Realizzazione amatoriale che mostra come ricavare una rete di porte logiche partendo da un circuito a relè

Se da un lato la tecnologia elettromeccanica è stata praticamente sostituita dai moderni dispositivi elettronici, la logica a relè rimane sempre utile per la programmazione dei PLC, ma non solo. Difatti le porte logiche che stanno alla base dell' elettronica digitale funzionano in maniera piuttosto simile ad un circuito elettromeccanico.
Nell' esperienza che sto per descrivere ho voluto provare a ricavare una rete di porte logiche, partendo da uno schema elettromeccanico. Lo scopo è quello di automatizzare una serranda avvolgibile.
Naturalmente, vista anche la complessità delle leggi, la soluzione che descrivo potrebbe non essere a norma.
E comunque, anche se lo fosse, con i dispositivi programmabili si potrebbe realizzare in maniera molto più semplice (programmazione a parte).

Creare uno schema elettromeccanico mi è stato indispensabile anche perchè solo recentemente (circa un paio d' anni) ho iniziato a smanettare con gli integrati digitali, quindi avrei grosse difficoltà a ragionare su una rete di porte logiche piuttosto complessa.

Lo schema elettromeccanico

Il circuito prevede due pulsanti direzionali che comandano anche l' arresto, due finecorsa ed un contatto per l' arresto di sicurezza (fotocellula o costola mobile). In pratica premendo anche brevemente un pulsante il motore inizia a girare nel verso corrispondente e può essere fermato premendo di nuovo uno qualsiasi dei due pulsanti; funziona quindi come l' alzavetro di alcune automobili.
La doppia funzione dei pulsanti viene svolta attraverso i relè K1 e K2. Alla prima pressione si eccita solo K1, quindi al rilascio entrambi i relè risultano eccitati. Al ciclo successivo si diseccita il relè K1 e poi il K2. Come si può vedere dallo schema, ciascun relè che comanda il motore si attiva con il consenso di K1.
All' intervento del finecorsa si eccita il relè RES che resetta la condizione dei relè K1 e K2; subito dopo torna a riposo per consentire ai due relè di riattivarsi al comando successivo.
Se il contatto di arresto interviene mentre si tiene premuto un pulsante, al ripristino della sicurezza il motore non riparte: occorre lasciare il pulsante, quindi ripremerlo.
Lo schema appena descritto è stato testato con un PLC virtuale, utilizzando il diagramma ladder. E' presente anche nel pdf allegato, insieme al diagramma delle porte logiche ed al circuito elettronico che ho realizzato su piastra di sperimentazione.

automazione-serranda.jpg

Dai relè alle porte logiche

Anche se fisicamente diversi, relè ed integrati digitali funzionano con la stessa logica, detta anche booleana. Partendo da questa considerazione ho associato ciascun ingresso della rete di porte logiche ad un contatto dello schema elettromeccanico, utilizzando l' operatore NOT per i contatti normalmente chiusi. I collegamenti in serie ed in parallelo corrispondono rispettivamente agli operatori AND e OR.
Il circuito che ne è venuto fuori funziona esattamente come quello sopra descritto e testato virtualmente. Volendolo utilizzare su un impianto reale (sempre se è a norma) è d' obbligo aggiungere al dispositivo di sicurezza un secondo contatto che intervenga sul circuito di potenza.

Schemi (pdf)