Perché nel controllo industriale si usano segnali 24V
I segnali elettrici a 24V cc sono da decenni lo standard per i circuiti di controllo industriali comprendenti PLC, sensori, contatti ed attuatori. Lo specifico valore di 24Vdc è emerso come standard de facto a partire dagli anni 50, a scapito di altri livelli di tensione come 115Vac e 24Vac, per una somma di diverse motivazioni tecniche che andiamo ad elencare, ed anche per l’uso di tale tensione su apparecchiature e mezzi aero-navali militari.
Motivazioni Tecniche
Immunità ai disturbi: i segnali a 24 V dc sono relativamente immuni ai disturbi elettrici e alle interferenze che si verificano comunemente negli ambienti industriali dove sono presenti motori elettrici e commutazione di carichi elettrici che generano interferenze elettriche . Ciò rende i segnali più stabili e affidabili, ad esempio rispetto ai segnali 5V, migliorando l’affidabilità del sistema di controllo.
Sicurezza: 24 VDC è un livello di tensione sicuro. Fornisce una tensione sufficiente per alimentare sensori, attuatori e altri dispositivi senza comportare rischi elettrici per l’uomo. Tensioni più elevate potrebbero essere pericolose in caso di contatto accidentale.
Economicità: I componenti (BJT all’inizio) necessari per ingressi ed uscite digitali a 24V dc erano più convenienti rispetto a quelli necessari per altri livelli di tensione.
Bassa “impronta” energetica: Il funzionamento a 24V c.c. permette di eccitare un relè di potenza con bobina a 24V con pochi mA. Ciò permette di usare cavi di segnale di diametro ridotto e di poter piazzare il relè a distanza dal controllore, Risparmiando così sul costo del cavo ed avendo poche perdite di tensione e potenza sui circuiti di comando.
In sintesi l’uso della tensione 24V CC per i circuiti di controllo industriali offriva ed offre il miglior compromesso tra sicurezza elettrica, immunità ai disturbi, costo, compatibilità ed è diventata lo standard de facto per i circuiti di controllo industriali comprendenti PLC, sensori, contatti ed attuatori.
Da standard di fatto (market-driven standard) a norma
Per avere dei riferimenti più stabili e precisi la maggiore organizzazione mondiale nel campo elettrotecnico/elettronico ha normato molti ambiti delle applicazioni PLC e controllori industriali con la norma IEC 61131 del 1993. In particolare la seconda parte di questa norma, la IEC 61131-2, specifica requisiti fisici sugli ingressi ed uscite dei controllori programmabili; vengono definiti i livelli e le soglie per gli ingressi e le uscite digitali, si veda ad esempio le uscite del controllore OEM BB536.
