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Misure e Controlli Industriali
Industrial measurement and control
Nicola Paone

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 6
Ore 48
Periodo II
Lingua ITA

Prerequisiti
IConoscenza dei principali sensori e strumenti per misure meccaniche e termiche e delle caratteristiche statiche e dinamiche degli strumenti di misura.

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento fornisce agli studenti di ingegneria meccanica conoscenze sui sistemi di controllo a retroazione di tipo standard (PID e fuzzy) e dei sistemi di visione industriale usati per la misura, la diagnosi, il controllo. Di essi verranno illustrate le componenti hardware e gli algoritmi e il software
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
Lo studente di ingegneria meccanica sarà educato alla scelta ed integrazione di un regolatore industriale standard, di tipo PID e/o fuzzy, in un sistema controllato a retroazione. Egli apprenderà inoltre come scegliere i componenti di un sistema di visione ed integrarli tra loro al fine di sviluppare sistemi di misura basati sulla acquisizione ed elaborazione di immagini. Si tratteranno esempi applicativi per il controllo di qualità e di processo, sia tramite lezioni frontali che esercitazioni di laboratorio
COMPETENZE TRASVERSALI:
L’insegnamento tratterà esempi applicativi scelti sia nel contesto dell’ingegneria industriale, che in altri settori applicativi propri delle scienze sperimentali

Programma
ll corso fornisce le nozioni fondamentali sui sistemi di controllo standard a retroazione PID e fuzzy e sui sistemi di visione applicati alla misura per controllo di processo o controllo di qualità. Lezioni frontali - 38 ore 1) Elementi di sistemi di controllo in retroazione. Il ruolo del sensore nella catena di retroazione. Analisi della funzione di trasferimento e della risposta dinamica del sistema, i poli, la stabilità asintotica. Algoritmo di controllo PID. I controllori PID analogici e digitali. Introduzione alla logica fuzzy; controllori a logica “fuzzy“. Panoramica sui regolatori industriali standard. Esempi di sistemi meccanici retroazionati. 2) Acquisizione ed elaborazione di immagini per la misura, l'automazione e il controllo. Richiami di ottica geometrica e diffrazione. La formazione delle immagini. Illuminazione e colore; sistemi di illuminazione industriali. Sensori per immagini CCD e CMOS. Telecamere digitali, smart-cameras, camere veloci. Sistemi di acquisizione e analisi immagini digitali. Principali algoritmi per l'analisi delle immagini: istogrammi, LUT, filtri spaziali, soglia, operatori morfologici, analisi nel dominio della frequenza spaziale, correlazione e pattern matching. Esempi applicativi. Nello corso svolgimento si descrivono esempi di applicazioni industriali con riferimento al controllo di processo a al controllo di qualità. Esercitazioni in aula e laboratorio e visite guidate (10 ore) Saranno svolte le seguenti esercitazioni: 1) una esercitazione in laboratorio su sistemi di controllo a retroazione standard; 2) una esercitazione di analisi dinamica di sistemi tramite software; 3) una esercitazione su hardware di sistemi di visione; 4) una visita guidata al laboratorio DIISM su applicazioni della visione; 5) una visita guidata ad una azienda operante nel settore dei sistemi di misura basati sulla visione.

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Tesina su un argomento del corso ed esame orale con una domanda su controlli standard e una su sistemi di visione.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Conoscenza degli argomenti, dimostrata tramite la chiarezza, correttezza e completezza della esposizione orale. Durante la prova orale viene valutata la capacità di presentare l'argomento e di descriverlo correttamente anche con l'ausilio di grafici e schemi.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
L'esito viene misurato in trentesimi.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
La valutazione massima è attribuita agli studenti che a) hanno svolto e presentato una tesina con ottima correttezza e completezza, b) dimostrano una completa padronanza dei due argomenti trattati, espondendoli con chiarezza, correttezza e completezza tramite esposizione orale e anche producendo schemi e grafici. La votazione minima è attribuita agli studenti che a) hanno svolto e presentato una tesina con sufficiente correttezza e completezza, b) dimostrano una sufficiente conoscenza di almeno uno dei due argomenti trattati ed una almeno parziale conoscenza del secondo. Il voto finale è ottenuto sommando le valutazioni della tesina e del colloquio. Sono attribuiti fino ad un massimo di 15 punti alla tesina e 15 punti al colloquio.

Testi consigliati
Di volta in volta si indicheranno i riferimenti bibliografici relativi agli argomenti svolti. A titolo indicativo si fornisce una breve lista di alcuni testi utili. - G.F.Franklin, J.D.Powell, A.Emani-Naeini, Feedback control of automatic systems, Addison Wesley; - E.Doebelin, Strumenti e metodi di misura, ed. McGrawHill, - K.J.Gasvik, Optical metrology, ed. John-Wiley & Sons, - Machine vision algorithms and applications, C.Steger, M.Ulrich, C.Wiedemann, ed. Wiley-VCH - sito web www.ni.com - sito web www.edmundoptics.com - sito web www.mellesgriot.com - sito web www.dantecdynamics.com - sito web www.tsi.com - sito web www.polytec.com - sito web www.flir.com

Corsi di laurea

• Ingegneria Meccanica (Corso di Laurea Magistrale (DM 270/04))