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REALIZZAZIONEDI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
Dipartimento diInformatica e Sistemistica
Prof. ALESSANDRO DE CARLIDott. Ing. VINCENZO SURACI
ANNO ACCADEMICO 2011-2012Corso di AUTOMAZIONE 1
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
2
STRUTTURA DEL NUCLEO TEMATICO:1. DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE2. ENGINEERING DEL SISTEMA DI CONTROLLO3. IDENTIFICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO4. STRUTTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO5. CONDIZIONI OPERATIVE6. PROBLEMATICHE DI GESTIONE DI UN SISTEMA
COMPLESSO7. MODALITÀ DI CONTROLLO8. PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DELLE
MODALITÀ DI CONTROLLO
3
DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROJECT MANAGEMENT
4
DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE
GESTIONEDI UN PROGETTO COMPLESSO
1. SCOPO DEL PROGETTO
2. PROGETTAZIONE CONCETTUALE
3. PREINGEGNERIA
4. INGEGNERIA
5. PROGETTAZIONE DEGLI APPARATI
6. REALIZZAZIONE DEGLI APPARATI
7. COLLAUDO PRESSO I FORNITORI
8. INSTALLAZIONE
9. ADDESTRAMENTO
10. CURVA DI APPRENDIMENTO
SOFTWARE ENGINEERING
5. PROGETTAZIONE DEGLI APPARATI
6. REALIZZAZIONE DEGLI APPARATI
1. DEFINIZIONE DELLE FINALITÀ
2. DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI
3. DEFINIZIONE DELLA ARCHITETTURA
4. PROGETTAZIONE DEI COMPONENTI
5. REALIZZAZIONE DEI COMPONENTI
6. VALIDAZIONE DEI COMPONENTI
7. INTEGRAZIONE DEL SOFTWARE
8. VALIDAZIONE DEL SOFTWARE
9. INSTALLAZIONE E TRAINING
10. MANUTENZIONE E ASSISTENZA
SISTEMADA
CONTROLLARESTRUMENTAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLO
5
DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE
STRUTTURADI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
6
DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONEDI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
RACCOLTA& ANALISIREQUISITI
MODELLO & SIMULAZIONE
FORWARD/REVERSE ENGINEERING
REALIZZAZIONE
DOCUMENTAZIONE
& VALIDAZIONEDOCUMENTAZIONE
& VALIDAZIONE
DOCUMENTAZIONE & VALIDAZIONE
7
DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONEDI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
RACCOLTA& ANALISIREQUISITI
MODELLO & SIMULAZIONE
FORWARD/REVERSE ENGINEERING
REALIZZAZIONE
DOCUMENTAZIONE
& VALIDAZIONEDOCUMENTAZIONE
& VALIDAZIONE
DOCUMENTAZIONE & VALIDAZIONE
ARGOMENTO TESINA DI AUTOMAZIONE I
8
DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONEDI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
RACCOLTA& ANALISIREQUISITI
MODELLO & SIMULAZIONE
FORWARD/REVERSE ENGINEERING
REALIZZAZIONE
DOCUMENTAZIONE
& VALIDAZIONEDOCUMENTAZIONE
& VALIDAZIONE
DOCUMENTAZIONE & VALIDAZIONE
REALIZZAZIONE DI SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
9
ENGINEERING DELSISTEMA DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
COME AFFRONTARE IL PROBLEMA
DELLA REALIZZAZIONE
DEL SISTEMA DI CONTROLLO?
PROBLEMATICHE DELLA REALIZZAZIONE 10
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
FINALITÀ DA RAGGIUNGERE CON L’APPLICAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
SPECIFICHE SULLE PRESTAZIONI E SULLA EFFICIENZA DEL SISTEMA CONTROLLATO
ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLOFINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
STRUTTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLODEI SINGOLI IMPIANTI
STRUTTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLODEI SINGOLI APPARATI
CONTROLLO LOCALE DEI SINGOLI ELEMENTI
INQUADRAMENTO DEL PROBLEMA 11
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
12PREREQUISITI ALLA REALIZZAZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PREREQUISITI ALLA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI CONTROLLO
È FONDAMENTALE LA CONOSCENZA APPROFONDITA DELLA
STRUTTURA E DELLE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO DEL
SISTEMA DA CONTROLLARE.
È RICHIESTA (SE DISPONIBILE) ANCHE LA CONOSCENZA
DELLE AZIONI DI CONTROLLO APPLICATE NEL SISTEMA
CONTROLLATO.
SISTEMA DI CONTROLLOFINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
SISTEMACOMPLESSO
ELEMENTISINGOLI
APPARATI
MO
DA
LIT
À D
I C
ON
TR
OL
LOS
TR
UM
EN
TAZ
ION
E
IMPIANTI
STRUTTURA DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 13
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
ORIGINALEQUIPMENTMANUFACTORYFORNITORE
SEDE GENERALE DELLA SOCIETÀ
ALTROIMPIANTO
CLIENTE
RICEVIMENTO
MISCELAZIONE IMPIANTI DI PRODUZIONE
CONFEZIO-NAMENTO
SPEDIZIONE
SERVIZI
SALA CONTROLLO
MOVIMEN-TAZIONE
14ESEMPIO DI SISTEMA DI PRODUZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
15ESEMPIO DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
AZOTO
IDROGENO
COMPRESSIONE
SINTESI
REFRIGERAZIONE
SEPARAZIONENH3
SEPARAZIONENH3
AMMONIACAGASSOSA
SCAMBIATORE EVAPORATORE
ACQUA
VAPORE
AMMONIACALIQUIDA
IDROGENOAZOTO
DEPURATORE
EIETTORE
TORRE DI SINTESI
REFRIGERATORE
SEPARATORE
SEPARATORE
SCAMBIATORE
EVAPORATORE
POMPA
ACQUA
VAPOREAMMONIACA
LIQUIDA
POMPA
POMPA
COMPRESSORE
AMMONIACAGASSOSA
16DISPOSITIVI COSTITUENTI L’IMPIANTO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
AMMONIACAGASSOSA
AMMONIACALIQUIDA
AZOTO
PRODOTTIINIZIALI
PRODOTTIFINALI
COMPRESSORE
DEPURATORE
EIETTORE
TORRE DI SINTESI
SCAMBIATORE DI CALORE
SERBATOIO POMPAPOMPASEPARATOREGAS NON REAGITI
SCAMBIATORE DI CALORESEPARATORE
IDROGENO
17CONTROLLI PRICIPALI DELL’IMPIANTO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
FC
PC
CONTROLLODI PRESSIONE
CONTROLLODI PORTATA
VALVOLAA TRE VIE
SERVOVALVOLAVALVOLE A DUE VIE
SCAMBIATORE DI CALORE A PIOGGIA
SCAMBIATORE DI CALORE A SERPENTINO
18ANALISI DI UN SISTEMA CONTROLLATO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
RISULTATO DELL’ANALISI DEL SISTEMA CONTROLLATO
ATTUATORI
DISPOSITIVI DI MISURA
RETE DI COMUNICAZIONE
IDENTIFICAZIONE DEI SISTEMI DA CONTROLLARE
PRESTAZIONI STATICHE DEL SISTEMA CONTROLLATO
FINALITÀ DEL CONTROLLO
PRESTAZIONI DINAMICHE DEL SISTEMA CONTROLLATO
TOLLERANZE SULLE PRESTAZIONI
IDENTIFICAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
RACCOLTA DEGLI OBIETTIVI DELLE AZIONI DI CONTROLLO
19
RUOLO DELLEAZIONI DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMI NATURALI
COMPLESSI
IMPIANTI DIPRODUZIONE
RETI DIDISTRIBUZIONE
PRODUTTIVITÀ
QUALITÀ DELPRODOTTO
REDDITIVITÀ DEL SISTEMA
CONTROLLATO
DISPOSITIVIDI MISURA
ATTUATORI
RETI DICOMUNICAZIONE
SOFTWARE DICOMUNICAZIONE
CALCOLATORI ESOFTWARE DISUPERVISIONE
CONTROLLORILOCALI
IBRIDE
RIGIDE OFLESSIBILI
AUTOMATICHEO MANUALI
EMPIRICHE OSISTEMATICHE
SISTEMA DACONTROLLARE
FINALITÀ DELLAAUTOMAZIONE
DISPOSITIVI PERL’AUTOMAZIONE
AZIONI DICONTROLLO
TIPOLOGIE DI AZIONI DI CONTROLLO 20
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
21
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
AZIONI DI CONTROLLO IN FUNZIONE DELLE SPECIFICHE
PRESTAZIONIQUANTITÀ DELLA PRODUZIONE
QUALITÀ DEL PRODOTTO
LIMITI
NOMINALI
DI EMERGENZA
SPECIFICHE
AZIONI DI CONTROLLO
LEGGE DI CONTROLLO
LEGGE DI COMMUTAZIONE
CONTINUA
ON-FF
SEGNO DELL’ERROREFUNZIONE ANALITICA DELL’ERRORE E DELLE SUE DERIVATE
VALORE NOMINALE DELLE VARIABILI
TOLLERANZE RISPETTO AI VALORI NOMINALI
LIMITI DI UNA AZIONE DI CONTROLLO
- VALIDITÀ DELLA MISURA DELLE VARIABILI DA CONTROLLARE IL RISULTATO FINALE DI UN CONTROLLO A CONTROREAZIONE NON POTRÀ MAI ESSERE MIGLIORE IN PRECISIONE STATICA E DINAMICA DI QUELLO DEL DISPOSITIVO DI MISURA;
- CORRETTA SCELTA DELL’ATTUATOREIL RISULTATO FINALE DI UN CONTROLLO A CONTROREAZIONE DIPENDE DALLA CAPACITÀ DELL’ATTUATORE DI IMPRIMERE IL FORZAMENTO STATICO E DINAMICO AL SISTEMA DA CONTROLLARE IN MODO DA RAGGIUNGERE LE PRESTAZIONI SENZA DANNEGGIARE IL SISTEMA DA CONTROLLARE ;
LIMITI DELLE AZIONI DI CONTROLLO 22
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
ELEMENTISINGOLI
APPARATI
SISTEMACOMPLESSO
IMPIANTI
LIVELLO 3
LIVELLO 2
LIVELLO 1
LIVELLO 0
COORDINAMENTO
SUPERVISIONE
GESTIONE OTTIMIZZATASCELTA DELLE MODALITÀ DI PRODUZIONE
INDIVIDUAZIONE DEI GUASTI
CONTROLLO LOCALE
ALLARMI
SEQUENZIALIZZAZIONE DELLE VARIABILIDI COMANDO
MONITORAGGIO
MIGLIORAMENTO DEL FUNZIONAMENTO
CALIBRAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
RICONFIGURAZIONEDIAGNOSI DEI GUASTI INCIPIENTI
IMPOSIZIONE DELLE VARIABILI DI CONDUZIONE
IMPOSIZIONE DELLE VARIABILI DI GESTIONE
23DAGLI OBIETTIVI… 23
AZIONE SULLE VARIABILI DI CONTROLLO DEI SINGOLI ELEMENTI FINALIZZATE AD OTTIMIZ-ZARE LA FEDELTÀ DI RISPOSTA
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
APPARATI
SISTEMA COMPLESSO
IMPIANTI
LIVELLO 3
LIVELLO 2
LIVELLO 1
LIVELLO 0
CONDUZIONE
GESTIONE OTTIMIZZATA
SEQUENZIALIZZAZIONEDELLE AZIONI
SULLE VARIABILI DI COMANDO
AZIONE SULLE VARIABILI DI CONTROLLO
DEI SINGOLI ELEMENTI
ELEMENTO SINGOLO
ELEMENTO SINGOLO
ELEMENTO SINGOLO
SUPERVISIONE
…ALL’ORGANIZZAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO 24
AZIONI SULLE VARIABILI DI CONDUZIONE
AZIONI SULLE VARIABILI DI GESTIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
25APPLICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
APPLICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO1 - COMANDO PER L’AVVIAMENTO DEL SISTEMA CONTROLLATO
2 - VERIFICA CHE SUSSISTANO TUTTE LE CONDIZIONI CHE ASSICURINO L’EFFICACIA DELLE AZIONI DI CONTROLLO
3 - APPLICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO FINALIZZATE ALL’AVVIAMENTO DEL SISTEMA CONTROLLATO
4 - APPLICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO RELATIVE AL FUNZIONAMENTO NELLE CONDIZIONI OPERATIVE NOMINALI
5 - VERIFICA DEL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLA-RE SOTTOPOSTO ALL’AZIONE DI CONTROLLO
6 - APPLICAZIONE DI AZIONI DI CONTROLLO ALTERNATIVE SE LA VERIFICA DÀ ESITO NEGATIVO, ALTRIMENTI APPLICAZIONE DELLE PROCEDURE PER LA FERMATA DEL SISTEMA CONTROLLATO
8 - AZIONI DI CONTROLLO FINALIZZATE ALLA FERMATA DEL SISTEMA CONTROLLATO
7 - COMANDO PER EFFETTUARE LA FERMATA DEL SISTEMA CONTROLLATO
26ATTIVAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
COMANDO
DI AVVIAMENTOO DI FERMATA
APPARATOAPPARATO
COMANDO DI ATTIVAZIONE
IMPIANTOIMPIANTO
ELEMENTOSINGOLO
ELEMENTOSINGOLO
ELEMENTOSINGOLO
COMANDO DI ATTIVAZIONE
COMANDO DI ATTIVAZIONE
COMANDODI
AVVIAMENTO
DECISIONE
AZIONE DI CONTROLLO
EVENTO
27AVVIAMENTODI UN SISTEMA CONTROLLATO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
tempo
vari
abile
di co
mando
VERIFICA CHE SUSSI-STANO TUTTE LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIO-NAMENTO DEL SISTE-MA DA CONTROLLA-RE
ALGORITMI DECISIONALI IN LOGICA BINARIA
PROCEDURE DECISIONALI IN LOGICA FUZZY
APPLICAZIONE AL SISTEMA DA CON-TROLLARE DI TUTTE LE AZIONI DI CON-TROLLO CON UN ANDAMENTO TALE DA OTTENERE UN CORRETTOAVVIAMENTO
ALGORITMI PER IL CONTROLLO A CATENA APERTA, CATENA CHIUSA O IN CONTROREAZIO-NE
APPLICAZIONE AL SISTEMA DA CONTROLLARE DELLE AZIONI DI CONTROLLO FISSATE AI VA-LORI CHE ASSICURANO IL MANTENIMENTO DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DESI-DERATE
MISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE, DELLE VARIABILI DI CONTROLLO E DELLE VARIABILI INTERNE PER RILEVARE EVENTUALI ANOMALIE DI FUNZIONAMENTO
ALGORITMI PER IL CONTROLLO A CATENA APERTA, CATENA CHIUSA O IN CONTROREAZIONE
ALGORITMI DECISIONALI IN LOGICA BINARIA PER L’INDIVIDUAZINE E LA SEGNALAZIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALO O DI GUASTO
CO
MA
ND
O D
IIN
IZIA
LIZ
ZA
ZIO
NE
28
STRUTTURA DELSISTEMA DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
INFORMATICAELETTRONICA
IL RUOLO DELLE TECNOLOGIE
MECCANICACHIMICA
ELETTROTECNICA
MECCATRONICA
REALIZZAZIONE DELSISTEMA DA CONTROLLARE
REALIZZAZIONEDELLA STRUMENTAZIONE
1960 1970 1980 1990 2000ANNO
TECNOLOGIE UTILIZZATE
IL RUOLO DELLE TECNOLOGIE 29
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
POICHÉ LE MODALITÀ SISTEMATICHE DI CONTROLLO SONO SVILUPPATE NEL SETTORE DEDICATO ALL’AUTOMATICA POICHÉ NELLA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE IL SOFTWARE HA SEMPRE UNA RILEVANZA PREPONDERANTE
POICHÉ LA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DA CONTROLLARE SI BASA SU TECNOLOGIE MECCANICHE NELLA QUASI TOTALITÀ DELLE APPLICAZIONI
POICHÉ LA TECNOLOGIA ELETTRONICA HA UN RUOLO DETERMINANTE NELLA REALIZZAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE E DEI DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE
POICHÉ LA PROGETTAZIONE E LA REALIZZAZIONE DI MOLTE APPARECCHIATURE UTILIZZATE IN UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO SONO AFFIDATE PER TRADIZIONE A TALE SETTORE
POICHÉ LA MOVIMENTAZIONE DELLE PARTI MECCANICHE È DI IMPORTANZA FONDAMENTALE ED È OTTENUTA QUASI ESCLUSIVAMENTE CON MOTORI ELETTRICI
TECNOLOGIE E FORMAZIONE PROFESSIONALE NELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
INGEGNERIA MECCANICA
INGEGNERIA CHIMICA
INGEGNERIA ELETTROTECNICA
INGEGNERIA ELETTRONICA
INGEGNERIA INFORMATICA
COMPETENZE PRESUNTE NELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 30
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
RISULTATO
LA TORRE DI BABELE
31ELABORAZIONE DEI DATI E DELLE INFORMAZIONI
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
ELEMENTI SINGOLI
DISPOSITIVI
APPARATI
IMPIANTI
ESERCIZIOSISTEMA DI PRODUZIONE
ELABORAZIONEDEI DATI E
DELLE INFORMAZIONI
32LA PIRAMIDE DELLE AUTOMAZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
CONTROLLORI LOCALIATTUATORI - DISPOSITIVI DI MISURA
BASE DATI
CONSENSI ALLA ATTIVAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLOCOORDINAMENTO, SEQUENZIALIZZAZIONE E TEMPORIZZAZIONE
PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLA FUNZIONLITÀ DESIDERATA
CONDUZIONE DEGLI APPARATI
UTILIZZAZIONEON-LINE DELLEBASE DI DATI
SOFTWARE
FINALIZZATISUPERVISIONEDEGLI
IMPIANTI
GESTIONE ED ESERCIZIO DELSISTEMA CONTROLLATO
33LE AZIONI DI CONTROLLO IN UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
S T R U M E N T A Z I O N E
ELEMENTI SINGOLI
GESTIONE
CO
NT
RO
LLO
MA
NU
AL
E
AU
TO
MA
TIC
O
CONDUZIONESUPERVISIONE
COORDINAMENTO
ESERCIZIOPIANIFICAZIONE
BASE DI DATI
BASE DI DATI
BASE DI DATI
34OBIETTIVI DEL SISTEMA CONTROLLATO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
BASE DI
DATI
BASE DI DATI
BASE DI DATI
A CATENA APERTAA CONTROREAZIONE
SEQUENZIALIZZAZIONE(RIGIDA O FLESSIBILE)
DI EVENTI
DA OPERATORE ESPERTO ODA OPERATORE ASSISTITO
DA SISTEMA ESPERTO
OTTIMIZZAZIONEDELLA GESTIONE
OTTIMIZZAZIONEDELLA PRODUZIONE
OTTIMIZZAZIONEDELL’ESERCIZIO
S T R U M E N T A Z I O N E
ELEMENTI SINGOLI
SUPERVISIONECONDUZIONE
GESTIONE
PIANIFICAZIONE
COORDINAMENTO
ESERCIZIO
IL RUOLO DEL PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)
PROBLEMATICHE
35
SISTEMACONTROLLATO
COMPLESO
VARIABILI DI
COMANDO
VARIABILI DI
CONTROLLO
VARIABILI DI
CONDUZIONE
VARIABILI
DI GESTIONE
VARIABILI CONTROLLATE
GE
ST
ION
E
CONDUZIONEDEGLI IMPIANTI
CONTR
OLL
O
COORDINAMENTO
CAMPO
GESTIONE DEL
SISTEMA
EVENTI ESTERNI
CALCOLATORE DI PROCESSO
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
CALCOLATORE DI PROCESSO
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
CALCOLATORE DI PROCESSO
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
CALCOLATORE DI PROCESSOD C SDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM
D C SDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM
D C SDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM
36STRUMENTAZIONE DI BASE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMA DI PRODUZIONE
CAMPO
CONDUZIONEDEGLI IMPIANTI
GESTIONEDEL SISTEMACOMPLESSO
ELABORAZIONE DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO A CATENA APERTA, A CATENA CHIUSA E A CONTROREAZIONEMISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE, DELLE VARIABILI DI STATO, DI INGRESSO E DEI DISTURBI
TEMPORIZZAZIONE E SEQUENZIALIZZAZIONE DEL VALORE DELLE VARIABILI DI RIFERIMENTO IN INGRESSO AI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELO DI CAMPO
VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO
SUPERVISIONE: VERIFICA CHE IL FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO E DI COORDINAMENTO SIA CORRETTO
GESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA
ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI COMANDO
CONFIGURAZIONE DEI PARAMETRI DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO
1. ATTIVAZIONE E DISATTIVAZIONE DEGLI IMPIANTI
2. ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI CONDUZIONE
VALUTAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ E DELLA EFFICIENZA DEL SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
ASSEGNAZIONE DELL’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE DI CONTROLLO
COORDINAMENTO
IN FUNZIONE DEL VALORE DELLE VARIABILI DI GESTIONE:
37STRUMENTAZIONE DI BASE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMA DI PRODUZIONE
CAMPO
CONDUZIONEDEGLI IMPIANTI
GESTIONEDEL SISTEMACOMPLESSO
ELABORAZIONE DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO A CATENA APERTA, A CATENA CHIUSA E A CONTROREAZIONEMISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE, DELLE VARIABILI DI STATO, DI INGRESSO E DEI DISTURBI
TEMPORIZZAZIONE E SEQUENZIALIZZAZIONE DEL VALORE DELLE VARIABILI DI RIFERIMENTO IN INGRESSO AI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELO DI CAMPO
VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO
SUPERVISIONE: VERIFICA CHE IL FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO E DI COORDINAMENTO SIA CORRETTO
GESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA
ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI COMANDO
CONFIGURAZIONE DEI PARAMETRI DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO
1. ATTIVAZIONE E DISATTIVAZIONE DEGLI IMPIANTI
2. ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI CONDUZIONE
VALUTAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ E DELLA EFFICIENZA DEL SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
ASSEGNAZIONE DELL’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE DI CONTROLLO
COORDINAMENTO
IN FUNZIONE DEL VALORE DELLE VARIABILI DI GESTIONE:
ALGORITMI DI CONTROLLO A CONTROREAZIONE
P L CCONTROLLORI A LOGICA PROGRAMMABILE
STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO
REGOLATORI PID O CONTROLLORI DEDICATI
STRUMENTAZIONE DI CAMPO
38STRUMENTAZIONE DI BASE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMA DI PRODUZIONE
CAMPO
CONDUZIONEDEGLI IMPIANTI
GESTIONEDEL SISTEMACOMPLESSO
ELABORAZIONE DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO A CATENA APERTA, A CATENA CHIUSA E A CONTROREAZIONEMISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE, DELLE VARIABILI DI STATO, DI INGRESSO E DEI DISTURBI
TEMPORIZZAZIONE E SEQUENZIALIZZAZIONE DEL VALORE DELLE VARIABILI DI RIFERIMENTO IN INGRESSO AI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELO DI CAMPO
VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO
SUPERVISIONE: VERIFICA CHE IL FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO E DI COORDINAMENTO SIA CORRETTO
GESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA
ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI COMANDO
CONFIGURAZIONE DEI PARAMETRI DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO
1. ATTIVAZIONE E DISATTIVAZIONE DEGLI IMPIANTI
2. ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI CONDUZIONE
VALUTAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ E DELLA EFFICIENZA DEL SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
ASSEGNAZIONE DELL’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE DI CONTROLLO
COORDINAMENTO
IN FUNZIONE DEL VALORE DELLE VARIABILI DI GESTIONE:
VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO
STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO
STRUMENTAZIONE DI CAMPO
D C SDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM
39DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
ANALOGICO DIGITALE
NATURA DEI SEGNALI
MO
LTIS
SIM
ILI
MIT
AT
O
NU
ME
RO
DE
I SE
GN
AL
I D
I IN
GR
ES
SO
E D
I US
CIT
A
D C S
P L CREGOLATORI SEQUENZIALIZZATORI
PCINDUSTRIALI
40
CONDIZIONI OPERATIVEDI FUNZIONAMENTO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO
MOVIMENTAZIONE DI PARTI MECCANICHE, DI CARRI PONTE, DI LOCOMOTORI,...
AD EVENTI PROGRAMMATI
RAFFINERIA, DISTILLAZIONE, CEMENTIFICIO,...DI TIPO CONTINUO
LAMINATOI, MACCHINE DA IMBALLAGGIO,…
AD EVENTI SINGOLI
RETI DI DISTRIBUZIONE
CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI CONTROLLATI 41
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
BATCH (INTERMITTENTE)MISCELATORI, FERMENTAZIONE, …
CONDIZIONI OPERATIVE
FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI NOMINALI
MALFUNZIONAMENTO PARZIALE
FERMATA
AVVIAMENTO
EMERGENZACONDIZIONI OPERATIVE 42
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
43
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
QUADRISTRUMENTAZIONERETI DI COMUNICAZIONE
COSTRUTTOREDEL SISTEMA DI CONTROLLO E DI GESTIONE
SOFTWARE APPLICATIVO
MESSA INSERVIZIO
UTENTE FINALE
SOCIETÀ DI INGEGNERIA
INSTALLAZIONE
CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE,SUPERVISIONE E GESTIONE ALLARMI
STRUTTURA HARDWARE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
44REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
QUADRISTRUMENTAZIONE
RETI DI COMUNICAZIONE
COSTRUTTOREDEL SISTEMA DI CONTROLLO E DI GESTIONE
SOFTWARE APPLICATIVO
UTENTE FINALE
CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE,SUPERVISIONE E GESTIONE ALLARMI
STRUTTURA HARDWARE
SYSTEMINTEGRATOR
APPARATO APPARATO APPARATO APPARATO
IMPIANTO
IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE
SALA CONTROLLO- IMPOSIZIONE DELL’ANDAMENTO DELLE VARIABILI DI COMANDO
- GARANZIA SULLA QUALITÀ DEL PRODOTTO
- VISUALIZZAZIONE DELLA MISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE
- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE
- PRODUZIONE ORARIA - RENDIMENTO
PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO 45
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
vari
abi
le d
ico
man
do
tempo
AVV
IAM
EN
TO FER
MATA
CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
vari
abi
leco
ntr
olla
ta
CONDIZIONINOMINALI DI
FUNZIONAMENTO
VARIABILI DI COMANDO E VARIABILI CONTROLLATE 46
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
ANALISI DELL’ANDAMENTO DELLE VARIABILI CONTROLLATE 47
y1
y5
y4
y3 y2
y6
y1,…, y6 VARIABILI CONTROLLATE
y1n
y2ny3n
y4n
y5n y6n
VALORE NOMINALE
CONDIZIONI NOMINALI DI FUNZIONAMENTO
CONDIZIONI ATTUALI DI FUNZIONAMENTO
CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTOENTRO LE SPECIFICHE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMI DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI
SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE
QUADRO DI COMANDO- SEQUENZIALIZZAZIONE DEGLI EVENTI
- GARANZIA SULLA QUALITÀ DEL PRODOTTO
- APPLICAZIONE TEMPORIZZATA DELLE VARIABILI DI COMANDO
- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE
- CADENZA NELLA PRODUZIONE - AFFIDABILITÀ DI FUNZIONAMENTO DEI SINGOLI SISTEMI CONTROLLATI
APPARATO APPARATO APPARATO APPARATO
IMPIANTO
PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI 48
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE
AD EVENTI PROGRAMMATI
tempo
vari
abi
led
i com
and
oe
ven
tiva
ria
bile
con
tro
llata
CICLO DI LAVORO CICLO DI LAVORO
49VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE 49
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMI DI PRODUZIONE BATCH
SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE
QUADRO DI COMANDO- SEQUENZIALIZZAZIONE DEGLI EVENTI
- GARANZIA SULLA QUALITÀ DEL PRODOTTO
- APPLICAZIONE TEMPORIZZATA DELLE VARIABILI DI COMANDO
- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE
- CADENZA NELLA PRODUZIONE - AFFIDABILITÀ DI FUNZIONAMENTO DEI SINGOLI SISTEMI CONTROLLATI
APPARATO APPARATO APPARATO APPARATO
IMPIANTO
PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI 50
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE
DI TIPO BATCH
tempo
vari
abi
led
i com
and
oe
ven
tiva
ria
bile
con
tro
llata
51VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE 51
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
WAITING…
APPARATO APPARATO APPARATO ATTARATO
RETI DI DISTRIBUZIONE
SPECIFICHE
QUADRO DI TELECOMANDO- TELERICEVIMENTO DELLE VARIABILI MISURATE
- QUALITÀ DEL PRODOTTO
- TELETRASMISSIONE DELLE VARIABILI DI COMANDO- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE
- COSTANZA DEI PARAMETRI DEL PRODOTTO DISTRIBUITO - CONTINUITÀ DI FORNITURA DEL PRODOTTO
TELETRASMISSIONE
RETE DI DISTRIBUZIONE
52PECULIARITÀ DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE 52
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
CONDIZIONI OPERATIVE DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE
var
iab
iled
i co
ma
nd
o
tempo
var
iab
ilec
on
tro
llate
parametro caratteristico
dis
turb
o
VARIABILI DI COMANDO, DI QUELLE CONTROLLATE E DEL DISTURBO 53
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROFESSIONALITÀ RICHIESTE
INSTALLAZIONE ETEMPORIZZAZIONEDEI DISPOSITIVI
MESSA IN FUNZIONE DEI CONTROLLORI LOCALI
IMPIANTO
DISPOSITIVODISPOSITIVODISPOSITIVO
DISPOSITIVODISPOSITIVO
RETE DI IMPIANTO
STRUMENTISTA
CONOSCENZA DELLASTRUMENTAZIONE DACAMPO
INTEGRATORE DI SISTEMA
PROFESSIONALITÀ RICHIESTE 54
ELEMENTOSINGOLO
ELEMENTOSINGOLO
RETE DI CAMPO
ELEMENTOSINGOLO
ELEMENTOSINGOLO
ELEMENTOSINGOLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROFESSIONALITÀ RICHIESTE
INSTALLAZIONE DELLA RETE E MESSA IN FUNZIONEDELLA SUPERVISIONE
INTEGRATORE DI SISTEMA
PROFESSIONALITÀ RICHIESTE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
INSTALLAZIONE DELLA RETE E MESSA IN FUNZIONEDELLA SUPERVISIONE
IMPIANTOIMPIANTOIMPIANTO
IMPIANTOIMPIANTO
RETE DI SISTEMA INTEGRATORE DI SISTEMA
PIANIFICATORE DELLAPRODUZIONESISTEMA COMPLESSO
DISPOSITIVODISPOSITIVODISPOSITIVO
DISPOSITIVODISPOSITIVO
RETE DI IMPIANTO
56
PROBLEMATICHE DI GESTIONEDI UN SISTEMA COMPLESSO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
GESTIONE TECNICA E PRODUTTIVA DI UN IMPIANTO
1 - CONFIGURAZIONE DEGLI ELEMENTI (DISPOSITIVI DI MISURA, ATTUATORI, CONTROLLORI LOCALI) INSERITI IN UN IMPIANTO
2 - IMPOSTAZIONE DEI PARAMETRI DEI DISPOSITIVI DI MISURA E DEI CONTROLLORI LOCALI
4 - RACCOLTA DELLE INFORMAZIONI E DEI DATI TECNICI RELATIVI ALLA STRUMENTAZIONE
3 - RACCOLTA DELLE INFORMAZIONI E DEI DATI TECNICI RELATIVI AGLI ELEMENTI CHE REALIZZANO UN IMPIANTO
5 - RACCOLTA DELLE INFORMAZIONI RELATIVE ALLE PARTI DI RICAM-BIO, ALLE SOSTITUZIONI ED AI FORNITORI
6 - ACQUISIZIONE E MEMORIZZAZIONE DEI DATI RELATIVI ALLA CONDUZIONE
GESTIONE TECNICA 57
7 - MANUTENZIONE DI RIPRISTINO, PREVENTIVA, PROGRAMMATA, PREDITTIVA
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
GESTIONE CENTRALIZZATA DELLE BASI DATI 58
SISTEMA ESPERTO
INTERFACCIAOPERATORE
CONTROLLOSTATISTICO
DELLAPRODUZIONE
BASE DATIDEL SISTEMA
DI PRODUZIONE
DRIVERS
DATI MISURATI
INFORMAZIONI SUI DISPOSITIVI
DI MISURA
INFORMAZIONI SULLA GESTIONE
GESTIONEALLARMI
STATOCORRENTE
LINEE DI TENDENZA
SUPPORTO ALLAMANUTENZIONE
DIAGNOSIDEI GUASTI
INFORMAZIONI SUL SISTEMA DI
PRODUZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROCEDURE DI DATA PROCESSING
1 - RESIDENTI NELLO STRUMENTO DI MISURA O NELL’ATTUATORE E FINALIZZATE AL MIGLIORAMENTO DELLE GRANDEZZE MISURATE (FONDOSCALA, LINEARIZZAZIONE, INTERPOLAZIONE)
2 - UTILIZZATE PER DEFINIRE L’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE CONTROLLATA (ELIMINARE RUMORE)
3 - FINALIZZATE A RENDERE SIGNIFICATIVI I DATI PER LA SUPERVI-SIONE E LA GESTIONE (EVIDENZIARE IL TREND)
4 - DI TIPO CONVENZIONALE OPPURE INNOVATIVO (CUSTOMIZZATO)
GESTIONE DEI DATI 59
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
RICHIESTE DELL’UTENTE FINALE PER ILDATA PROCESSING
1 - IDONEO ALLA ELABORAZIONE DELLE MISURE PROVENIENTI DALLA STRUMENTAZIONE DI CAMPO (ANALOG – Banda Passante O DIGIT – hz/bit)
2 - COMPATIBILE CON IL DISPOSITIVO DI ELABORAZIONE DISPONIBILE(INTERFACCIA FISICA, OPTO/ELETTRICA, PROTOCOLLARE)
3 - TEMPO DI ELABORAZIONE COMPATIBILE CON IL COMPORTAMENTO DINAMICO DEL SISTEMA DA CUI PROVENGONO I VALORI MISURATI(REAL TIME, SINCRONO/ASINCRONO)
4 - COMPATIBILE CON I SOFTWARE DI ELABORAZIONE DISPONIBILI
5 - COMPATIBILE CON LE EDIZIONI PRECEDENTI
6 - TRASPARENTE PER GLI AGGIORNAMENTI E LA MANUTENZIONE(USO DI STANDARD E DOCUMENTAZIONE FORMALE)
GESTIONE DEI DATI 60
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
DIAGNOSI DEI GUASTI
2 - STRUMENTAZIONE CON AUTODIAGNOSTICA
1 - GUASTI EVIDENTI E LATENTI SEGNALATI DALLA STRUMENTAZIONE DEI DISPOSITIVI DI MISURA O DEGLI ATTUATORI
5 - VALUTAZIONE DEL GRADO DI FUNZIONALITÀ DI MACCHINE E APPARATI (ENTRO/FUORI NORMA, TEMPO ALLA MANUTENZIONE)
3 - ELIMINAZIONE DEI VALORI MISURATI ANOMALI O FUORI NORMA
4 - INTERPRETAZIONE DEI DATI MISURATI VISUALIZZATI DALL’UTENTE (APPROCCIO STATISTICO)
GESTIONE DEI GUASTI 61
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
MODALITÀ DI MANUTENZIONE
1 - REATTIVA, A SEGUITO DI GUASTO ACCERTATO
2 – PREVENTIVA, A SEGUITO DI EVENTI
2a - PROGRAMMATA, A SEGUITO DI TIMEOUT
2b - DETERMINATA DAL MANIFESTARSI DI UN GUASTO LATENTE
3 -FINALIZZATA AL MANTENIMENTO DELLA MASSIMA EFFICIENZA (RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE - RCM)
GESTIONE DELLA MANUTENZIONE 62
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
63
MODALITÀ DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SISTEMA COMPLESSO
APPARATIREALIZZATI CON
TECNOLOGIE MECCANICHE
SISTEMA DI CONTROLLO
MODALITÀ DI CONTROLLO
STRUMENTAZIONE
REALIZZATA CON TECNOLOGIE MECCANICHEELETTRICHE
ELETTRONICHEINFORMATICHE
MECCATRONICHE
REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO 64
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
AUTOMAZIONE DI BASSO LIVELLO
AUTOMAZIONE PROFESSIONALE
PROBLEMI EMERGENTI
INDIVIDUAZIONEDEI SINTOMI
MISURE
PARAMETRI
MODELLODEL SISTEMA DACONTROLLARE
MODALITÀDI CONTROLLO
IMPIANTO
DIAGNOSIDI GUASTI
ADATTAMENTODEL MODELLO
RICONFIGURAZIONE
LIVELLI DI AUTOMAZIONE 65
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
COMPETENZE PER L’AUTOMAZIONE
STRUMENTAZIONE AZIONI DI CONTROLLO
MECCANICA
CHIMICA CONTROLLORI LOCALI
ELETTROTECNICACOORDINAMENTO
ELETTRONICASUPERVISIONE
INFORMATICAGESTIONE
TECNOLOGIE CONTROLLO MANUALE
CONTROLLO AUTOMATICO
PRESTAZIONIVINCOLICOMPETENZE NECESSARIE PER L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 66
ESERCIZIO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLOSISTEMATICHE
CON MODELLO
- CARATTERISTICA STATICA(SOLO FUNZIONALITÀ)
- NELLA DINAMICA DOMINANTE(PRESTAZIONI REGOLAZIONE)
- NELLA DINAMICA DOMINANTE E NELLA DINAMICA SECONDARIA
(PRESTAZIONI INSEGUIMENTO)
- NELLA DINAMICA NOMINALE E NELLA DINAMICA INCERTA
(DISTURBI ALEATORI)
- COMPORTAMENTALE(INPUT/OUTPUT)
- STATISTICO
EMPIRICHE
SENZA MODELLO
- CON PROVE PRELIMINARI
- SENZA PROVE PRELIMINARI
SCELTA DI BASE NELLA PROGETAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO 67
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLOEMPIRICHE SISTEMATICHE
SENZA MODELLO CON MODELLO
- CONTROLLORI LOCALI
A CATENA APERTAPI STANDARDPI CON AUTOTUNIG
- COORDINAMENTO DELLE AZIONI DI CONTROLLO
PLC CON PROGRAMMA RIGIDO
- SUPERVISIONE
CONTROLLO MANUALE DA OPERATORE DI IMPIANTO
- CONTROLLORI LOCALI
A CATENA APERTAPID CON TUNIG OTTIMIZZATOPID A GUADAGNO PROGRAMMATOPID FUZZY
- COORDINAMENTO DELLE AZIONI DI CONTROLLO
PLC CON PROGRAMMA FLESSIBILE
- SUPERVISIONE
CONTROLLO MANUALE ASSISTITO DA SISTEMA ESPERTO E CONTROLLORI INTELLIGENTI
SUDDIVISIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 68
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
CIÒ CONTINUA A FAR CREDERE CHE UNA PREPARAZIONE METODOLOGICA
ADEGUATA NON RISULTI DI CONCRETA UTILITÀ
SI POSSA RENDERE FUNZIONANTE UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE, UN VOLTA
INSTALLATA LA STRUMENTAZIONE
ANCHE PERCHÉ GLI IMPIANTI SONO SOVRADIMENSIONATI, OVVERO SONO STATI
REALIZZATI IN MODO CHE POSSANO FUNZIONARE ANCHE SENZA UN SISTEMA DI
AUTOMAZIONE ADEGUATO, SENZA TENER CONTO DELLE PRESTAZIONI E DEIBENEFICI CHE POSSONO ESSERE OTTENUTI APPLICANDO MODALITÀ DI
CONTROLLO ADEGUATE OSSIA PRENDENDO IN CONSIDERAZIONE
CONGIUNTAMENTE LA PROGETTAZIONE E LA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA
DA CONTROLLARE E DEL SISTEMA DI CONTROLLO
È MOLTO DIFFUSA L’OPINIONE CHE BASANDOSI SOLO SULL’EMPIRISMO E SUL-
LA ESPERIENZA
APPROCCIO ALLE METODOLOGIE 69
Quelli che s’innamoran di pratica sanza scienza, son come ‘l nocchiere, ch’entra in navillo sanza timone o bussola, che mai ha certezza di dove si va.
Leonardo da Vinci
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
• Dimensionamento di un sistema rispetto alle specifiche e all’effetto di disturbi prevedibili.
tempo
vari
abile
con
trol
lata
campo di escursione della variabile controllata previsto dalle specifiche
variabile controllatavalore nominale
SISTEMA SOVRADIMENSIONATO
tempo
vari
abile
con
trol
lata
campo di escursione della variabile controllata previsto dalle specifiche
variabile controllatavalore nominale
SISTEMA DIMENSIONATO CORRETAMENTE
effetto del disturbo prevedibile
effetto del disturbo prevedibileTempo di assestamento Tempo di assestamento
CORRETTO DIMENSIONAMENTO E SOVRADIMENSIONAMENTO 70
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
DIMENSIONAMENTO
MODALITÀ EMPIRICHERICAVATE DALLA INTUIZIONE E DALL’ESPERIENZA
MODALITÀ SISTEMATICHE
CONSOLIDATE RICAVATE DA UNA CONOSCENZA SUPERFICIALE DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE E REALIZZATE CON DISPOSITIVI CHE COPIANO LE MODALITÀ DI INTERVENTO DI UN OPERATORE ESPERTO (AD ES. PID)
EMERGENTI RICAVATE DA UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DEL COMPORTAMEN- TO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE PER RAGGIUNGERE PRESTAZIONI CHE UN OPERATORE ESPERTO NON POTREBBE MAI OTTENERE (Dinamica secondaria, Inseguimenti, aleatorietà)
INNOVATIVE RICAVATE DA UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DEL COMPORTA- MENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE NEL SISTEMA DI PRODUZIONE E REALIZZATE CON DISPOSITIVI CHE COPIANO L'ESPERIENZA E LA FLESSIBILITÀ DI OPERATORI ESPERTI
CLASSIFICAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 71
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SCELTA DI UNA MODALITÀ DI CONTROLLO
MODALITÀDI CONTROLLO
EMPIRICHE
SISTEMATICHE
- INNOVATIVE
- CONVENZIONALI
PRESTAZIONI
SI ACCETTANO QUELLE CHE SI RIESCONO AD OTTENERE
VENGONO IMPOSTE TRAMITE LE MODALITÀ DI CONTROLLO IN MODO:
- RIGIDO
- FLESSIBILE
SISTEMA DA CONTROLLARE
DIMENSIONATOIN FUNZIONEDELLA MODALITÀDI CONTROLLO
DIMENSIONATOSENZA TENERE TENERE CONTODELLA MODALITÀDI CONTROLLO
- EMERGENTI
SCELTA DI UNA MODALITÀ DI CONTROLLO 72
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
APPLICAZIONI SENZA TEORIA
TEORIA SENZA APPLICAZIONI
APPLICAZIONE DELLA TEORIA A PROBLEMI SIGNIFICATIVI E TEORIA
MIRATA ALLE APPLICAZIONI
SECONDO IL PRINCIPIO: “PURCHÉ FUNZIONI E ASSICURI I MARGINI DI
CONVENIENZA ECONOMICA, TUTTO VA BENE”
SECONDO IL PRINCIPIO: “UNA VOLTA FORMULATO IL PROBLEMA,
DEFINITO IL MODELLO E SODDISFATTE LE IPOTESI, SI DIMOSTRA
CHE . . . ”
SECONDO IL PRINCIPIO “MIGLIORARE LA QUALITÀ DELLE PRESTAZIONI
MEDIANTE L’APPLICAZIONE E L’ESTENSIONE DELLA TEORIA A
PROBLEMI CONCRETI”
APPROCCI ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE 73
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
• DIMOSTRAZIONE DELLA SUA VALIDITÀ FORMALE
• COMPRENSIONE DEL SIGNIFICATO DI UNA METODOLOGIA SISTEMATICA
APPROCCIO DA TEORICO
• APPLICAZIONE SU UN ESEMPIO IDEALIZZATO
APPROCCIO DA INGEGNERE
• SEMPLIFICAZIONI, VERIFICHE DI VALIDITÀ, POSSIBILI ESTENSIONI
• MODALITÀ DI APPLICAZIONE A CASI REALI (SCELTA STRUMENTAZIONE)
• MODALITÀ DI ESECUZIONE DELLE ELABORAZIONI DELLE MODALITÀ DI
CONTROLLO (AD ES. TEMPO DI ESECUZIONE DEL MICROPROCESSORE)
• MESSA A FUOCO DEI LIMITI DI VALIDITÀ PRATICA (AD ES. MODALITÀ DI
CONTROLLO EVOLUTE PER UN SISTEMASOVRADIMENSIONATO)
APPROCCIO ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE 74
• ENUNCIAZIONE DI UNA METODOLOGIA IN FUNZIONE DELLA FORMULAZIONE DEL MODELLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
ESEMPIO DI APPLICAZIONE A LIVELLO DI CAMPO
FACENDO RIFERIMENTO AD UNA VARIABILE DI COMANDO DI TIPO A GRADINO, IL CONTROLLORE LOCALE DEVE ESSERE REALIZZATO IN MODO CHE:
tempo
VARIABILE DIFORZAMENTO
VARIABILE CONTROLLATA
- IL VALORE CORRISPONDENTE AL FUNZIONAMENTO A REGIME PERMA-NENTE SIA RAGGIUNTO NEL TEMPO MINIMO.
- LA VARIABILE DI FORZAMENTO NON SUPERI MAI IL VALORE MASSIMO PREFISSATO;
- LA VARIABILE CONTROLLATA SIA PRIVA DI OSCILLAZIONI;
SPECIFICHE:
SPECIFICHE NELLA REALIZZIONE DI UN CONTROLORE LOCALE 75
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROBLEMI EMERGENTI
APPROCCIO SISTEMATICO:
VIENE REALIZZATO IL SISTEMA CONTROLLATO PROGETTANDO L’ALGORITMO DI CONTROLLO IN MODO DA OTTENERE CHE VENGA RAGGIUNTO L’OBIETTIVO DESIDERATO RISPETTANDO TUTTI I VINCOLI SULLA QUALITÀ DELLE PRESTAZIONI E SULLA FEDELTÀ DI RISPOSTA NONCHÉ SULLA MINIMIZZAZIONE DELLA DURATA DEL TRANSITORIO
tempo
DURATA DELTRANSITORIO
APPROCCIO EMPIRICO:
VIENE REALIZZATO IL SISTEMA CONTROLLATO IMPONENDO AL VALORE DESIDERATO DELLA VARIABILE CONTROLLATA UN ANDAMENTO TALE DA OTTENERE CHE VENGA RAGGIUNTO L’OBIETTIVO DESIDERATO SENZA PROVOCARE FENOMENI INDESIDERATI E SENZA IMPORRE VINCOLI STRINGENTI SULLA DURATA DEL TRANSITORIO E SULLA QUALITÀ DELLA FEDELTÀ DI RISPOSTA
tempo
DURATA DELTRANSITORIO
APPROCCI ALLA REALIZZIONE DI UN CONTROLORE LOCALE 76
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLO - CONSOLIDATE
- EMERGENTI
- INNOVATIVE
- PLC;- REGOLATORI ON-OFF;- PI STANDARD.
- PID EVOLUTI;- CONTROLLO ADATTATIVO;- CONTROLLO ROBUSTO;
- SISTEMI ESPERTI;- CONTROLLORI FUZZY;- CONTROLLORI NEURO-FUZZY;
- CONTROLLO PREDITTIVO.
- CONTROLLORI INTELLIGENTI.
CLASSIFICAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 77
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
DI GUASTO
IN CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO
MODALITÀ DI CONTROLLO
DEL SISTEMA DI PRODUZIONE
DEI SINGOLI IMPIANTI
DI OGNI APPARATO
NOMINALI
DI EMERGENZA
SISTEMA DI AUTOMAZIONE
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 78
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLO
EMERGENTI
CONVENZIONALI
INNOVATIVE
EMPIRICHE
S U
P E
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DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 79
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
A CATENAAPERTA A CONTROREAZIONE
APPARATOSINGOLO
MOLTODIFFUSO DIFFUSO
IMPIANTO DIFFUSO IN VIA DI SVILUPPO
SISTEMACOMPLESSO DIFFUSO IN VIA DI SVILUPPO
AZIONI DI CONTROLLO
AP
PLI
CA
ZIO
NI
IND
US
TR
IAL
IA
LTR
IS
ET
TO
RI
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 80
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
CONTROLLO CONREGOLATORI P I D
CONTROLLO PROGRAMMATO
(PLC)
CONTROLLO ADATTATIVO ROBUSTO
CONTROLLOINTELLIGENTE
CONTROLLO ALOGICA CABLATA
(RELÉ)
1960 1970 1980 1990 2000ANNODIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 81
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
82
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONEDEL SISTEMA DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
COME AFFRONTARE LA PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO PER UN SISTEMA COMPLESSO?
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO DI UN SISTEMA COMPLESSO
QUALI SONO LE METODOLOGIE DI SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO ?
COME REALIZZARE IL DISPOSITIVO DI CONTROLLO ?
COME AFFRONTARE LE SCELTE DI BASE SULLA STRUMENTAZIONE E SULLE MODALITÀ DI CONTROLLO?
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO 83
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
- DIMENSIONAMENTO DEGLI ATTUATORI
- ROBUSTEZZA E OTTIMIZZAZIONE RISORSE
- DELL’IMPIANTO PER LA PROGETTAZIONE DEGLI ALLARMI (Statistica)
SCELTA DELLASTRUMENTAZIONE
- DIMENSIONAMENTO DEGLI APPARATI
- SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE DI MISURA
PRESTAZIONI ESPECIFICHE
- STABILITÀ
- ATTENUAZIONE DELL’EFFETTO DEI DISTURBI
- PRECISIONE STATICA E DINAMICA
MODELLAZIONE ESIMULAZIONE INREALTÀ VIRTUALE
- DELL’APPARATO INSERITO NELL’IMPIANTO (Statica)
- DELL’APPARATO PER LA PROGETTAZIONE DELLA STRATEGIA DI CONTROLLO (Dinamica continua)
- DELL’IMPIANTO PER LA PROGETTAZIONE DELLE AZIONI DI COORDINAMENTO (Dinamica Discreta)
- DELL’IMPIANTO PER LA PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI GESTIONE (Ricerca Operativa)
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 84
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONEQUANDO LA STRUTTURA DELL’IMPIANTO È ASSEGNATAVANNO INDIVIDUATE:
LE VARIABILI CONTROLLATE (Fornite dal progettista Impianto)
LE VARIABILI DI FORZAMENTO (Fornite dal progettista dell’impianto)
I PARAMETRI OPERATIVI (Valori nominali delle condizioni di funz.)
I DISTURBI (Prevedibili Controllo sul dimensionamento, Casuali)
VA SCELTA:LA STRUMENTAZIONE DI MISURA E GLI ATTUATORI
L’ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
LA RETE DI COMUNICAZIONE LOCALE
VANNO PROGETTATE:LE STRATEGIE DI CONTROLLO DEI SINGOLI APPARATI
LE MODALITÀ DI COORDINAMENTO DEGLI APPARATI
DI GESTIONE DEI SINGOLI IMPIANTI
DI CONDUZIONE DELL’IMPIANTO
VANNO VALUTATI I RISULTATI PRIMA DI APPORTARE MODIFICHE
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 85
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE:- SENSORI (grandezza fisica – grandezza fisica);- TRASDUTTORI (grandezza fisica – grandezza elettrica);- ATTUATORI (energia primaria – energia di ingresso);- RETI DI COMUNICAZIONE (informazione);- CONTROLLORI LOCALI (variabile di controllo);- DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE.
SCELTA DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO - CONSOLIDATE - PLC;
- REGOLATORI ON-OFF (RELÈ);- PI STANDARD.
- EMERGENTI - PID EVOLUTI;- CONTROLLO ADATTATIVO;- CONTROLLO ROBUSTO;
- INNOVATIVE - SISTEMI ESPERTI;- CONTROLLORI FUZZY;- CONTROLLORI NEURO-FUZZY;
- CONTROLLO PREDITTIVO.
- CONTROLLORI INTELLIGENTI.
SCELTA DI BASE NELLA PROGETAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO 86
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
- METODOLOGIE DI SUPPORTO ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE:
- FILTRAGGIO DAL RUMORE;- APPROSSIMAZIONE;- INTERPOLAZIONE;- PREVISIONE;- AGGREGAZIONE.
- MODELLAZIONE CON TECNICHE HARD E SOFT COMPUTING
- DATA PROCESSING
- PER IL CONTROLLO DI UN APPARATO;- PER IL CONTROLLO DI UN IMPIANTO;- PER LA GESTIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE.
- OTTIMIZZAZIONE CON TECNICHE DI HARD E SOFT COMPUTING- FONDAMENTI DI INFORMATICA PER L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
- STRUTTURE HARDWARE DI TIPO DEDICATO;- SOFTWARE DI SUPERVISIONE E GESTIONE;- SOFTWARE DI SUPPORTO ALLA SIMULAZIONE (Simulink);- SOFTWARE DI SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE DELLE
MODALITÀ DI CONTROLLO (Matlab);- SISTEMI OPERATIVI (LinuxRT, WindowsCE).
METODOLOGIE DI SUPPORTO ALLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 87
PROGETAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 87
MESMANUFACTURING
EXECUTION SYSTEMS
ERPENTERPRISE
RESOURCE PLANNING
• PROGRAMMAZIONE DELLA PRODUZIONE
• PREVISIONE VENDITE• PIANI DI BILANCIO• FATTURAZIONE• ORDINI DI VENDITA
SOFTWARE DI SUPPORTO ALLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 88
• ORDINI DI LAVORAZIONE • SPECIFICHE SULLA QUALITÀ • MANUTENZIONE • SUPPORTO ALLE DECISIONI
PROGETAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 88
LA PIRAMIDE DELL’AUTOMAZIONE
PROBLEMATICHE
89
M E N MULTI
ENTERPRISENETWORK
COMUNICAZIONE
E R P ENTERPRISE
RESOURCE PLANNING
FORNITURE DELL’ENERGIA NECESSARIA PER IL CONTROLLO
M E S - MANAGEMENT/MANUFACTORING
EXECUTION SYSTEM
CONTROLLO DEI SINGOLI APPARATI
SENSORI, TRASDUTTORI, ATTUATORI, ELEMENTI SINGOLI, INFRASTRUTTURE
SIST
EMA
DI C
ON
TRO
LLO
PER
L’A
UTO
MAZ
ION
EAD
DETTI AL FU
NZIO
NAM
ENTO
DEL SISTEM
A CO
NTR
OLLATO
LIVELLO DI COMUNICAZIONE
LIVELLO DI COMUNICAZIONE
LIVELLO DI COMUNICAZIONE