La IEC 61131-3 rappresenta il primo vero tentativo di standardizzare i linguaggi di programmazione nell’automazione industriale. La normativa è il risultato di un duro lavoro svolto da sette società internazionali che hanno apportato oltre dieci anni di esperienza nel settore dell’automazione industriale. Lo standard ha diffusione mondiale ed è indipendente dalle aziende costruttrici dei sistemi. Si sono uniformati a questo standard costruttori come Siemens (STEP7), Schneider, Omron, ABB, Festo, ecc.
La IEC 61131-3 è la terza parte della norma IEC 61131, che consiste di:
- Parte 1 – Panoramica generale
- Parte 2 – Requisiti Hardware
- Parte 3 – Linguaggi di programmazione
- Parte 4 – Linee guida per l’utente
- Parte 5 – Comunicazione
- Parte 6 – Sicurezza
- Parte 7 – Logica fuzzy
- Parte 8 – Linee guida dell’applicazione
Linguaggi di programmazione
Nello standard sono definiti cinque linguaggi di programmazione. Ciò significa che ne sono state definite la sintassi e la semantica, rendendo così impossibile l’uso di dialetti. Una volta appresi, sulla base di questo standard si possono utilizzare svariati sistemi. I linguaggi sono formati da due versioni testuali e tre versioni grafiche, rimandiamo alla lettura della nota “Definizioni su standard IEC61131-3” redatta da Cesare Fantuzzi e Marcello Bonfè.
Testuali
- La Lista istruzioni (IL) è il suo corrispondente europeo. Come linguaggio testuale, ricorda l’assembler.
- Il Testo strutturato (ST) è un linguaggio di alto livello molto potente che ha origine in Ada, Pascal e “C”. Esso contiene tutti gli elementi fondamentali di un linguaggio di programmazione moderno, comprese le istruzioni selettive (IF-THEN-ELSE e CASE OF) e i loop iterativi (FOR, WHILE e REPEAT). Questi elementi possono essere anche nidificati. Un utilizzo eccellente del testo strutturato consiste nella creazione di blocchi funzione complessi che possono essere a loro volta utilizzati all’interno di tutti gli altri linguaggi.
Grafici
- Il Diagramma a contatti (LD) ha origine negli USA, esso si basa sulla presentazione grafica di un circuito a relè.
- Il Diagramma a blocchi funzione (FBD) è molto diffuso nell’industria dei processi. Esprime il comportamento di funzioni, blocchi di funzione e programmi come un gruppo di blocchi grafici interconnessi, come nei diagrammi dei circuiti elettronici. Considera un sistema dal punto di vista del flusso di segnali che agisce tra elementi di elaborazione.
- Il Diagramma funzionale sequenziale (SFC) si basa sul Grafcet che a sua volta eredita le principali caratteristiche dal modello matematico di Rete di Petri. L’SFC è utile anche come strumento di modellazione e analisi dell’evoluzione sequenziale di un sistema di automazione poiché permette di decomporre il ciclo macchina in una serie di azioni di controllo sequenziali.
Quale linguaggio scegliere
Tutti e cinque i linguaggi sono gestiti da una suite comune che permette di suddividere l’intero progetto su diversi programmi scritti nei 5 diversi linguaggi. Il linguaggio di programmazione da scegliere dipende da diversi fattori tra cui:
- le conoscenze di base del programmatore
- il tipo di problema da risolvere
- il livello di descrizione del problema
- la struttura del sistema di controllo
- l’interfaccia con altre persone/altri reparti
Perché programmare in IEC61131-3
Esistono innumerevoli vantaggi nell’utilizzo dello standard IEC61131-3 tra cui:
- Facilità di migrazione da e verso diverse piattaforme hardware di diversi costruttori (Siemens, Omron, Schneider ecc.),
- Tutela dell’investimento sia a livello formativo che a livello applicativo,
- Conformità alle richieste della direttiva macchine EN60204,
- Riusabilità dell’applicazione sviluppata.