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.

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, contatti, 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. Tecniche 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. Le mappe di Karnaugh: metodo e esempi per 2-6 variabili; applicazione negli impianti industriali. Valvole di regolazione per processi industriali: Classificazione e tipi delle valvole. Tipi dei corpi e otturatori delle valvole. Bilanciamento e miglioramento delle caratteristiche degli otturatori lineari e rotativi. Coefficiente di ricupero delle valvole. Coefficienti di portata, condizioni standard di prova. Attuatori per le valvole: pneumatici a membrana, a membrana rotolante, a membrana multi molla, a cilindro pneumatico. Attuatori oleodinamici e elettrici. Posizionatori per attuatori pneumatici: pneumatico con la valvola a cassetto e elettropneumatico con relè pilota. Posizionatori elettronici.

In laboratorio: Programmazione di PLC con linguaggio Ladder. PLC: controllo P.I.D. della pressione in un serbatoio. Controllo fuzzy: carrello con pendolo inverso. Durante ogni esercitazione vengono sviluppate una o più gruppi di prove. Le esercitazioni devono essere svolte da singole squadre di studenti che seguono ciascuna un proprio percorso con assistenza in laboratorio. 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.

Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico 1) V.Viktorov, F.Colombo, "Automazione dei sistemi meccanici: Corso di base", CLUT, 2016, 225 p. 2) P.Muroni, "Valvole di regolazione per processi industriali", GISISERVIZI, 2001, 209 p. 3) V.Viktorov, "Mappe di Karnaugh. Valvole di regolazione", Appunti disponibili presso il Centro Stampa del Politecnico, 2016, 70 p.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;

Exam: Written test; Optional oral exam;

... L’esame prevede una prova scritta ed una eventuale prova orale aggiuntiva sull’intero programma dell'insegnamento con domande teoriche e esercizi. La durata della prova scritta è di 2 ore, non si possono usare materiali, testi, dispense, formulari, ecc.; la valutazione massima della prova scritta è di 30 punti. Per l’ammissione alla eventuale prova orale è richiesta una votazione minima di 18/30 e deve essere presentata la relazione sulle esercitazioni svolte in laboratorio. I risultati dell’esame scritto vengono comunicati sul portale della didattica, insieme alla data in cui gli studenti possono visionare il compito e sostenere la prova orale. Il voto finale è composto essenzialmente dalla valutazione dello scritto e dal voto di una eventuale prova orale (che può far variare il voto finale sia in positivo sia in negativo). Di norma la parte orale dell’esame va sostenuta nell’appello in cui si è superato lo scritto.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.