibile in contemporanea ;
- ecc.
Da questi accorgimenti si deduce che il programmatore del PLC
dovrà essere edotto su tutte le caratteristiche meccaniche della
macchina, su cosa può fare e soprattutto cosa non deve fare.
4.5 Comprensibilita della Documentazione
L'aspetto documentale della programmazione dei PLC è spesso
trascurato e da esso si comprende il grado qualitativo del progetto
eseguito a monte.
Mi è capitato spesso di vedere programmi funzionanti, ma senza
un minimo di commenti o note, e comunque strutturati secondo una logica
avulsa, senza possibilità alcuna di comprensione.
Un programma organizzato in tal modo tra qualche anno metterà in
crisi lo stesso sviluppatore, in quanto non si ricorderà
più nulla di come lo ha concepito.
Un terzo che dovesse necessariamente apportare delle modifiche al quel
programma sarebbe praticamente impossibilitato, a meno che non abbia a
disposizione giorni e giorni per interpretarlo e comprendere dove
introdurre la modifica.
Tipicamente in questi casi il tempo di comprensione del programma supera il tempo che sarebbe necessario per riscriverlo.
Questo aspetto è maggiormente importante in tutti quei casi in
cui il macchinario dotato di PLC viene venduto all'estero o comunque
trasportato in luoghi molto lontani da dove è stato costruito.
Se il programma viene poi preso in consegna da una terza persona,
questa sara facilitata nell'apprendimento se il programma è
organizzato in modo schematico.
| Gli elementi principali per documentare un programma sono : | |
| 1. | Assegnare una sigla e/o un nome ad ogni segnale di ingresso |
| 2. | Assegnare una sigla e/o un nome ad ogni segnale di uscita |
| 3. | Commentare le righe del programma, almeno ogni qualvolta si inizia una nuova funzione o si comanda un diverso dispositivo. |
| 4. | Commentare ciascuna Subroutine (Sottoprogramma) all'inizio, con una sintetica descrizione dei compiti che esegue. |
| ! | Per i punti 1 & 2 si raccomanda che le sigle o le descrizioni inserite siano eguali a quanto indicato per quel segnale negli schemi elettrici |