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 virtuale: 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.

Lecture notes; Text book; Lab exercises;

Exam: Written test;

L’esame prevede una prova scritta sull'intero programma dell'insegnamento con domande teoriche e esercizi. Per accedere all'esame deve essere presentata la relazione sulle esercitazioni svolte in laboratorio. La durata della prova scritta è di 100 minuti primi, non si possono usare testi, dispense, formulari, eccetera. La valutazione massima della prova scritta è di 30 punti. La relazione sarà valutata fino ad un massimo di 2 punti. Il voto finale è composto dalla valutazione dello scritto e dal voto della relazione. Per il superamento dell'esame è richiesta una votazione minima di 18/30. I risultati dell’esame scritto vengono comunicati sul portale della didattica, insieme alla data in cui gli studenti possono visionare il compito. L’esame intende accertare: 1. La conoscenza dei componenti si un sistema di automazione meccanica e, in particolare, i principi di funzionamento di sensori, interfacce, attuatori, come da programma e come spiegato e svolto a lezione ed esercitazione; 2. I principi di funzionamento e programmazione di PLC; 3. La conoscenza delle modalità di trasmissione dei segnali; 4. Le tecniche di progettazione dei sistemi automatici di controllo discreto; 5. Le tecniche di progettazione dei sistemi automatici di controllo continuo anche non lineare; 6. La conoscenza delle attività svolte durante le esercitazioni di laboratorio, oggetto di relazione scritta.

In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.