PROGRAMMAZIONE
approfondimenti
Maggio 2014
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Automazione e Strumentazione
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L’evoluzione dei
linguaggi di programmazione
I LINGUAGGI DELLA IEC 61131-3 E IL RUOLO DEI NUOVI DEVICE
Armando Martin
Gli ambienti di programmazione realizzati per i
PLC e i controllori industriali in genere si basano
quasi esclusivamente su linguaggi specifici per
le applicazioni di automazione. Il motivo per cui
sono stati creati linguaggi
ad hoc
sta nel fatto che
i linguaggi informatici di alto livello, pur facili-
tando la stesura dei programmi non consentono
una relazione diretta fra le istruzioni e il processo
controllato.
Semplificando, i linguaggi di programmazione
dei controllori utilizzano soprattutto istruzioni di
logica combinatoria, istruzioni di caricamento e
trasferimento di segnali di processo, istruzioni che
operano sullo stato dei singoli segnali con funzioni
di conteggio, temporizzazione e memorizzazione.
La standardizzazione dei linguaggi
IEC 61131-3
,
promossa anche dall’associazione internazionale
PLCOpen, resta comunque un punto di fermo in
un quadro di riferimento dinamico.
Lo standard definisce 5 tipologie di linguaggi, 2
testuali
(IL, Instruction List; ST, Structured Text)
e 3 di tipo
grafico
(Ladder Diagram, Function
Block Diagram, Sequential Function Chart), con
l’obiettivo di consentire una programmazione di
tipo strutturato, oltre a un maggior riutilizzo dei
software realizzati e a un approccio progettuale
diversificato. I linguaggi di programmazione gra-
fici si presentano al programmatore come veri e
propri schemi a blocchi mutuati dalla progetta-
zione elettrica e relativamente intuitivi. I metodi
di programmazione testuali sono di provenienza
prettamente elettronica e informatica. Sono
insomma dei linguaggi di programmazione con
requisiti di personalizzazione più spinta.
Le tendenze in atto
Nei controllori programmabili la potenza di cal-
colo e di comunicazione è costantemente cresciu-
ta e con essa i livelli di flessibilità e integrazione.
Oggi però lo sviluppo del programma di control-
lo non può essere disgiun-
to dal progetto dell’appli-
cazione.
Inoltre, al di là della scelta
del linguaggio di program-
mazione, il trend che coin-
volge PLC, PAC, PC in-
dustriali e SoftPLC è quel-
lo della
interoperabilità
e della
virtualizzazione
,
ovvero dell’indipendenza
del software dalla piatta-
forme hardware utilizzata.
υ
Esempio di programmazione Ladder Diagram
(RSLogix Rockwell Automation)
I linguaggi di programmazione per il controllo industriale sono guidati dalle
normative IEC 61131-3. All’orizzonte non si intravedono novità sostanziali
degli standard e delle funzionalità. Tuttavia i concetti di integrazione e
mobilità stanno delineando nuovi scenari di programmazione e uso.
Linguaggi Grafici
LD
Il Ladder Diagram (LD) è il più popolare linguaggio di programmazione grafico per PLC. La sintassi delle istruzioni
replica i contatti dei circuiti elettrici, elaborando il flusso dei segnali tra sbarre collettrici, contatti, elementi complessi
e bobine.
FBD
Il linguaggio grafico FBD (Function Block Diagram) è un formalismo descrittivo molto efficace, grazie al quale l’al-
goritmo di controllo è definito tramite una rete di blocchi grafici interconnessi tra loro, secondo uno schema molto
simile ai diagrammi che descrivono i circuiti elettronici.
SFC
Formalismo gerarchicamente superiore agli altri linguaggi IEC 61131. Serve fondamentalmente per progettare il con-
trollo sequenziale. Particolarmente idoneo alla descrizione e progettazione del ciclo operativo di macchine e impianti.
Linguaggi testuali
IL
È un linguaggio di programmazione PLC testuale vicino al linguaggio macchina. Le singole istruzioni corrispondono
in larga misura alle operazioni con le quali la CPU elabora il programma.
ST
Linguaggio testuale che rappresenta il passaggio alla programmazione strutturata e di alto livello per i controllori
industriali. Pur mantenendo la semplicità e la chiarezza sintattica necessarie per essere utilizzato nello sviluppo di
applicazioni anche complesse, il linguaggio ST si adatta a dispositivi dalle prestazioni computazionali limitate.
I linguaggi di programmazione
normati dallo standard IEC 61131
