Nuova ricerca    Stampa scheda

Automazione Industriale (INF)
INDUSTRIAL AUTOMATION
Silvia Maria Zanoli

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 9
Ore 72
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
elementi di algebra lineare, elementi di algebra delle matrici, elementi di analisi matematica, Nozioni di sistemi dinamici

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento ha la finalità di illustrare agli studenti gli elementi principali di un sistema di produzione industriale automatizzata e fornire loro le conoscenze sulle principali tecniche di modellizzazione e controllo di sistemi di produzione automatizzati intesi come sistemi ad eventi discreti (DES). Inoltre, nel corso, per poter tradurre in pratica le soluzioni di controllo ad eventi trovate, lo studente dovrà familiarizzarsi con i dispositivi tipicamente usati allo scopo (i controllori logici, o PLC) e con il loro uso.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze per risolvere problemi di modellazione di un sistema a partire dalle specifiche di funzionamento, evidenziando, documentando e giustificando le scelte progettuali, in particolar modo quando le specifiche di progetto lascino adito a più interpretazioni, riconoscendo l'importanza dei vincoli di sicurezza, ambientali ed economici. Inoltre, saprà applicare le conoscenze apprese, per la realizzazione di specifiche funzionalità in un sistema di manifattura in scala.
COMPETENZE TRASVERSALI:
La progettazione e realizzazione di un sistema di controllo su di un sistema di manifattura in scala volta che verranno svolte in gruppi e che si concluderanno con la stesura di una relazione, contribuirà a migliorare sia il grado di autonomia di giudizio in generale, sia la capacità comunicativa che deriva anche dal lavoro in gruppo e dalla la redazione di relazioni tecniche, sia la capacità di apprendimento in autonomia e di trarre conclusioni, dello studente.

Programma
Il corso è organizzato in lezioni teoriche, esercitazioni in aula e in laboratorio. Inoltre, quando possibile è prevista una visita ad una azienda manifatturiera ad integrazione delle lezioni teoriche sui sistemi di produzione industriale automatizzati. Contenuti (lezioni frontali, 66 ore) Parte prima: Introduzione all'automazione Industriale. Concetti generali della produzione industriale: sistemi di automazione della produzione e loro classificazione. Automazione delle produzioni di processo e automazione delle produzioni manifatturiere. Flessibilità dei sistemi manifatturieri: elementi generali. Principali indici di prestazione. Attrezzature di produzione. PLC. Sistemi DCS. Parte seconda: modellazione e controllo di DES. Classificazione di sistemi dinamici. Definizione di sistemi ad eventi discreti (DES) e loro utilizzo per modellizzare processi produttivi. Importanza ingegneristica di sistemi ad eventi discreti e significato di controllo di tali sistemi. Sistemi ad eventi discreti e linguaggi. Operazioni sui linguaggi. Elementi introduttivi su Automi e Reti di Petri quale formalismi di rappresentazione di DES. Automi deteministici e nondeterministici. Linguaggi rappresentati dagli automi. Proprietà e operazioni degli automi. Esempi di modellizazione di sistemi di produzione. Automi equivalenti. Riconoscitore canonico, automa minimo. Osservatore di un automa non deterministico. Eventi non controllabili e/o non osservabili: def. Osservatore di un automa con eventi non osservabili. Elementi introduttivi delle Reti di Petri (RP). Definizione formale di RP. Classificazione delle RP. Definizione di invarianti posto e invarianti transizione, sifoni e trappole. Proprietà delle RP. Proprietà e teoremi della sottoclasse grafi ad eventi. Modellazione di tipici componenti dei sistemi manifatturieri. Esempi di modellizazione di sistemi di produzione. Analisi di sistemi di produzione ciclici. Sintesi del supervisore tramite Reti di Petri. Introduzione concetti di controllabilità e osservabilità delle transizioni e estensione delle tecniche di supervisione a sistemi non controllabili e/o non osservabili. Introduzione ai PLC (Programmable Logic Controller) e ai principali linguaggi di programmazione Esercitazioni di laboratorio (6 ore): Esercitazione su modellazione ad eventi discreti. Discussione in aula. Programmazione PLC tramite linguaggi LADDER e SFC. Sviluppo di logiche di controllo su impianto di produzione in scala.

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti avviene tramite due prove volte a valutare le competenze teoriche (una prova scritta ed una prova orale) ed una prova pratica di progettazione e realizzazione di un sistema di controllo su di un sistema di manifattura in scala volta a verificare la capacità di applicare le nozioni apprese. E' prevista la possibilità di effettuare la prova scritta in due prove parziali suddividendo gli argomenti del corso. La prova scritta è propedeutica alla prova orale. La prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello della prova scritta. Nel caso di esito negativo per la prova orale, lo studente deve ripetere anche la prova scritta.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione dell'apprendimento tiene conto dei risultati delle prove di verifica/misurazione dell'apprendimento, delle competenze teorico/pratiche acquisite e della capacità di recuperare eventuali lacune emerse dai risultati delle prove di verifica.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La misura dell'apprendimento mediante prova scritta ha lo scopo di verificare la capacità di modellazione di sistemi ad eventi discreti ed utilizzo degli strumenti di analisi e di sintesi di tali sistemi. Alla prova scritta sarà assegnato un tempo limite. La prova scritta è propedeutica alla prova orale. La misura dell'apprendimento mediante prova orale ha lo scopo di verificare la comprensione degli argomenti trattati nel corso approfondendone sia gli aspetti teorici sia le applicazioni pratiche. La misura dell'apprendimento mediante l'attività di progettazione ha lo scopo di far confrontare lo studente con problematiche che emergono dall'implementazione su sistemi reali. Le prove sono valutate in trentesimi.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Al fine del superamento dell'esame con votazione minima, pari a diciotto, lo studente deve possedere una sufficiente conoscenza di tutti gli argomenti del corso. Ulteriore punteggio sarà attribuito dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti del corso nell'ambito delle prova scritta e di quella orale e buona autonomia nell'impostare e risolvere i problemi proposti. La lode è riservata agli studenti che, avendo svolto tutte le prove in modo corretto e completo, abbiano dimostrato una particolare brillantezza nella esposizione orale e nella redazione degli elaborati scritti e nell'attività di progettazione.

Testi consigliati
Dispense del corso a cura del docente Per approfondimenti si consigliano i seguenti testi : Proth Xie, “Petri Nets: a tool for Design and Management of Manufacturing Systems”, Wiley Moody J.O., Antsaklis P. J., Supervisory Control of Discrete Event Systems Using Petri Nets Kluwer Academic Publishers GianAntonio Magnani. Tecnologie dei sistemi di Controllo, Mc Graw Hill Cassandras- La Fortune, “Introduction to Discrete Event Systems” Kluwer Academic Publishers L. Ferrarini “Automazione Industriale: controllo logico con reti di Petri”. Pitagora Editrice – Bologna Angela Di Febbraro, Alessandro Giua Sistemi ad eventi discreti, Mc Graw Hill

Corsi di laurea

• Ingegneria Informatica e dell'Automazione (Corso di Laurea Triennale (DM 270/04))