REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE

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


PROJECT MANAGEMENT

4


GESTIONEDI UN PROGETTO COMPLESSO

1. SCOPO DEL PROGETTO2. PROGETTAZIONE CONCETTUALE3. PREINGEGNERIA4. INGEGNERIA5. PROGETTAZIONE DEGLI APPARATI6. REALIZZAZIONE DEGLI APPARATI7. COLLAUDO PRESSO I FORNITORI8. INSTALLAZIONE9. ADDESTRAMENTO10. CURVA DI APPRENDIMENTO

SOFTWARE ENGINEERING

5. PROGETTAZIONE DEGLI APPARATI6. REALIZZAZIONE DEGLI APPARATI

1. DEFINIZIONE DELLE FINALITÀ2. DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI3. DEFINIZIONE DELLA ARCHITETTURA4. PROGETTAZIONE DEI COMPONENTI5. REALIZZAZIONE DEI COMPONENTI6. VALIDAZIONE DEI COMPONENTI7. INTEGRAZIONE DEL SOFTWARE8. VALIDAZIONE DEL SOFTWARE9. INSTALLAZIONE E TRAINING10. MANUTENZIONE E ASSISTENZA

SISTEMADA

CONTROLLARESTRUMENTAZIONE


5


STRUTTURADI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO

6


PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONEDI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO

RACCOLTA& ANALISIREQUISITI

MODELLO & SIMULAZIONE

FORWARD/REVERSE ENGINEERING

REALIZZAZIONE

DOCUMENTAZIONE& VALIDAZIONE


DOCUMENTAZIONE & VALIDAZIONE

7






REALIZZAZIONE




ARGOMENTO TESINA DI AUTOMAZIONE I

8






REALIZZAZIONE




REALIZZAZIONE DI SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO

9

ENGINEERING DELSISTEMA DI CONTROLLO


COME AFFRONTARE IL PROBLEMADELLA REALIZZAZIONE

DEL SISTEMA DI CONTROLLO?

PROBLEMATICHE DELLA REALIZZAZIONE 10


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


12PREREQUISITI ALLA REALIZZAZIONE


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

LITÀ

DI

CO

NTR

OLL

OS

TRU

ME

NTA

ZION

E

IMPIANTI

STRUTTURA DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 13


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


15ESEMPIO DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE


AZOTOIDROGENO

COMPRESSIONE

SINTESI

REFRIGERAZIONE

SEPARAZIONENH3

SEPARAZIONENH3

AMMONIACAGASSOSA

SCAMBIATORE EVAPORATORE

ACQUA

VAPORE

AMMONIACALIQUIDA

IDROGENOAZOTO

DEPURATORE

EIETTORE

TORRE DI SINTESI

REFRIGERATORE

SEPARATORE

SEPARATORE

SCAMBIATOREEVAPORATORE

POMPA

ACQUA

VAPORE AMMONIACALIQUIDA

POMPA

POMPA

COMPRESSORE

AMMONIACAGASSOSA

16DISPOSITIVI COSTITUENTI L’IMPIANTO


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


FC

PC

CONTROLLODI PRESSIONE

CONTROLLODI PORTATA

VALVOLAA TRE VIESERVOVALVOLA

VALVOLE A DUE VIE

SCAMBIATORE DI CALORE A PIOGGIA

SCAMBIATORE DI CALORE A SERPENTINO

18ANALISI DI UN SISTEMA CONTROLLATO


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


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


21


AZIONI DI CONTROLLO IN FUNZIONE DELLE SPECIFICHE

PRESTAZIONIQUANTITÀ DELLA PRODUZIONE

QUALITÀ DEL PRODOTTO

LIMITI

NOMINALIDI EMERGENZA

SPECIFICHE

AZIONI DI CONTROLLOLEGGE DI CONTROLLO

LEGGE DI COMMUTAZIONE

CONTINUA

ON-FF

SEGNO DELL’ERROREFUNZIONE ANALITICA DELL’ERRORE E DELLE SUE DERIVATE

VALORE NOMINALE DELLE VARIABILITOLLERANZE 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


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


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


25APPLICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO


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


SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO

COMANDO

DI AVVIAMENTOO DI FERMATA

APPARATOAPPARATO

COMANDO DI ATTIVAZIONE

IMPIANTOIMPIANTO

ELEMENTOSINGOLO

ELEMENTOSINGOLO

ELEMENTOSINGOLO



COMANDODI

AVVIAMENTO

DECISIONE

AZIONE DI CONTROLLO

EVENTO

27AVVIAMENTODI UN SISTEMA CONTROLLATO


tempo

varia

bile

di c

oman

do

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 CONTROREAZIONEALGORITMI 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

LIZZ

AZI

ON

E

28

STRUTTURA DELSISTEMA DI CONTROLLO


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


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


RISULTATO

LA TORRE DI BABELE

31ELABORAZIONE DEI DATI E DELLE INFORMAZIONI


ELEMENTI SINGOLI

DISPOSITIVI

APPARATI

IMPIANTI

ESERCIZIOSISTEMA DI PRODUZIONE

ELABORAZIONEDEI DATI E

DELLE INFORMAZIONI

32LA PIRAMIDE DELLE 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

SOFTWAREFINALIZZATISUPERVISIONE

DEGLIIMPIANTI

GESTIONE ED ESERCIZIO DELSISTEMA CONTROLLATO

33LE AZIONI DI CONTROLLO IN UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO


S T R U M E N T A Z I O N E

ELEMENTI SINGOLI

GESTIONE

CO

NTR

OLL

O

MA

NU

ALE

AU

TOM

ATIC

O

CONDUZIONESUPERVISIONE

COORDINAMENTO

ESERCIZIOPIANIFICAZIONE

BASE DI DATI

BASE DI DATI

BASE DI DATI

34OBIETTIVI DEL SISTEMA CONTROLLATO


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 DICOMANDO

VARIABILI DICONTROLLO

VARIABILI DICONDUZIONE

VARIABILIDI GESTIONE

VARIABILI CONTROLLATE

GES

TIO

NE

CONDUZIONEDEGLI IMPIANTI

CONTROLL

O

COORDINAMENTO

CAMPO

GESTIONE DEL

SISTEMA

EVENTI ESTERNI

CALCOLATORE DI PROCESSO

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLERCALCOLATORE DI PROCESSO

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLERCALCOLATORE DI PROCESSO

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLERCALCOLATORE DI PROCESSOD C S

DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM

D C SDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM


36STRUMENTAZIONE DI BASE


SISTEMA DI PRODUZIONECAMPO


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 CORRETTOGESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZAASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI COMANDOCONFIGURAZIONE DEI PARAMETRI DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO

1. ATTIVAZIONE E DISATTIVAZIONE DEGLI IMPIANTI2. ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI CONDUZIONEVALUTAZIONE 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:












COORDINAMENTO


ALGORITMI DI CONTROLLO A CONTROREAZIONE

P L CCONTROLLORI A LOGICA PROGRAMMABILE

STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO

REGOLATORI PID O CONTROLLORI DEDICATI

STRUMENTAZIONE DI CAMPO












COORDINAMENTO



STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO

STRUMENTAZIONE DI CAMPO


39DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE


ANALOGICO DIGITALENATURA DEI SEGNALI

MO

LTIS

SIM

ILI

MIT

ATON

UM

ER

O D

EI S

EG

NA

LI D

I IN

GR

ES

SO

E D

I US

CIT

A

D C SP L C

REGOLATORI SEQUENZIALIZZATORI

PCINDUSTRIALI

40

CONDIZIONI OPERATIVEDI FUNZIONAMENTO


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


BATCH (INTERMITTENTE)MISCELATORI, FERMENTAZIONE, …

CONDIZIONI OPERATIVE

FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI NOMINALI

MALFUNZIONAMENTO PARZIALE

FERMATA

AVVIAMENTO

EMERGENZACONDIZIONI OPERATIVE 42


43


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


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


varia

bile

di

com

ando

tempo

AVVI

AMEN

TO FERMATA

CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO

varia

bile

cont

rolla

ta

CONDIZIONINOMINALI DI

FUNZIONAMENTO

VARIABILI DI COMANDO E VARIABILI CONTROLLATE 46


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


SISTEMI DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI


QUADRO DI COMANDO- SEQUENZIALIZZAZIONE DEGLI EVENTI


- APPLICAZIONE TEMPORIZZATA DELLE VARIABILI DI COMANDO

- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE

- CADENZA NELLA PRODUZIONE - AFFIDABILITÀ DI FUNZIONAMENTO DEI SINGOLI SISTEMI CONTROLLATI


IMPIANTO

PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI 48


CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE

AD EVENTI PROGRAMMATI

tempo

varia

bile

di c

oman

doev

enti

varia

bile

cont

rolla

ta

CICLO DI LAVORO CICLO DI LAVORO

49VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE 49


SISTEMI DI PRODUZIONE BATCH


QUADRO DI COMANDO- SEQUENZIALIZZAZIONE DEGLI EVENTI


- APPLICAZIONE TEMPORIZZATA DELLE VARIABILI DI COMANDO

- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE

- CADENZA NELLA PRODUZIONE - AFFIDABILITÀ DI FUNZIONAMENTO DEI SINGOLI SISTEMI CONTROLLATI


IMPIANTO

PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI 50


CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE

DI TIPO BATCH

tempo

varia

bile

di c

oman

doev

enti

varia

bile

cont

rolla

ta

51VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE 51


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


CONDIZIONI OPERATIVE DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE

varia

bile

di c

oman

do

tempo

varia

bile

cont

rolla

te

parametro caratteristico

dist

urbo

VARIABILI DI COMANDO, DI QUELLE CONTROLLATE E DEL DISTURBO 53


PROFESSIONALITÀ RICHIESTE

INSTALLAZIONE ETEMPORIZZAZIONEDEI DISPOSITIVI

MESSA IN FUNZIONE DEI CONTROLLORI LOCALI

IMPIANTO

DISPOSITIVODISPOSITIVODISPOSITIVO

DISPOSITIVODISPOSITIVO

RETE DI IMPIANTO

STRUMENTISTACONOSCENZA DELLASTRUMENTAZIONE DACAMPO

INTEGRATORE DI SISTEMA

PROFESSIONALITÀ RICHIESTE 54

ELEMENTOSINGOLO

ELEMENTOSINGOLO

RETE DI CAMPO

ELEMENTOSINGOLO

ELEMENTOSINGOLO

ELEMENTOSINGOLO



INSTALLAZIONE DELLA RETE E MESSA IN FUNZIONEDELLA SUPERVISIONE

INTEGRATORE DI SISTEMA



INSTALLAZIONE DELLA RETE E MESSA IN FUNZIONEDELLA SUPERVISIONEIMPIANTOIMPIANTO

IMPIANTOIMPIANTOIMPIANTO

RETE DI SISTEMA INTEGRATORE DI SISTEMA

PIANIFICATORE DELLAPRODUZIONESISTEMA COMPLESSO

DISPOSITIVODISPOSITIVODISPOSITIVO

DISPOSITIVODISPOSITIVO

RETE DI IMPIANTO

56

PROBLEMATICHE DI GESTIONEDI UN SISTEMA COMPLESSO


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


GESTIONE CENTRALIZZATA DELLE BASI DATI 58

SISTEMA ESPERTO

INTERFACCIAOPERATORE

CONTROLLOSTATISTICO

DELLAPRODUZIONE

BASE DATIDEL SISTEMA

DI PRODUZIONE

DRIVERS

DATI MISURATI

INFORMAZIONI SUI DISPOSITIVI

DI MISURAINFORMAZIONI

SULLA GESTIONE

GESTIONEALLARMI

STATOCORRENTE

LINEE DI TENDENZA

SUPPORTO ALLAMANUTENZIONE

DIAGNOSIDEI GUASTI

INFORMAZIONI SUL SISTEMA DI

PRODUZIONE


PROCEDURE DI DATA PROCESSING1 - 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


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


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


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


63



SISTEMA COMPLESSO

APPARATIREALIZZATI CON

TECNOLOGIE MECCANICHE

SISTEMA DI CONTROLLO


STRUMENTAZIONE

REALIZZATA CON TECNOLOGIE MECCANICHEELETTRICHE

ELETTRONICHEINFORMATICHE

MECCATRONICHE

REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO 64


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


COMPETENZE PER L’AUTOMAZIONESTRUMENTAZIONE AZIONI DI CONTROLLO

MECCANICA

CHIMICA CONTROLLORI LOCALI

ELETTROTECNICACOORDINAMENTO

ELETTRONICASUPERVISIONE

INFORMATICAGESTIONE

TECNOLOGIE CONTROLLO MANUALECONTROLLO AUTOMATICO

PRESTAZIONIVINCOLICOMPETENZE NECESSARIE PER L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 66

ESERCIZIO


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

EMPIRICHESENZA MODELLO

- CON PROVE PRELIMINARI

- SENZA PROVE PRELIMINARI

SCELTA DI BASE NELLA PROGETAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO 67


MODALITÀ DI CONTROLLOEMPIRICHE SISTEMATICHE

SENZA MODELLO CON MODELLO

- CONTROLLORI LOCALI A CATENA APERTA

PI STANDARDPI CON AUTOTUNIG

- COORDINAMENTO DELLE AZIONI DI CONTROLLOPLC CON PROGRAMMA RIGIDO

- SUPERVISIONECONTROLLO MANUALE DA OPERATORE DI IMPIANTO

- CONTROLLORI LOCALI A CATENA APERTA

PID CON TUNIG OTTIMIZZATOPID A GUADAGNO PROGRAMMATOPID FUZZY

- COORDINAMENTO DELLE AZIONI DI CONTROLLOPLC CON PROGRAMMA FLESSIBILE

- SUPERVISIONECONTROLLO MANUALE ASSISTITO DA SISTEMA ESPERTO E CONTROLLORI INTELLIGENTI

SUDDIVISIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 68


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


• Dimensionamento di un sistema rispetto alle specifiche e all’effetto di disturbi prevedibili.

tempo

varia

bile

con

trol

lata

campo di escursione della variabile controllata previsto dalle specifiche

variabile controllatavalore nominale

SISTEMA SOVRADIMENSIONATO

tempo

varia

bile

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


DIMENSIONAMENTO

MODALITÀ EMPIRICHERICAVATE DALLA INTUIZIONE E DALL’ESPERIENZA

MODALITÀ SISTEMATICHECONSOLIDATE

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


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


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


• 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


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


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


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


DI GUASTO

IN CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO


DEL SISTEMA DI PRODUZIONE

DEI SINGOLI IMPIANTI

DI OGNI APPARATO

NOMINALI

DI EMERGENZA

SISTEMA DI AUTOMAZIONE

DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 78



EMERGENTI

CONVENZIONALI

INNOVATIVE

EMPIRICHE

S U

P E

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I S

I O N

E

GES

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IAN

IFIC

AZI

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E

C O

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OLL

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I LO

CA

LI



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

TRIA

LIA

LTR

IS

ETT

OR

I



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


82

PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONEDEL SISTEMA DI CONTROLLO


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


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


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 ATTUATORIL’ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONELA RETE DI COMUNICAZIONE LOCALE

VANNO PROGETTATE:LE STRATEGIE DI CONTROLLO DEI SINGOLI APPARATILE MODALITÀ DI COORDINAMENTO DEGLI APPARATI

DI GESTIONE DEI SINGOLI IMPIANTI DI CONDUZIONE DELL’IMPIANTO

VANNO VALUTATI I RISULTATI PRIMA DI APPORTARE MODIFICHEPROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 85


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


- 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

COMUNICAZIONEE 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

ONTROLL

O PER

L’AU

TOM

AZIO

NEADDETTI AL FUNZIONAM

ENTO DEL SISTEMA CONTROLLATO

LIVELLO DI COMUNICAZIONE



Documents

REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE