Insegnamento mutuato da: B019037 - AUTOMAZIONE INDUSTRIALE Laurea Magistrale in INGEGNERIA ELETTRICA E DELL'AUTOMAZIONE
Lingua Insegnamento
Italiano.
Contenuto del corso
Il corso offre una panoramica dei sistemi di produzione industriale e presenta un'approfondita analisi degli aspetti metodologici e tecnologici relativi ai controllori industriali PID e PLC.
[BGP11] Claudio Bonivento, Luca Gentili, and Andrea Paoli.
Sistemi di automazione industriale. Architetture e controllo.
McGraw-Hill, Milano, Italia, 2011.
ISBN 978 88 386 6693–3.
Altri testi suggeriti:
[CB04] Pasquale Chiacchio and Francesco Basile.
Tecnologie informatiche per l’automazione.
McGraw-Hill, Milano, Italia, 2a edition, 2004.
ISBN 88 386 6147–2.
[MFR07] GianAntonio Magnani, Gianni Ferretti, and Paolo Rocco.
Tecnologie dei sistemi di controllo.
McGraw-Hill, Milano, Italia, 2007.
ISBN 978 88 386 7275–0.
Testi per approfondimenti:
[But95] Giorgio C. Buttazzo.
Sistemi in tempo reale.
Pitagora Editrice, Italia, 1995.
ISBN 88 371 1640–3.
[Fal09] Alessandro Falaschi.
Elementi di Trasmissione dei Segnali e Sistemi di Telecomunicazione.
Edizioni ilmiolibro, Italia, v0.99 edi- tion, 2009.
ISBN 978 88 548 2798–1.
Gratuitamente scaricabile all’indirizzo: http://infocom.uniroma1.it/alef/wiki/Didattica/TrasmissioneDeiSegnaliESistemiDiTelecomunicazione .
[FLV00] Augusto Ferrante, Antonio Lepschy, and Umberto Viaro.
Introduzione ai controlli automatici.
UTET Libreria, Italia, 2000.
ISBN 978 88 251 7335–2.
Obiettivi Formativi
Obiettivo del corso è istruire lo studente sulle principali problematiche, metodologie e tecnologie dei sistemi di produzione industriale al fine di apprendere le seguenti capacità.
- Realizzare rapidamente uno schema PID per il controllo di processo.
- Programmare un controllore PLC per la gestione di una macchina operatrice o il coordinamento di un'intera cella di produzione.
- Riconoscere e gestire le problematiche legate all'uso di tecnologia digitale.
- Scegliere ed utilizzare le tecnologie più adatte per la connettività a livello industriale.
Metodi Didattici
Lezione in aula.
Modalità di verifica apprendimento
Colloquio di valutazione orale.
Programma del corso
L’automazione industriale. Il processo produttivo e l’automatica [BGP11, c. 1], [CB04, c. 12]: processo automatizzato, sistema di produzione, automazione dell’impianto di produzione, automazione del sistema di supporto. L’architettura “Computer Integrated Manufactoring” (CIM) [BGP11, c. 1], [CB04, c. 7, 10, 11]: modello gerarchico piramidale, infrastruttura di comunicazione aziendale, standard ANSI/ISA-88.01-1995 "Batch Control", architetture elettroniche per il controllo.
Il controllore PID. Progetto di controllori di campo [BGP11, c. 4], [FLV00, c. 1, 2, 4, 11]: problemi del controllo, segnali di riferimento, specifiche del controllo. Controllore PID ideale [BGP11, c. 4], [FLV00, c. 11], [MFR07, c. 7]: rappresentazione matematica, parametri industriali, tecniche di taratura, schemi di controllo multi-PID, formulazione ISA, schema PI-D con anello interno. Controllore PID reale [BGP11, c. 4], [FLV00, c. 11], [MFR07, c. 7]: accorgimenti realizzativi, fenomeno "wind-up" della saturazione degli attuatori, back calculation and tracking. Schema tecnologico del controllo di campo [BGP11, c. 4], [Fal09, cc. 3, 4, 7], [MFR07, c. 4]: adattamento in potenza, trasduzione, conversione, codifica, campionamento, teorema di Shannon, effetto aliasing, effetti del campionamento non ideale, decodifica, interpolazione continua. Dispositivi di controllo tempo discreti [But95, c. 7], [BGP11, c. 4]: progetto per discretizzazione, progetto per mappattura dei poli e degli zeri, PID digitale.
Il controllore PLC. Cenni storici sui controllori logici sequenziali programmabili [BGP11, c. 6], [CB04, c. 8]. Normative IEC 61131-1 e IEC 61131-2 [BGP11, c. 6], [CB04, c. 8]: definizioni e generalità, architettura hardware, moduli, architettura software, sistema operativo, modalità operative. Modulo processore - Caratteristiche dei dispositivi real-time [BGP11, c. 2], [But95, cc. 1-12]: programmazione concorrente, scheduler, scheduling vincolato, starvation, deadlock, sistemi hard e soft real-time, sistemi operativi real-time, funzionamento a copia massiva di ingressi e uscite, rilevazione delle attivazioni. Moduli I/O - Tecnologie per la connettività [BGP11, c. 3], [CB04, c. 11, 15], [MFR07, c. 10]: classificazioni delle reti di calcolatori, mezzi fisici di trasmissione, codifica dei segnali, raccomandazione ISO/IEC 7498-1 “modello ISO-OSI”, normativa IEC 61158 “Fieldbus”, normativa ISO 11898 "Controller Area Network" (CAN). Normativa IEC 61131-3 [BGP11, c. 6], [CB04, c. 8]: linguaggi di programmazione standard di un PLC, programmazione in linguaggio Ladder Diagram, programmazione in linguaggio Sequential Functional Chart.