PLC
Pelloni Federico
Introduzione
1968
Nascita del PLC
Il Programmable Logic Controller (PLC) è un computer industriale progettato per controllare e automatizzare macchine e processi nelle fabbriche senza bisogno dell’intervento continuo dell’uomo. È stato sviluppato per funzionare in ambienti industriali difficili, dove ci sono vibrazioni, temperature elevate, polvere o interferenze elettriche. A differenza di un normale computer, il PLC è progettato per essere molto affidabile e per lavorare continuamente senza interruzioni garantendo un funzionamento corretto e sicuro di tutte le operazioni.
1969
Primo PLC commerciale
Anni ’80
Introduzione dei microprocessori
Il PLC è un dispositivo elettronico programmabile che riceve informazioni da diversi sensori e dispositivi di ingresso, elabora questi dati attraverso un programma e poi invia comandi ai dispositivi di uscita.
1993
Standardizzazione dei linguaggi
+ Utilizzi del PLC
2010 ad oggi
PLC connessi e Industria 4.0
Ciclo di scansione (Scan Cycle)
Il PLC funziona eseguendo continuamente una sequenza di operazioni chiamata ciclo di scansione. Durante questo ciclo il PLC controlla lo stato degli ingressi, esegue il programma memorizzato al suo interno e aggiorna le uscite che comandano le macchine o i dispositivi collegati. Questo processo avviene in modo continuo e molto rapido, permettendo al sistema di reagire quasi immediatamente ai cambiamenti.
Tempo di scansione
Aggiornamento delle uscite
Esecuzione del programma
Lettura degli ingressi
Linguaggi di programmazione
Ci sono due tipi di linguaggi di programmazione principali definiti dallo standard IEC 61131-3: grafici e letterali.
Ladder Diagram (LD)
I diagrammi a contatti (ladder) vengono costruiti utilizzando graficamente i contatti (aperti o chiusi) e le bobine del controllore, simulando dei circuiti elettrici. Il flusso di potenza va da sinistra verso destra, mentre il flusso logico va dall'alto al basso. É preferito dai tecnici elettromeccanici poichè la logica è simile a quella dei quadri.
Structured Text (ST)
Lo Structured Text è un linguaggio di programmazione ad alto livello di tipo testuale simile ai linguaggi di programmazione tradizionali, viene scritto utilizzando istruzioni, variabili, operatori logici e matematici.Permette di realizzare calcoli, condizioni e cicli, rendendolo molto utile per programmi più complessi. È spesso preferito da programmatori e ingegneri perché consente di gestire logiche articolate e algoritmi in modo più chiaro e strutturato rispetto ai linguaggi grafici.
I vantaggi dei PLC
I PLC hanno numerosi vantaggi rispetto ai vecchi sistemi:Flessibilità nelle modifiche: Un processo richiede modifiche continue; il PLC è flessibile perchè il suo funzionamento si basa su un software. Può essere cambiato facilmente tramite un PC e un software di comunicazione. Riduzione dei cablaggi: I PLC simulano molti elementi funzionali (come relè o contatori) che nei sistemi cablati venivano realizzati con grandi circuiti fisici. Meno manutenzione: I PLC semplificano la ricerca di eventuali problemi e guasti e abbassa i costi per realizzare sistemi di controllo più complessi.
Controllori logici programmabili (PLC)
I PLC più utilizzati
Mitsubishi Electric
Schneider Electric
Allen-Bradley (Rockwell Automation)
Siemens
I PLC nel futuro
Nel futuro i PLC continueranno ad avere un ruolo fondamentale nell’automazione industriale, ma diventeranno sempre più avanzati, connessi e intelligenti. Con l’evoluzione dell'AI e delle tecnologie digitali, i PLC non saranno solo dispositivi di controllo, ma parte di sistemi industriali complessi e interconnessi. L’utilizzo dell’Artificial Intelligence (AI) permetterà ai sistemi industriali di analizzare grandi quantità di dati e migliorare automaticamente i processi produttivi. I PLC potranno lavorare insieme a sistemi di AI per prevedere guasti, ottimizzare la produzione e ridurre sprechi ed errori. In futuro i PLC saranno più potenti, connessi e integrati con tecnologie digitali come l’IoT. Questo permetterà di creare fabbriche sempre più intelligenti, dove macchine, software e operatori collaborano per rendere la produzione più efficiente, flessibile e sostenibile.
FINE
Aggiornamento delle uscite (Output Scan)
- Il PLC aggiorna lo stato fisico dei dispositivi di uscita (motori, valvole, elettrovalvole, indicatori luminosi).
- Le uscite digitali vengono settate HIGH o LOW, mentre quelle analogiche ricevono un valore numerico proporzionale.
- Questo assicura che le macchine reagiscano in tempo reale alle decisioni del programma.
Standardizzazione dei linguaggi
Nel 1993 viene pubblicato lo standard internazionale IEC 61131-3, che definisce i principali linguaggi di programmazione dei PLC, come Ladder Diagram, Function Block Diagram e Structured Text. Questo standard è molto importante perché rende la programmazione più organizzata e permette agli ingegneri di utilizzare metodi simili anche con PLC prodotti da aziende diverse.
Introduzione dei microprocessori
Negli anni ’80 i PLC iniziano a utilizzare microprocessori, che migliorano molto le prestazioni. Grazie a questa evoluzione i PLC diventano più veloci, affidabili e capaci di gestire sistemi industriali complessi. In questo periodo vengono introdotte nuove funzioni, come la comunicazione tra più PLC e il controllo di processi più avanzati. I PLC cominciano a essere utilizzati non solo nell’automotive, ma anche in molti altri settori industriali.
PLC e Industria 4.0
Negli ultimi anni i PLC sono diventati sempre più avanzati e integrati con le nuove tecnologie digitali. Oggi possono comunicare tramite reti industriali, raccogliere dati dalle macchine e collegarsi a sistemi informatici. Grazie all’Internet of Things (IOT) e all’Industria 4.0, i PLC sono parte delle fabbriche intelligenti, dove macchine, sensori e computer lavorano insieme per rendere la produzione più efficiente, automatizzata e controllabile in tempo reale.
Lettura degli ingressi (Input Scan)
- Il PLC legge lo stato logico o analogico di tutti i dispositivi di ingresso collegati (sensori, interruttori, encoder, trasduttori).
- I segnali vengono convertiti in variabili interne memorizzate nella RAM del PLC.
- Questa fase è essenziale perché fornisce al programma dati aggiornati su condizioni reali del sistema.
Nascita del PLC
Alla fine degli anni ’60 l’industria automobilistica utilizzava sistemi di controllo basati su relè elettromeccanici, molto complessi e difficili da modificare. Ogni cambiamento nella produzione richiedeva infatti di ricablare grandi pannelli pieni di fili. Per questo motivo l’azienda General Motors cercò un sistema più flessibile e programmabile. Da questa richiesta nacque il concetto di Programmable Logic Controller (PLC), un dispositivo elettronico progettato per controllare macchine e processi industriali tramite un programma modificabile.
ALIMENTAZIONE
Fornisce la corretta energia a tutte le parti del sistema. All'interno del PLC, i circuiti logici operano a tensioni molto basse e in corrente continua. Come si nota dallo schema, l'alimentatore converte l'alta tensione (230 VAC) erogando 5 VDC diretti al cuore del PLC e 24 VDC per gestire ed alimentare in sicurezza i moduli input e output.
PROGRAMMA
É l'interfaccia software che constente all'utente di scrivere, leggere, modificare e editare il programma nella memoria del controllore. Questo programma di controllo detta la logica, utilizza le informazioni lette dall'ingresso per comandare gli attuatori in uscita
MODULI INPUT
II moduli di input hanno il compito di adattare i segnali provenienti dai sensori esterni (digitali e analogici) a segnali che la CPU è in grado di gestire.
Per proteggere il sistema da sovraccarichi o disturbi esterni, utilizzando componenti chiamati optoisolatori, che separano elettricamente i sensori dai circuiti interni.
IL CUORE DEL PLC
L'unita centrale del PLC è composto da un microprocessore (CPU), memoria permanente(ROM/EPROM) e memoria volatile(RAM).
ROM
RAM
MODULO OUTPUT
I moduli di output hanno la funzione inversa rispetto a input: adattano i risultati elaborati dalla CPU (presenti nella memoria dati in uscita) per potere comandare fisicamente i diversi attuatori, come motori o relè. Anche in questa fase vengono garantite le massime condizioni di sicurezza per gli apparecchi.
Tempo di scansione (Scan Time)
- È il tempo totale impiegato per completare tutte le fasi del ciclo (ingressi > logica > uscite).
- Dipende dalla complessità del programma, dal numero di ingressi/uscite e dalla velocità del processore del PLC.
- Un tempo di scansione breve è cruciale per applicazioni in tempo reale, come controllo di motori ad alta velocità o robotica industriale.
Sono piccoli e semplici. Hanno poche entrate e uscite e funzioni limitate, quindi sono ideali per automazioni semplici, come piccoli sistemi domestici o macchine singole. Sono economici e facili da usare, ma non adatti a impianti complessi.
MicroPLC
Sono costituiti da moduli separati, come CPU, moduli I/O e di comunicazione. Questa struttura permette di aggiungere o sostituire moduli a seconda delle esigenze, rendendoli estremamente flessibili. Sono ideali per impianti industriali medi o grandi, dove serve gestire processi complessi in modo efficiente.
Integrano tutti i componenti principali (CPU, alimentazione, ingressi e uscite) in un unico blocco. Sono facili da installare e utilizzati soprattutto in piccoli impianti o macchine industriali semplici. La loro espandibilità è limitata, ma offrono una soluzione pratica e affidabile.
PLC Compatto
PLC Modulare
Primo PLC commerciale
Nel 1969 viene sviluppato il Modicon 084, progettato dall’ingegnere Dick Morley per l’azienda Modicon. Questo è considerato il primo PLC della storia utilizzato nell’industria. Il dispositivo permetteva di programmare le operazioni delle macchine usando una logica simile agli schemi elettrici tradizionali. Questo rese più facile per tecnici ed elettricisti imparare a utilizzarlo e contribuì alla rapida diffusione dei PLC nelle fabbriche.
Esecuzione del programma (Logic Execution)
- Il PLC esegue le istruzioni del programma utente (Ladder, FBD, ST, ecc.) elaborando le variabili degli ingressi.
- Le logiche di controllo vengono applicate, come AND, OR, timer, contatori, PID e blocchi funzionali.
- Il risultato di questa fase determina lo stato delle variabili di uscita da applicare nella fase successiva.
PLC
Federico Pelloni
Created on March 13, 2026
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PLC
Pelloni Federico
Introduzione
1968
Nascita del PLC
Il Programmable Logic Controller (PLC) è un computer industriale progettato per controllare e automatizzare macchine e processi nelle fabbriche senza bisogno dell’intervento continuo dell’uomo. È stato sviluppato per funzionare in ambienti industriali difficili, dove ci sono vibrazioni, temperature elevate, polvere o interferenze elettriche. A differenza di un normale computer, il PLC è progettato per essere molto affidabile e per lavorare continuamente senza interruzioni garantendo un funzionamento corretto e sicuro di tutte le operazioni.
1969
Primo PLC commerciale
Anni ’80
Introduzione dei microprocessori
Il PLC è un dispositivo elettronico programmabile che riceve informazioni da diversi sensori e dispositivi di ingresso, elabora questi dati attraverso un programma e poi invia comandi ai dispositivi di uscita.
1993
Standardizzazione dei linguaggi
+ Utilizzi del PLC
2010 ad oggi
PLC connessi e Industria 4.0
Ciclo di scansione (Scan Cycle)
Il PLC funziona eseguendo continuamente una sequenza di operazioni chiamata ciclo di scansione. Durante questo ciclo il PLC controlla lo stato degli ingressi, esegue il programma memorizzato al suo interno e aggiorna le uscite che comandano le macchine o i dispositivi collegati. Questo processo avviene in modo continuo e molto rapido, permettendo al sistema di reagire quasi immediatamente ai cambiamenti.
Tempo di scansione
Aggiornamento delle uscite
Esecuzione del programma
Lettura degli ingressi
Linguaggi di programmazione
Ci sono due tipi di linguaggi di programmazione principali definiti dallo standard IEC 61131-3: grafici e letterali.
Ladder Diagram (LD)
I diagrammi a contatti (ladder) vengono costruiti utilizzando graficamente i contatti (aperti o chiusi) e le bobine del controllore, simulando dei circuiti elettrici. Il flusso di potenza va da sinistra verso destra, mentre il flusso logico va dall'alto al basso. É preferito dai tecnici elettromeccanici poichè la logica è simile a quella dei quadri.
Structured Text (ST)
Lo Structured Text è un linguaggio di programmazione ad alto livello di tipo testuale simile ai linguaggi di programmazione tradizionali, viene scritto utilizzando istruzioni, variabili, operatori logici e matematici.Permette di realizzare calcoli, condizioni e cicli, rendendolo molto utile per programmi più complessi. È spesso preferito da programmatori e ingegneri perché consente di gestire logiche articolate e algoritmi in modo più chiaro e strutturato rispetto ai linguaggi grafici.
I vantaggi dei PLC
I PLC hanno numerosi vantaggi rispetto ai vecchi sistemi:Flessibilità nelle modifiche: Un processo richiede modifiche continue; il PLC è flessibile perchè il suo funzionamento si basa su un software. Può essere cambiato facilmente tramite un PC e un software di comunicazione. Riduzione dei cablaggi: I PLC simulano molti elementi funzionali (come relè o contatori) che nei sistemi cablati venivano realizzati con grandi circuiti fisici. Meno manutenzione: I PLC semplificano la ricerca di eventuali problemi e guasti e abbassa i costi per realizzare sistemi di controllo più complessi.
Controllori logici programmabili (PLC)
I PLC più utilizzati
Mitsubishi Electric
Schneider Electric
Allen-Bradley (Rockwell Automation)
Siemens
I PLC nel futuro
Nel futuro i PLC continueranno ad avere un ruolo fondamentale nell’automazione industriale, ma diventeranno sempre più avanzati, connessi e intelligenti. Con l’evoluzione dell'AI e delle tecnologie digitali, i PLC non saranno solo dispositivi di controllo, ma parte di sistemi industriali complessi e interconnessi. L’utilizzo dell’Artificial Intelligence (AI) permetterà ai sistemi industriali di analizzare grandi quantità di dati e migliorare automaticamente i processi produttivi. I PLC potranno lavorare insieme a sistemi di AI per prevedere guasti, ottimizzare la produzione e ridurre sprechi ed errori. In futuro i PLC saranno più potenti, connessi e integrati con tecnologie digitali come l’IoT. Questo permetterà di creare fabbriche sempre più intelligenti, dove macchine, software e operatori collaborano per rendere la produzione più efficiente, flessibile e sostenibile.
FINE
Aggiornamento delle uscite (Output Scan)
Standardizzazione dei linguaggi
Nel 1993 viene pubblicato lo standard internazionale IEC 61131-3, che definisce i principali linguaggi di programmazione dei PLC, come Ladder Diagram, Function Block Diagram e Structured Text. Questo standard è molto importante perché rende la programmazione più organizzata e permette agli ingegneri di utilizzare metodi simili anche con PLC prodotti da aziende diverse.
Introduzione dei microprocessori
Negli anni ’80 i PLC iniziano a utilizzare microprocessori, che migliorano molto le prestazioni. Grazie a questa evoluzione i PLC diventano più veloci, affidabili e capaci di gestire sistemi industriali complessi. In questo periodo vengono introdotte nuove funzioni, come la comunicazione tra più PLC e il controllo di processi più avanzati. I PLC cominciano a essere utilizzati non solo nell’automotive, ma anche in molti altri settori industriali.
PLC e Industria 4.0
Negli ultimi anni i PLC sono diventati sempre più avanzati e integrati con le nuove tecnologie digitali. Oggi possono comunicare tramite reti industriali, raccogliere dati dalle macchine e collegarsi a sistemi informatici. Grazie all’Internet of Things (IOT) e all’Industria 4.0, i PLC sono parte delle fabbriche intelligenti, dove macchine, sensori e computer lavorano insieme per rendere la produzione più efficiente, automatizzata e controllabile in tempo reale.
Lettura degli ingressi (Input Scan)
Nascita del PLC
Alla fine degli anni ’60 l’industria automobilistica utilizzava sistemi di controllo basati su relè elettromeccanici, molto complessi e difficili da modificare. Ogni cambiamento nella produzione richiedeva infatti di ricablare grandi pannelli pieni di fili. Per questo motivo l’azienda General Motors cercò un sistema più flessibile e programmabile. Da questa richiesta nacque il concetto di Programmable Logic Controller (PLC), un dispositivo elettronico progettato per controllare macchine e processi industriali tramite un programma modificabile.
ALIMENTAZIONE
Fornisce la corretta energia a tutte le parti del sistema. All'interno del PLC, i circuiti logici operano a tensioni molto basse e in corrente continua. Come si nota dallo schema, l'alimentatore converte l'alta tensione (230 VAC) erogando 5 VDC diretti al cuore del PLC e 24 VDC per gestire ed alimentare in sicurezza i moduli input e output.
PROGRAMMA
É l'interfaccia software che constente all'utente di scrivere, leggere, modificare e editare il programma nella memoria del controllore. Questo programma di controllo detta la logica, utilizza le informazioni lette dall'ingresso per comandare gli attuatori in uscita
MODULI INPUT
II moduli di input hanno il compito di adattare i segnali provenienti dai sensori esterni (digitali e analogici) a segnali che la CPU è in grado di gestire.
Per proteggere il sistema da sovraccarichi o disturbi esterni, utilizzando componenti chiamati optoisolatori, che separano elettricamente i sensori dai circuiti interni.
IL CUORE DEL PLC
L'unita centrale del PLC è composto da un microprocessore (CPU), memoria permanente(ROM/EPROM) e memoria volatile(RAM).
ROM
RAM
MODULO OUTPUT
I moduli di output hanno la funzione inversa rispetto a input: adattano i risultati elaborati dalla CPU (presenti nella memoria dati in uscita) per potere comandare fisicamente i diversi attuatori, come motori o relè. Anche in questa fase vengono garantite le massime condizioni di sicurezza per gli apparecchi.
Tempo di scansione (Scan Time)
Sono piccoli e semplici. Hanno poche entrate e uscite e funzioni limitate, quindi sono ideali per automazioni semplici, come piccoli sistemi domestici o macchine singole. Sono economici e facili da usare, ma non adatti a impianti complessi.
MicroPLC
Sono costituiti da moduli separati, come CPU, moduli I/O e di comunicazione. Questa struttura permette di aggiungere o sostituire moduli a seconda delle esigenze, rendendoli estremamente flessibili. Sono ideali per impianti industriali medi o grandi, dove serve gestire processi complessi in modo efficiente.
Integrano tutti i componenti principali (CPU, alimentazione, ingressi e uscite) in un unico blocco. Sono facili da installare e utilizzati soprattutto in piccoli impianti o macchine industriali semplici. La loro espandibilità è limitata, ma offrono una soluzione pratica e affidabile.
PLC Compatto
PLC Modulare
Primo PLC commerciale
Nel 1969 viene sviluppato il Modicon 084, progettato dall’ingegnere Dick Morley per l’azienda Modicon. Questo è considerato il primo PLC della storia utilizzato nell’industria. Il dispositivo permetteva di programmare le operazioni delle macchine usando una logica simile agli schemi elettrici tradizionali. Questo rese più facile per tecnici ed elettricisti imparare a utilizzarlo e contribuì alla rapida diffusione dei PLC nelle fabbriche.
Esecuzione del programma (Logic Execution)