Il PLC (Programmable Logic Controller, in italiano controllore logico programmabile) è un computer industriale dedicato al comando di una macchina o di un impianto: legge i segnali dei sensori, esegue un programma e imposta le uscite che azionano motori, valvole e cilindri. Lo fa in un ciclo breve e costante ed è costruito per funzionare per anni in reparto, nonostante disturbi elettromagnetici, polvere e vibrazioni.
In questa voce si parla del PLC nell'automazione industriale. La stessa sigla indica anche la trasmissione dati sulle linee elettriche (Power Line Communication), che con questo argomento non ha nulla a che fare.
Struttura e ciclo di scansione
Un PLC tipico è composto da unità centrale (CPU), moduli di ingresso e di uscita digitali e analogici, alimentatore e moduli di comunicazione. Il programma viene eseguito in modo ciclico:
| Fase del ciclo | Che cosa fa il PLC |
|---|---|
| 1. Lettura degli ingressi | Copia lo stato di tutti gli ingressi (sensori, pulsanti) nell'immagine di processo. |
| 2. Esecuzione del programma | Elabora il programma sulla base dell'immagine degli ingressi. |
| 3. Scrittura delle uscite | Aggiorna le uscite (contattori, valvole, azionamenti). |
| 4. Comunicazione e diagnostica | Gestisce la rete e il pannello operatore ed esegue l'autodiagnosi. |
I linguaggi di programmazione sono definiti dalla norma IEC 61131-3: tra gli altri il linguaggio a contatti (LD, ladder), il diagramma a blocchi funzionali (FBD), il testo strutturato (ST) e il diagramma funzionale sequenziale (SFC).
PLC, SCADA, MES ed ERP: chi fa cosa
| Livello | Sistema | Compito | Scala dei tempi |
|---|---|---|---|
| Macchina | PLC | Comanda movimenti e sequenze, regola le temperature | millisecondi |
| Impianto | SCADA / HMI | Supervisiona l'impianto e segnala gli allarmi all'operatore | secondi |
| Stabilimento | MES | Ordini, quantità, fermi, OEE e qualità riferiti a turno e ordine | da minuti a turni |
| Azienda | ERP | Ordini clienti, materiali, costi | giorni |
La suddivisione segue il modello a livelli della norma ISA-95 (IEC 62264). Il PLC sa che il cilindro è uscito 1.200 volte. Il MES sa che si trattava di 1.200 carter dell'ordine 4711 nel turno del mattino e che 14 sono stati scartati.
PLC e Industria 4.0: il requisito dell'interconnessione
Chi in Italia ha acquistato macchine con le agevolazioni per i beni strumentali Industria 4.0 ha avuto a che fare con il PLC anche per un altro motivo. L'Allegato A della legge 11 dicembre 2016, n. 232, riferimento delle agevolazioni Industria 4.0 fino al 2025, elenca tra le caratteristiche obbligatorie delle macchine a controllo computerizzato il controllo per mezzo di CNC e/o PLC e l'interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica con caricamento da remoto di istruzioni e/o part program.
In pratica il PLC è il punto da cui i dati della macchina arrivano al sistema di fabbrica, e dalla qualità di questa connessione dipende se l'interconnessione serve davvero o resta un adempimento formale. Come si attesta il possesso dei requisiti (perizia tecnica o dichiarazione del legale rappresentante) dipende dall'agevolazione in vigore e cambia con le leggi di bilancio: va verificato con il proprio consulente. Questa voce non sostituisce quella valutazione.
Come il MES legge i dati dal PLC
| Modalità | Come funziona | Quando usarla |
|---|---|---|
| OPC UA | Il PLC o un gateway mette a disposizione le variabili (contapezzi, stato, allarmi) come server OPC UA; il MES le legge come client. | PLC recenti con server OPC UA integrato. |
| Modbus | Lettura dei registri tramite rete. | Dispositivi e PLC che supportano Modbus. |
| Segnali digitali | Un modulo si collega a segnali già presenti, per esempio un impulso per pezzo e il segnale «macchina in lavoro». | Macchine meno recenti, quando il programma del PLC non si può toccare. |
La domanda decisiva è sempre la stessa: bisogna modificare il programma del PLC? Ogni modifica richiede l'autorizzazione del costruttore della macchina e un collaudo, e può far decadere la garanzia. La lettura tramite OPC UA o il prelievo in parallelo dei segnali digitali non richiedono modifiche alla logica del programma.
Esempio: dal contapezzi del PLC al fattore di efficienza dell'OEE
Esempio (dati fittizi): il PLC invia un impulso per ogni pezzo prodotto. Il tempo ciclo ideale è di 20 s. Nel turno la macchina ha lavorato 7 ore (25.200 s) e ha prodotto 1.170 pezzi.
Efficienza = (1.170 × 20 s) / 25.200 s = 23.400 / 25.200 = 92,9%.
Il 7,1% che manca è dovuto a microfermate e velocità ridotta. Senza l'impulso del PLC questa perdita di solito non compare nei rapporti compilati a mano. L'indicatore completo è spiegato nell'articolo sull'OEE.
La connessione dei PLC in SYMESTIC
Se la macchina mette a disposizione OPC UA, SYMESTIC ne legge i dati senza hardware aggiuntivo tramite il Cloud Gateway, un software gratuito che si installa presso il cliente su un server o un PC. Sulle macchine meno recenti l'IoT Box, un dispositivo acquistato con pagamento una tantum, raccoglie i segnali digitali senza intervenire sul PLC. SYMESTIC supporta anche Modbus. Da agosto 2026 SYMESTIC può inoltre scrivere valori nel PLC tramite OPC UA come fase di processo, con registrazione dell'esito.
Fonti
- IEC 61131-3: Programmable controllers, Part 3: Programming languages
- ISA: ISA-95 Standard, Enterprise-Control System Integration
- OPC Foundation: OPC Unified Architecture
- Normattiva: legge 11 dicembre 2016, n. 232 (Allegato A)
Voci correlate: OPC UA · Monitoraggio della produzione · Raccolta dati macchine · Retrofit delle macchine · MES e ERP
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