L'insegnamento ha lo scopo di far conoscere i diversi sistemi di automazione attualmente utilizzati in ambito industriale e di fornire le nozioni di base per una progettazione e per un uso razionale degli stessi.

Lo studente dovrà acquisire conoscenze riguardanti le caratteristiche dei sistemi automatici di tipo industriale, in particolare verranno descritte le principali tipologie di sensori, attuatori e componenti per il controllo della potenza nei sistemi automatici; verranno inoltre fornite conoscenze sulle logiche di controllo e sui dispositivi per il controllo automatico dei sistemi meccanici. Lo studente acquisirà le capacità necessarie per la progettazione di massima e il corretto uso di sistemi automatici industriali.

Sono richieste conoscenze di base di meccanica teorica e applicata e conoscenza dei principi di base del controllo continuo dei sistemi lineari.

Programma
Introduzione al problema dell’Automazione dei Sistemi Meccanici.
Struttura dei sistemi automatici, introduzione ai sensori e attuatori.
Trasmissione dei segnali di misura. Immunità ai disturbi elettromagnetici.

Controllo discreto:
Controllori logici programmabili (PLC): struttura e hardware dei PLC: CPU, tipi di memorie; moduli di ingresso e di uscita.
Ciclo di scansione sincrona e asincrona. Tipi di dato, registri ed indirizzi, l'accesso alla memoria.
Linguaggio Ladder: bobine, contotti, regole fondamentali, istruzioni e circuiti di base.
Temporizzatori, contatori, schemi di applicazione. Istruzioni per il controllo di un programma.
Operazioni aritmetico-logiche. Istruzioni di trasferimento e di scorrimento.
Linguaggi di programmazione, lo standard IEC 61131.
Tecnice di progettazione dei sistemi automatici di controllo discreto.
Sequenze simultanee e alternative.
Sequenziatore di eventi. Tecnica batch.
Sistemi con relè ausiliari.
Sequential Functional Chart (SFC), modi per la definizione delle condizioni delle transizioni e delle azioni.
Traduzione del SFC in linguaggio Ladder.
Esempi di applicazioni nei sistemi meccanici.

Controllo continuo:
Confronto fra sistemi ad anello aperto e anello chiuso. Requisiti di un sistema di controllo.
Regolazione P.I.D. Taratura dei parametri dei controllori P.I.D.
Esempi di applicazioni nei sistemi meccanici.

Controllo con la logica fuzzy:
Operazioni principali, fuzzificazione, le regole, defuzzificazione. Controllori fuzzy.
Funzione di approssimazione fuzzy.
Esempi di applicazioni nei sistemi meccanici.

Introduzione nell’automazione distribuita. Trasmissione dei segnali tra dispositivi digitali.
Reti per l'automazione: topologia, metodi di accesso, reti o bus di campo.

Valvole di regolazione per processi industriali.
Misura e controllo dei parametri dei fluidi nei processi industriali.

Esercitazioni / Laboratori

In laboratorio:
Programmazione di PLC con linguaggio Ladder.
Controllo P.I.D. della pressione in un serbatoio.
Controllo fuzzy: carrello con pendolo inverso.

Durante ogni esercitazione vengono sviluppate gruppi di prove. Le esercitazioni devono essere svolte da singole squadre di studenti che seguono ciascuna un proprio percorso con assistenza in laboratorio. Di tutte le esercitazioni deve essere preparata da ogni studente una relazione che viene presentata quando si effettua l’esame. La relazione comprende un testo che descrive gli scopi, le attrezzature usate, le modalità di prova, ecc. e contiene tutti i dati sperimentali misurati ed elaborati.

1) V.Viktorov, F.Colombo, "Automazione dei sistemi meccanici: Corso di base", CLUT, 2011, 225 p.
2) P.Muroni, "Valvole di regolazione per processi industriali", GISISERVIZI, 2001, 209 p.

L’esame si svolge in forma orale sull’intero programma del corso. L’elenco delle domande per l’esame sarà distribuito dal docente durante il corso.