Benvenuto in ControlNexus, il tuo partner di fiducia per PLC, HMI e inverter Siemens. Fondata nel 2013, ci impegniamo a fornire soluzioni di automazione industriale di prim'ordine. Questo articolo fornisce uno sguardo approfondito ai blocchi organizzativi (OB) nei PLC Siemens, componenti essenziali per una programmazione PLC efficiente e affidabile.

Punti chiave

introduzione

I PLC Siemens sono il cuore della moderna automazione industriale e offrono affidabilità e flessibilità senza pari. Uno degli aspetti critici della programmazione dei PLC Siemens è l'utilizzo di blocchi organizzativi (OB). Questi blocchi fungono da spina dorsale della struttura operativa del PLC, facilitando una comunicazione fluida tra il sistema operativo e il programma utente.

Principali tipi di blocchi organizzativi

I blocchi organizzativi sono classificati in base alla loro funzionalità, garantendo che ogni attività sia gestita in modo efficiente. I tipi principali includono:

1. OB1 ciclico principale

L'OB1 ciclico principale è fondamentale per la programmazione dei PLC Siemens. Esegue ciclicamente il programma utente, garantendo un funzionamento continuo e affidabile. Ecco uno sguardo dettagliato a OB1:

• Ruolo e importanza: L'OB1 gestisce l'esecuzione ciclica del programma PLC, essenziale per mantenere un funzionamento senza interruzioni.
• Creazione e utilizzo: Nel TIA Portal, quando si aggiunge un nuovo progetto PLC, viene creato automaticamente l'OB1. All'occorrenza è possibile scrivere l'intero programma nell'OB1 oppure richiamare altri blocchi funzionali (FC) e richiami di funzioni (FB).
• Scenari di esempio: OB1 è ideale per gestire attività ripetitive come il monitoraggio di sensori, il controllo di attuatori e l'esecuzione di cicli di controllo.

2. OB di allarme temporale

Gli OB di interruzione temporale sono fondamentali per compiti che devono essere eseguiti a intervalli specifici. Questi includono:

• Panoramica: Gli OB di interruzione temporale, come da OB10 a OB17, sono progettati per eseguire compiti periodicamente, ad esempio ogni minuto, ora o giorno.
• Esempi di utilizzo: Le applicazioni tipiche includono la registrazione dei dati a intervalli regolari, l'aggiornamento delle schermate del display e i controlli periodici del sistema.
• Passaggi di configurazione: In TIA Portal è possibile configurare gli intervalli temporali per questi OB in modo che soddisfino i requisiti specifici della propria applicazione.

3. OB comandati da eventi

Gli OB comandati da eventi gestiscono eventi specifici che si verificano durante il funzionamento del PLC. Questi includono:

• Funzionalità: Gli OB comandati da eventi come gli interrupt di processo (da OB40 a OB47) reagiscono a eventi come guasti hardware, modifiche degli ingressi e condizioni specifiche del programma.
• Applicazioni pratiche: vengono utilizzati per attività quali la risposta a condizioni di arresto di emergenza, la gestione della diagnostica dei guasti e la gestione degli eventi definiti dall'utente.
• Configurazione e implementazione: La creazione di OB comandati da eventi implica la definizione delle condizioni in cui vengono attivati ​​e la garanzia che si integrino perfettamente con il programma PLC complessivo.

OB di avvio (OB100)

Gli OB di avvio come l'OB100 svolgono un ruolo fondamentale nell'inizializzazione del sistema PLC. Garantiscono che il sistema sia pronto per il funzionamento eseguendo le attività essenziali di avvio.

• Ruolo e importanza: L'OB100 viene richiamato ed eseguito una volta quando il PLC passa dalla modalità STOP a RUN, inizializzando le variabili e reimpostando i moduli di sistema.
• Attività di inizializzazione: OB100 gestisce attività come la ricalibrazione dei sensori, il controllo degli allarmi e la garanzia che tutti i componenti del sistema siano in uno stato sicuro prima di avviare l'esecuzione ciclica principale.
• Scenario di esempio: Un esempio di caso d'uso per OB100 consiste nell'inizializzare i sistemi di sicurezza ed eseguire l'autodiagnostica per garantire che il sistema sia pronto per il funzionamento.

OB di allarme ciclico (OB30)

Gli OB di schedulazione orologio sono essenziali per compiti che richiedono tempi precisi. OB30 è uno di questi blocchi che gestisce queste attività periodiche con elevata precisione.

Ruolo e importanza

L'OB30 garantisce che funzioni specifiche vengano eseguite a intervalli definiti, interrompendo il programma ciclico principale per eseguire queste attività. Questo è fondamentale per i processi che necessitano di tempistiche esatte, come ad esempio:

• Elaborazione del controller PID: Garantire un controllo preciso delle variabili di processo.
• Monitoraggio dei circuiti di sicurezza: Controllare regolarmente le condizioni di sicurezza per prevenire incidenti.
• Monitoraggio della comunicazione: Gestione dello scambio di dati tra macchine per garantire un funzionamento senza interruzioni.

Passaggi di configurazione

La configurazione di OB30 prevede diversi passaggi chiave per garantirne il corretto funzionamento:

1. Tempo di ciclo: Definisce il periodo tra due richiami dell'OB30. Questo intervallo deve essere inferiore al tempo di esecuzione dell'OB per evitare richiami sovrapposti.
2. Sfasamento: adattare gli orari di avvio rispetto al tempo di ciclo per evitare conflitti con altri schedulatori di schedulazione orologio.
3. Impostazione prioritaria: Assegnare un livello di priorità all'OB30. Una priorità più elevata garantisce che l'OB 30 interrompa eventualmente altri blocchi.

Evitare sovrapposizioni

Quando si utilizzano più interrupt ciclici, è fondamentale gestirne i tempi per evitare sovrapposizioni. Ad esempio, se l'OB30 viene eseguito ogni 10 ms e un altro blocco viene eseguito ogni 5 ms, potrebbero sovrapporsi. L'uso degli sfasamenti può aiutare a scaglionare i tempi di esecuzione, garantendo un funzionamento regolare.

Esempi pratici e simulazioni

Comprendere l'applicazione pratica degli OB può migliorare notevolmente le tue capacità di programmazione dei PLC Siemens. Ecco alcuni esempi del mondo reale:

• Esempio OB1: In una linea di produzione, OB1 può essere utilizzato per controllare ciclicamente gli ingressi dei sensori e controllare le uscite degli attuatori, garantendo che i prodotti si muovano senza intoppi lungo la linea.
• Esempio OB100: Per una centrale elettrica, OB100 potrebbe inizializzare i parametri di sistema e verificare eventuali guasti prima di avviare i processi principali, garantendo un funzionamento sicuro e affidabile.
• Esempio OB30: In un impianto di lavorazione chimica, OB30 è in grado di gestire i tempi precisi richiesti per la miscelazione degli ingredienti, mantenendo un rigoroso controllo del processo.

Esercizi di simulazione

Fare pratica con le simulazioni in TIA Portal può aiutarti a comprendere come funzionano gli OB in scenari reali:

1. Creare un semplice programma OB1: imposta un programma che legge gli ingressi del sensore e controlla un'uscita in base allo stato dell'ingresso.
2. Simulare l'inizializzazione dell'OB100: Scrivere una routine di avvio che inizializzi le variabili e controlli lo stato del sistema, quindi simula la transizione dalla modalità STOP a RUN.
3. Configurare e simulare OB30: impostare un'interruzione ciclica per eseguire un task specifico ogni 10 ms, assicurandosi che non si sovrapponga ad altri task ciclici.

Suggerimenti degli esperti e migliori pratiche

Per ottenere il massimo dai tuoi PLC Siemens, ecco alcuni suggerimenti degli esperti:

• Ottimizza l'utilizzo dell'OB: utilizza gli OB per segmentare il programma in modo logico, semplificandone la lettura, il debug e la manutenzione.
• Monitorare i tempi di ciclo: Tieni d'occhio i tempi di ciclo dei tuoi OB per assicurarti che rimangano entro limiti accettabili, evitando rallentamenti o guasti del sistema.
• Utilizzare commenti e documentazione: documenta chiaramente gli OB e le relative funzioni all'interno del programma per facilitare la risoluzione dei problemi e gli aggiornamenti futuri.

Migliori pratiche

• Convenzioni di denominazione coerenti: utilizza nomi chiari e coerenti per i tuoi OB per rendere il codice più comprensibile.
• Test e convalida regolari: testa regolarmente i tuoi OB sia in ambienti simulati che reali per assicurarti che funzionino come previsto.
• Rimani aggiornato: Mantieni aggiornate le tue conoscenze con le funzionalità più recenti e le migliori pratiche nella programmazione dei PLC Siemens facendo riferimento a Siemens’ documentazione ufficiale.

Conclusione

I blocchi organizzativi sono la pietra angolare della programmazione dei PLC Siemens, fornendo struttura e controllo sulle operazioni del sistema. Dall'essenziale OB ciclico principale OB1 agli OB specializzati Time Interrupt e Event-Driven, ogni blocco svolge un ruolo cruciale nel garantire che il PLC funzioni in modo efficiente e affidabile.

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Risorse addizionali

• Guida completa ai blocchi funzione (FB) e alle chiamate di funzione (FC)
• Comprensione dei tipi di dati dei PLC Siemens
• Padroneggiare la programmazione dei PLC Siemens: una guida completa a TIA Portal
• Guida completa per collegare il PLC Siemens a un HMI

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