UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA
“LA SAPIENZA”
DIPARTIMENTO DI INFORMATICA E SISTEMISTICA
AUTOMAZIONE 1
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ALESSANDRO DE CARLI
ANNO ACCADEMICO 2006-2007
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
FINALITÀ E PROBLEMATICHE DELLA
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
QUALI SONO LE FINALITÀ DA PERSEGUIRE NELLA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE ?
COME INQUADRARE I PROBLEMI DI CARATTERE GENERALE
COLLEGATI ALLA REALIZZAZIONE E ALLA UTILIZZAZIONE DI TALE
SISTEMA DI CONTROLLO ?
COME AFFRONTARE LA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI
CONTROLLO ?
FINALITÀ E PROBLEMATICHE
2
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MOTIVAZIONI GENERALI
PREVISIONI
SVILUPPO PIÙ RAPIDO
RILEVANZA
ESCLUSIVITÀ
DELLE INDUSTRIE DI TRASFORMAZIONE
DEI PRODOTTI AD ALTA TECNOLOGIA
DEI PRODOTTI
PROSPETTIVE
DIMINUZIONE
AUMENTO
MIGLIORAMENTI
MOTIVAZIONI GENERALI
DELLE MATERIE PRIME E DELL’ENERGIA
DELLA CONCORRENZA
DEL LIVELLO DI ISTRUZIONE
DELLA DISPONIBILITÀ DEI BENI DI CONSUMO
DELLA PRODUTTIVITÀ
DURATA DEI PRODOTTI
DEI TEMPI DI PRODUZIONE
DELL’AMBIENTE DI LAVORO
DELLA PRODUZIONE DI BENI E SERVIZI
DELLA QUALIFICAZIONE DEL LAVORO
3
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROSPETTIVE
RISPARMIO
MATERIE PRIME
ENERGIA
MACCHINARI
PERSONALIZZAZIONE
DEI MEZZI DI PRODUZIONE
DEL PRODOTTO
FLESSIBILITÀ
NELLA PRODUZIONE
COMFORT
NEL LAVORO
FINALITÀ
PRODUTTIVITÀ
MIGLIORE UTILIZZAZIONE DEL SISTEMA
DI PRODUZIONE
QUALITÀ DEL PRODOTTO CARATTERISTICHE COSTANTI E PRESTABILITE
CERTEZZA OPERATIVA
MOTIVAZIONI GENERALI
CARATTERISTICHE DESIDERATE DEL PRODOTTO
4
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
TENDENZE
• APPROCCIO SISTEMISTICO
• AUMENTO DEL LIVELLO DI AUTOMAZIONE
• AUMENTO DELLA INTERCONNESSIONE DEGLI IMPIANTI, DELLA LORO
INTEGRAZIONE
• COLLEGAMENTO DEI SISTEMI DI PRODUZIONE CON LE STRUTTURE
AMMINISTRATIVE
LINEE GUIDA
• DEFINIZIONE DEL SISTEMA DA AUTOMATIZZARE
• PROGETTAZIONE DELLA ARCHITETTURE DI SISTEMA
• PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI E DEGLI APPARATI
• PROGETTAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO
• PROGETTAZIONE DELLA RETE DI COMUNICAZIONE
• SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE
• INDIVIDUAZIONE DEI FORNITORI DI STRUMENTAZIONE
• INDIVIDUAZIONE DEI COSTRUTTORI DEGLI IMPIANTI E DELLE
APPARECCHIATURE
• PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONDUZIONE
LINEE
DI TENDENZA
PROBLEMI
EMERGENTI
5
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROBLEMATICHE INERENTI
ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
DATO UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO, DA CUI SI DE-
SIDERA OTTENERE DETERMINATE FINALITÀ E PRESTAZIONI
AGENDO SULLA SUA EVOLUZIONE, COME DEVE ESSERE
PROGETTATO, REALIZZATO, GESTITO, MESSO IN ESERCIZIO IL
SISTEMA CONTROLLATO CHE CONSENTA DI RAGGIUNGERE IL
RISULTATO DESIDERATO ?
PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
6
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
DISTURBI
VARIABILI
CONTROLLATE
VARIABILI
DI CONTROLLO
SISTEMA
SISTEMA
DA
COMPLESSO
CONTROLLARE
AMBIENTE
VARIABILI
INTERNE
DISPOSITIVI DI MISURA
ELABORAZIONE DELLE MISURE
MESSAGGI
EVENTI
FUNZIONALI
COORDINAMENTO
SUPERVISIONE
ORIGINE DEI DATI
MISURA DELLE
VARIABILI CONTROLLATE
CONTROLLORI
LOCALI
7
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COMMITTENTE
FORNITORE
SPECIFICHE TECNICHE
PROGETTAZIONE DEI
SERVIZI AUSILIARI
SCELTA DELLA
STRUMENTAZIONE
PROGETTAZIONE
DELLE AZIONI
DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DEL
SISTEMA DI CONTROLLO
FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
ISTALLAZIONE DELLA
STRUMENTAZIONE
SOFTWARE
APPLICATIVO
MODALITÀ DI
CONDUZIONE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SOFTWARE
DI GESTIONE
8
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
VALORI MISURATI DELLE VARIABILI E DEI DISTURBI
EVENTI
FISSATI DALL’OPERATORE
IN RELAZIONE ALLE MODALITÀ DI
CONDUZIONE
DECISIONI
COMANDO
- ISTANTE DI APPLICAZIONE
- VALORE STAZIONARIO
- ANDAMENTO TRANSITORIO
- DURATA
COORDINAMENTO E SUPERVISIONE
EVENTI
DETERMINATI DALLE
CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO
DEL SISTEMA CONTROLLATO
DIAGNOSTICA
CONTROLLO
LOCALE
9
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
REALIZZAZIONE
DI UN SISTEMA CONTROLLATO
STRUTTURA
MODALITÀ
DI CONTROLLO
SISTEMA CONTROLLATO
CONTROLLO LOCALE
COORDINAMENTO
CONDUZIONE
GESTIONE
ESERCIZIO
PIANIFICAZIONE
MANUTENZIONE
EMPIRICHE
SISTEMATICHE
- CONVENZIONALI
- EMERGENTI
- INNOVATIVE
- FLESSIBILI
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO
10
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SISTEMA DA CONTROLLARE
APPROCCIO
EMPIRICO
MODALITÀ DI CONTROLLO
AUTOMAZIONE
DA DILETTANTE
QUELLE CHE
SI RIESCONO
AD OTTENERE
APPROCCIO
SISTEMISTICO
AUTOMAZIONE
DA PROFESSIONISTA
PRESTAZIONI
MODALITÀ DI CONTROLLO E PRESTAZIONI
QUELLE CHE
SI DESIDERA
OTTENERE
11
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPROCCIO
SISTEMA DA CONTROLLARE
EMPIRICO
APPROCCIO
SISTEMISTICO
STRUMENTAZIONE
EMPIRICHE
SONO ACCETTATE
QUELLE CHE
SI RIESCONO
AD OTTENERE
IL SISTEMA
CONTROLLATO
È IN GRADO
DI FUNZIONARE
MODALITÀ DI CONTROLLO
CONSOLIDATE
INNOVATIVE
PRESTAZIONI
SONO RAGGIUNTE
QUELLE DESIDERATE
OTTIMIZZAZIONE
- DELLA PRODUTTIVITÀ
- DELLA QUALITÀ
- DEL COSTO DI
PRODUZIONE
APPROCCIO ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE
12
12
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPROCCIO
EMPIRICO
MODALITÀ DI CONTROLLO
APPROCCIO
SISTEMISTICO
- SI FISSANO LE PRESTAZIONI;
- SI SCEGLIE UNA ARCHITETTURA
- SI SCEGLIE L’ARCHITETTURA;
CONVENZIONALE;
- SI SCELGONO LE MODALITÀ DI
- SI ISTALLA LA STRUMENTAZIONE
CONTROLLO;
CONVENZIONALE
- SI INDIVIDUA IL MODELLO STATICO
- SI EFFETTUA LA PREDISPOSIZIOE DINAMICO IN GRADO DESCRIVENE DEI DISPOSITIVI DI CONTROLRE IL COMPORTAMENTO DEL SILO A LIVELLO DI CAMPO E DI
STEMA DA CONTROLLARE IN RECOORDINAMENTO DURANTE IL
LAZIONE ALLE MODALITÀ DI CONFUNZIONAMENTO DEL SISTEMA
TROLLO PRESCELTE;
SOTTOPOSTO ALL’AZIONE DI
- SI PROGETTANO LE LEGGI DI
CONTROLLO
CONTROLLO
- SI SCEGLIE E SI ISTALLA LA
- SI ACCETTANO PASSIVASTRUMENTAZIONE
MENTE LE PRESTAZIONI
- SI VERIFICA CHE SIANO
CHE SI RIESCONO AD
STATE RAGGIUNTE LE
PRESTAZIONI
OTTENERE PURCHÉ IL
PRESTAZIONI DESIDERATE
ALTRIMENTI SI RIPETE LA
SISTEMA CONTROLLATO
PROCEDURA CON GLI
POSSA FUNZIONARE
AGGIUSTAMENTI DEL CASO
13
APPROCCIO ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPROCCIO AD UNA NUOVA REALIZZAZIONE
RICHIESTE DEL COMMITTENTE
DAMMI
• QUELLO CHE TI CHIEDO
• SUBITO
• AL COSTO MINIMO
VOGLIO
•
•
•
•
•
SUBITO VOGLIO
GUADAGNARE
TANTISSIMO
RICHIESTE DELL’UTENTE FINALE
UNA SOLUZIONE INNOVATIVA
NON SPERIMENTALE
ESCLUSIVA
FACILE DA USARE
DI ELEVATA QUALITÀ
VOGLIO ESSERE
COMPLETAMENTE
SODDISFATTO
14
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
UTENTE FINALE
INSTALLAZIONE
MESSA IN
SERVIZIO
SOCIETÀ DI INGEGNERIA
COSTRUTTORE
DEL SISTEMA DI CONTROLLO E DI GESTIONE
STRUTTURA HARDWARE
SOFTWARE APPLICATIVO
CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE,
STRUMENTAZIONE
QUADRI
SUPERVISIONE E GESTIONE ALLARMI
RETI DI COMUNICAZIONE
15
REALIZZAIONE DI UN SISTEMA DI CONTROLLO DI TIPO CONTINUO
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
UTENTE FINALE
SYSTEM
INTEGRATOR
COSTRUTTORE
DEL SISTEMA DI CONTROLLO E DI GESTIONE
STRUTTURA HARDWARE
SOFTWARE APPLICATIVO
CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE,
STRUMENTAZIONE
QUADRI
SUPERVISIONE E GESTIONE ALLARMI
RETI DI COMUNICAZIONE
16
REALIZZAIONE DI UNA LINEA DI PRODUZIONE
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SOFTWARE SPECIALISTICI PER LA
COME AFFRONTARE
PROGETTAZIONE DELLA
CON LE COMPETENZE ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI
CONTROLLO E DELLE AZIONI DI
ADEGUATE
CONTROLLO E PER LA GESTIONE
I PROBLEMI CONNESSI
DEL SISTEMA CONTROLLATO
ALLA PROGETTAZIONE E
ALLA REALIZZAZIONE
DEL CONTROLLO DI UN
SISTEMA COMPLESSO
NONCHÉ ALLA GESTIONE
E ALL’ESERCIZIO DEL
SISTEMA CONTROLLATO ?
PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
17
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MATERIE PRIME
ENERGIA
SISTEMA CONTROLLATO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
PERDITE
PRODOTTI UTILI
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
18
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
INQUADRAMENTO DEI PROBLEMI EMERGENTI
SOFTWARE PER
IL CONTROLLO
MODALITÀ DI
CONTROLLO
OBIETTIVI DEL
CONTROLLO
SOFTWARE PER LA
STRUMENTAZIONE
HARDWARE
STRUMENTAZIONE
AZIONI DI
DECISIONI
CONTROLLO
ATTUATORI
SISTEMA DA
CONTROLLARE
ESPERIENZA
MISURA DELLE
CONDIZIONI
AMBIENTALI
DISPOSITIVI
DI MISURA
FLUSSO DI
INFORMAZIONI
STRUTTURA DI IN SISTEMA CONTROLLATO
FLUSSO
DI ENERGIA
19
STRUTTURA
CONTROLLO
CONTROLLISTA
PROCESSISTA
IMPIANTISTA
SISTEMA DA CONTROLLARE
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PRODUTTIVITÀ
FINALITÀ
DESIDERATA
FUNZIONALITÀ
STRATEGIA
DI ESERCIZIO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO
PRESTAZIONI
PROFITTO
20
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUTTURISTA
COMPETENZE
CONTROLLISTA
PROCESSISTA
FINALITÀ
DESIDERATA
FUNZIONALITÀ
PRESTAZIONI
FLUSSO
MATERIA
ENERGIA
PRODUZIONE
DESIDERATA
SISTEMA
CONTROLLATO
COMPLESSO
FLUSSO
DATI
INFORMAZIONI
DOCUMENTAZIONE
PRODUTTIVITÀ
QUALITÀ
SCHEMA IMPIANTO
APPARECCHIATURE
COLLEGAMENTI
STRUMENTAZIONE
NORME IEC
SOFTWARE
SPECIALISTICI
E FINALIZZATI
APPROCCI ALLA REALIZZAZIONE E ALLA CONDUZIONE
21
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
REALIZZAZIONE
DEL SISTEMA CONTROLLATO
SISTEMA DA CONTROLLARE
FINALITÀ DEL CONTROLLO
MODALITÀ DI INTERVENTO
STRUMENTAZIONE
RETE DI COMUNICAZIONE
PRESTAZIONI DEL
SISTEMA CONTROLLATO
AZIONI DI CONTROLLO
STRATEGIA DI ESERCIZIO
PROBLEMI EMERGENTI
22
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COSTO
REDDITIVITÀ
STRUTTURA
DEL SISTEMA
DA CONTROLLARE
STRUMENTAZIONE
CONTROLLO
FINALIZZATO ALLA
FUNZIONALITÀ
STATICA
CONTROLLO
FINALIZZATO ALLA
FUNZIONALITÀ
DINAMICA
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO
23
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ESIGENZA PRIMARIA
IL DISPOSITIVO DI CONTROLLO DEVE ESSERE ADEGUATO ALLA
FUNZIONALITÀ E AL VALORE ECONOMICO DEL SISTEMA DA
CONTROLLARE
DEVE ESSERE REALIZZATO IN FUNZIONE:
• DEL RISPETTO DEI VINCOLI DI CARATTERE TECNICO E
AMBIENTALE;
• DELLA QUALITÀ DEL PRODOTTO;
• DELLA QUANTITÀ DELLA PRODUZIONE.
PRESTAZIONI DOMINANTI
24
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROBLEMI EMERGENTI
RISPETTO DEI VINCOLI DI CARATTERE ECONOMICO E AMBIENTALE RELATIVI:
- AL COSTO DEL PRODOTTO SUL MERCATO;
- AL COSTO DI PRODUZIONE;
- ALLA DISPONIBILITÀ DELLE MATERIE PRIME E DELLE RISORSE ENERGETICHE;
- AL RISPETTO DELLE NORMATIVE INDUSTRIALI E AMBIENTALI;
- ALLA PRODUZIONE SECONDO LE ESIGENZE DEL MERCATO;
- ALLA DISPONIBILITÀ DEL PERSONALE ADDETTO.
PROBLEMI EMERGENTI
25
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
GESTIONE ED ESERCIZIO DEL
SISTEMA CONTROLLATO
CONDUZIONE
DEGLI
IMPIANTI
UTILIZZAZIONE
ON-LINE DELLE
BASE DI DATI
SOFTWARE
FINALIZZATI
BASE DATI
SUPERVISIONE
CONDUZIONE DEGLI APPARATI
COORDINAMENTO E
SEQUENZIALIZZAZIONE
TEMPORIZZAZIONE
CONTROLLORI LOCALI
ATTUATORI - DISPOSITIVI DI MISURA
PIRAMIDE DELL’AUTOMAZIONE
26
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
DETERMINAZIONE DELLA ATTIVAZIONE E DISATTIVAZIONI DEGLI IMPIANTI
GESTIONE DELLA
PRODUZIONE
DETERMINAZIONE DEL VALORE DA ASSEGNARE ALLE VARIABILI DI CONDUZIONE
VALUTAZIONEDELLA
DELLAFUNZIONALITÀ
FUNZIONALITÀEEDELLA
DELLAEFFICIENZA
EFFICIENZADEL
DELSISTEMA
SISTEMADI
DI
VALUTAZIONE
PRODUZIONE
STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO
PRODUZIONE
VERIFICA CHE IL FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI
VERIFICA
CHE
ILFUNZIONAMENTO
FUNZIONAMENTODEI
DEISISTEMI
SISTEMICONTROLLATI
CONTROLLATIAALIVELLO
LIVELLODI
DI
VERIFICA
CHE
IL
CAMPO SIA
CORRETTO
CAMPO
SIA
CORRETTO
CAMPO SIA CORRETTO
GESTIONE
DELLE CONDIZIONI
DI FUNZIONAMENTO
IN EMERGENZA
CONTROLLORI
A
LOGICA
PROGRAMMABILE
TEMPORIZZAZIONE
E
SEQUENZIALIZZAZIONE
DELLE
VARIABILI
DI COMANDO
GESTIONE
DELLE
CONDIZIONI
DI
FUNZIONAMENTO
INEMERGENZA
EMERGENZA
GESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN
ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI COMANDO
ASSEGNAZIONE
DEL VALORE LE
ALLE
VARIABILIPER
DI INTERVENTO
VERIFICA CHE SUSSISTANO
CONDIZIONI
LE CONDIZIONI PER IL
ASSEGNAZIONE
DEL
VALORE
AI
PARAMETRI
DEGLI
ALGORITMI
DI CONTROLLO
CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI
A LIVELLO
DI
ASSEGNAZIONE
DEL VALORE AI PARAMETRI DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO
CAMPO
PLC
CONDUZIONE
DEGLI IMPIANTI
PLC
DCS
TEMPORIZZAZIONE E SEQUENZIALIZZAZIONE DELLE VARIABILI DI COMANDO
TEMPORIZZAZIONE, SEQUENZIALIZZAZIONE E SCELTA DELLA STRATEGIA DI
INTERVENTO
VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER LE CONDIZIONI PER IL
CORRETTO
FUNZIONAMENTO
SISTEMI CONTROLLATI
A LIVELLO
DI
VERIFICA
CHE
SUSSISTANO LEDEI
CONDIZIONI
PER IL CORRETTO
FUNZIONAMENTO
CAMPO
DEI
SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO
DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM
CORDINAMENTO
SISTEMA DI
PRODUZIONE
CAMPO
ASSEGNAZIONE DELL’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE DI
ASSEGNAZIONE
DELL’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE DI
CONTROLLO
INTERVENTO
ALGORITMIDIDIINTERVENTO
CONTROLLOAACATENA
CONTROREAZIONE
MODALITÀ
APERTA
ALGORITMI
DI CONTROLLO
AO
CONTROREAZIONE
REGOLATORI
PID
CONTROLLORI DEDICATI
ALGORITMI
DI CONTROLLO
A CONTROREAZIONE
MISURADELLE
DELLEVARIABILI
VARIABILICONTROLLATE,
CONTROLLATE,DELLA
DELLAVARIABILI
VARIABILIINTERNE
INTERNEEE DELLE
MISURA
VARIABILI
ESTERNE
STRUMENTAZIONE
DI CAMPO
DELLE
VARIABILI
ESTERNE
STRUMENTAZIONE ESSENZIALE
27
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO
DI SISTEMA CONTROLLATO
IN CONDIZIONI
NOMINALI
FUNZIONAMENTO
IN CONDIZIONI
NOMINALI
AVVIMENTO
VARIABILI CONTROLLATE
IN SOVRACCARICO
CONDIZIONI DI
FUNZIONAMENTO
FUNZIONAMENTO
DEGRADATO
IN EMERGENZA
IN CONDIZIONI
DEGRADATE
IN EMERGENZA
FUNZIONAMENTO
CONDIZIONI OPERATIVE
28
COMANDO DI
INIZIALIZZAZIONE
variabile di comando
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
VIENE VERIFICATO
CHE SUSSISTANO LE
CONDIZIONI PER IL
CORRETTO
FUNZIONAMENTO
DEL SISTEMA
CONTROLLATO
VENGONO APPLICATE AL SISTEMA
DA CONTROLLARE
LE VARIABILE DI
CONTROLLO CON
UN ANDAMENTO
TALE DA OTTENERE
UN CORRETTO
AVVIAMENTO
LE VARIABILI DI CONTROLLO APPLICATE AL
SISTEMA DA CONTROLLARE SONO FISSATE A
VALORI TALI DA ASSICURATE IL
MANTENIMENTO DELLE CONDIZIONI NOMINALI
DI FUNZIONAMENTO
VENGONO MISURATE LE VARIABILI
CONTROLLARE, LE VARIABILI OPERATIVE E LE
VARIABILI INTERNE PER RILEVARE EVENTUALI
ANOMALIE DI FUNZIONAMENTO
tempo
ALGORITMI
DECISIONALI IN
LOGICA BINARIA
PROCEDURE
DECISIONALI IN
LOGICA FUZZY
ALGORITMI PER IL
CONTROLLO A
CATENA APERTA O
IN CONTROREAZIONE
COMANDI PER IL CONTROLLO
ALGORITMI PER IL CONTROLLO A CATENA APERTA
O IN CONTROREAZIONE
ALGORITMI DECISIONALI IN LOGICA BINARIA PER
INDIVIDUARE E SEGNALARE EVENTUALI CONDIZIONI
DI FUNZIONAMENTO ANOMALO O DI GUASTO
29
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPLICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO
1 - COMANDO PER RENDERE OPERATIVO IL SISTEMA CONTROLLATO
2 - VERIFICA CHE SUSSISTANO TUTTE LE CONDIZIONI CHE ASSICURANO L’EFFICACIA DELLE AZIONI DI CONTROLLO
3 - SE LA VERIFICA DÀ ESITO POSITIVO VIENE APPLICATA L’AZIONE DI
CONTROLLO
4 - PROCEDURE FINALIZZATE ALL’AVVIAMENTO DEL SISTEMA
5 - APPLICAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO RELATIVE AL FUNZIONAMENTO NELLE CONDIZIONI OPERATIVE NOMINALI
6 - VERIFICA DEL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE SOTTOPOSTO ALL’AZIONE DI CONTROLLO
7 - SE LA VERIFICA DÀ ESITO NEGATIVO APPLICAZIONE DI AZIONI DI CONTROLLO ALTERNATIVE OPPURE APPLICAZIONE DELLE PROCEDURE PER
LA FERMATA DEL SISTEMA CONTROLLATO
8 - COMANDO PER OTTENERE LA FERMATA DEL SISTEMA CONTROLLATO
9 - PROCEDURE FINALIZZATE ALLA FERMATA DEL SISTEMA CONTROLLATO
COME RENDERE OPERATIVO IL CONTROLLO
30
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
UTILIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO
LIMITE DI
UTILIZZAZIONE
OCCASIONI PERDUTE
LIMITE
NOMINALE
UTILIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
AVVIAMENTO
FERMATA
AVVIAMENTO
PARZIALE
FERMATA
PARZIALE
AVVIAMENTO
LIMITE DI
CONVENIENZA
tempo
31
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COMANDO
DI AVVIAMENTO
O DI FERMATA
COMANDO
DI
ATTIVAZIONE
SISTEMA CONTROLLATO
COMPLESSO
COMANDO DI ATTIVAZIONE
IMPIANTO
IMPIANTO
COMANDO DI ATTIVAZIONE
EVENTO
APPARATO
APPARATO
COMANDO DI ATTIVAZIONE
DECISIONE
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
COMANDI PER LA CONDUZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
32
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
RACCOLTA
SOFTWARE
SOFTAWARE
ALLARMI
PROBLEMI
CONNESSI
ALLA
GESTIONE
DATI
DI CONTROLLO
DI CONDUZIONE
GESTIONE
GESTIONE
GESTIONE
BILANCIO
PROBLEMI CONNESSI
ALL’ESERCIZIO
DOCUMENTI
PROGETTO
MANUTENZIONE ECONOMICO
PROBLEMI CONNESSI AL FUNZIONAMENTO
FUNZIONAMENTO
QUANTITÀ
QUALITÀ
CATENA DI FUNZIONAMENTO
PROBLEMI CONNESSI AL
FUNZIONAMENTO
DEL
PRODOTTO DEL PRODOTTO
PRODUZIONE
DEL SISTEMA CONTROLLATO
STUMENTAZIONE
COMPORTAMENTO
PROGETTAZIONE
RETE DI
IMPIANTI
IMPIANTI CONNESSI
PROBLEMI
ALLA REALIZZAZIONE
COMUNICAZIONE
E APPARATI
E APPARATI
33
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ELABORAZIONE
DEI DATI E
DELLE INFORMAZIONI
ESERCIZIO
SISTEMA DI PRODUZIONE
IMPIANTI
APPARATI
DISPOSITIVI
COMPONENTI
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
34
34
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MANUALE
AUTOMATICO
CONTROLLO
ESERCIZIO
PIANIFICAZIONE
GESTIONE
SUPERVISIONE
CONDUZIONE
COORDINAMENTO
STRUMENTAZIONE
BASE DI DATI
BASE DI DATI
BASE
DI
DATI
ELEMENTI SINGOLI
STRUTTURA DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
35
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
OTTIMIZZAZIONE
DELLA PRODUZIONE
PIANIFICAZIONE
OTTIMIZZAZIONE DELL’ESERCIZIO
ESERCIZIO
OTTIMIZZAZIONE DELLA GESTIONE
GESTIONE
DA OPERATORE ESPERTO
O DA OPERATORE ASSISTITO
DA SISTEMA ESPERTO
SEQUENZIALIZZAZIONE
(RIGIDA O FLESSIBILE)
DI EVENTI
A CATENA APERTA
A CONTROREAZIONE
SUPERVISIONE
CONDUZIONE
BASE DI DATI
BASE DI DATI
COORDINAMENTO
STRUMENTAZIONE
BASE
DI
DATI
APPARATI SINGOLI
MODALITÀ DI CONTROLLO AI VARI LIVELLI
36
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
IL RUOLO DELLA STRUMENTAZIONE
COME CLASSIFICARE LA STRUMENTAZIONE ?
COME INQUADRARE I COMPONENTI CHE COSTITUISCONO LA STRUMENTAZIONE ?
COME SI ARTICOLA IL MERCATO DELLA STRUMENTAZIONE NEI VARI SETTORI APPLICATIVI ?
QUALE È L’INCIDENZA DELLA STRUMENTAZIONE NEL
COSTO DI REALIZZAZIONE DEI SISTEMI DI CONTROLLO
RIFERITO A VARI SETTORI APPLICATIVI ?
IL RUOLO DELLA STRUMENTAZIONE
37
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUMENTAZIONE
HARDWARE
DISPOSITIVI DI
MISURA
CONTROLLORI
LOCALI
ATTUATORI
RETE DI
COMUNICAZIONE
SUDDIVISIONE DELLA STRUMENTAZIONE
SOFTWARE
COLLEGAMENTO
STRUMENTI
COLLEGAMENTO AL
QUADRO DI CONTROLLO
SUPERVISIONE
COLLEGAMENTO ALLE PROCEDURE DI
ESERCIZIO E DI PIANIFICAZIONE
38
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
DISPOSITIVI DI MISURA
SENSORI
TRASDUTTORI
ATTUATORI
RELÈ
VALVOLE DI REGOLAZIONE
MOTORI
RETE DI COMUNICAZIONE
PUNTO-PUNTO
BUS DI CAMPO
DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE
CENTRALIZZATI
DISTRIBUITI
LOCALI
CLASSIFICAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
39
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUMENTAZIONE
DISPOSITIVI
DI MISURA
- DI CAMPO CON USCITA
- ON/OFF
- ANALOGICA
- DIGITALIZZATA
- DIGITALE
- SMART CON USCITE
DIGITALI
ATTUATORI
RETI DI
COMUNICAZIONE
- ATTUATORI
- ON/OFF
- MOTO CONTINUO
- MOTO INCREMENTALE
- AZIONAMENTI
- ELETTRICI
- IDRAULICI
- PNEUMATICI
- INTELLIGENTI CON USCITE
DIGITALI
CLASSIFICAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
- SUPPORTO FISICO
- ARIA IN PRESSIONE
- TENSIONE CONTINUA
- TENSIONE MODULATA
- CORRENTE CONTINUA
- INFORMAZIONI
- VALORE ON/OFF
- VALORE ANALOGICO
- VALORE DIGITALIZZATO
- PROTOCOLLI
40
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
DISPOSITIVI DI MISURA
STRUMENTAZIONE INDUSTRIALE DI MISURA
INDUSTRIA DI PROCESSO
RETI DI DISTRIBUZIONE
STRUMENTAZIONE PER L’INDUSTRIA MANIFATTURIERA
STRUMENTAZIONE CINETICA
SENSORI ON-OFF
TRASDUTTORI CORRENTE - TENSIONE - POTENZA
LETTORI CODICI A BARRE
SISTEMI DI VISIONE
STRUMENTAZIONE DI ANALISI GAS E LIQUIDI
MISURA PARAMETRI CHIMICI E FISICI
ANALISI COMPOSIZIONE CHIMICA
STRUMENTAZIONE DA QUADRO E DA PANNELLO
CLASSIFICAZIONE DEI DISPOSITIVI DI MISURA
41
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
ATTUATORI
VALVOLE DI CONTROLLO
PER IL CONTROLLO ON-OFF
PER IL CONTROLLO DI TIPO CONTINUO
ATTUATORI IDRAULICI E PNEUMATICI
PER IL COMANDO ON-OFF
MOTO LINEARE
ROTAZIONE DI TIPO CONTINUO
A MOTO INCREMENTALE
AZIONAMENTI ELETTRICI
PER IL COMANDO ON-OF
ROTAZIONE DI TIPO CONTINUO
GRUPPI STATICI DI CONTINUITÀ
CLASSIFICAZIONE DEGLI ATTUATORI
42
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUMENTAZIONE DI PROCESSO
MISURE DI
TEMPERATURA
PRESSIONE
PORTATA
LIVELLO
PH
STRUMENTAZIONE CINETICA
MISURE DI
POSIZIONE
VELOCITÀ
ACCELERAZIONE
COPPIA
FORZA
CLASSIFICAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
43
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
DISPOSITIVI E SOFTWARE DI CONTROLLO
P A S
PROCESS AUTOMATION SYSTEMS
P L C
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
PID
REGOLATORI
D C S
DISTRIBUTED CONTROL SYSTEMS
CONTROLLO PER L’INDUSTRIA MANIFATTURIERA
P L C
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER
C N C
CONTROLLO NUMERICO COMPUTERIZZATO
SOFTAWARE DI SUPERVISIONE
R T U
S C A D A
REAL TERMINAL UNIT
SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION
SRUMENTAZIONE DI LABORATORIO
APPARECCHIATURE DI PROVA IN LINEA E FUORI LINEA
CLASSIFICAZIONE DEI DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE
44
44
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MERCATO DELLA STRUMENTAZIONE
PER I SISTEMI DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
DISTRIBUTED
320 M €
CONTROL SYSTEMS
STRUMENTI
DI MISURA
215 M €
PROGAMMABLE
LOGIC CONTROLLER
115 M €
VALVOLE E
POSIZIONATORI
ANALISI
GAS E LIQUIDI
STRUMENTI
DA QUADRO
65 M €
AZIONAMENTI
60 M €
APPARECCHIATURE
DA LABORATORIO
UPS
90 M €
85 M €
35 M €
7 M€
ARTICOLAZIONE DEL MERCATO
45
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MERCATO DELLA STRUMENTAZIONE
PER I SISTEMI DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI
PROGRAMMABLE
360 M €
LOGIC CONTROLLER
SENSORI E
CODIFICATORI
220 M €
220 M €
AZIONAMENTI
CONTROLLORI
A LOGICA CABLATA
140 M €
APPARECCHIATURE
DI PROVA
110 M €
ATTUATORI
PNEUMATICI
STRUMENTI
DA PANNELLO
U.P.S.
60 M €
40 M €
5 M€
ARTICOLAZIONE DEL MERCATO
46
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MERCATO DELLA STRUMENTAZIONE
PER LE RETI DI DISTRIBUZIONE
SISTEMI DI
TELECONTROLLO
VALVOLE E
POSIZIONATORI
AZIONAMENTI
STRUMENTI
DI MISURA
86 M €
32 M €
27 M €
20 M €
ANALISI
GAS E LIQUIDI
13 M €
STRUMENTI
DA QUADRO
9 M€
APPARECCHIATURE
DI LABORATORIO
7 M€
U.P.S.
1 M€
ARTICOLAZIONE DEL MERCATO
47
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PLC
SENSORI
APPARECCHIATURE DI MISURA
BUS DI CAMPO
AUTOMAZIONE SU PC
AZIONAMENTI
IN CORRENTE ALTERNATA
SCADA/ HMI
RETI INDUSTRIALI
AZIONAMENTI/ MOTORI
SISTEMI OPERATIVI REAL-TIME
CONTROLLI NUMERICI
DCS
ALTRO
0
TECNOLOGIE IMPIEGATE
20
40
60
80
100
48
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PER UN SISTEMA DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
REALIZZATO CON D C S
4% MANUTENZIONE
6% MESSA IN SERVIZIO
SOFTWARE
6% DI GESTIONE
37%
SOFTWARE
APPLICATIVO
VALUTAZIONE DEI COSTI
HARDWARE
FIRMWARE 47%
49
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PER UN SISTEMA DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
REALIZZATO CON P L C
MANUTENZIONE 4%
6% MESSA IN SERVIZIO
2%
SOFTWARE
DI GESTIONE
SOFTWARE
30% APPLICATIVO
VALUTAZIONE DEI COSTI
HARDWARE
FIRMWARE 58%
50
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PER UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI
REALIZZATO CON CNC E LOGICA CABLATA
6% MANUTENZIONE
2% MESSA IN SERVIZIO
SOFTWARE
3% DI GESTIONE
SOFTWARE
25% APPLICATIVO
VALUTAZIONE DEI COSTI
HARDWARE
FIRMWARE 64%
51
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PER UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI
REALIZZATO CON P L C E PC
4% MANUTENZIONE
6% MESSA IN SERVIZIO
15%
SOFTWARE
DI GESTIONE
HARDWARE
FIRMWARE 44%
SOFTWARE
31% APPLICATIVO
VALUTAZIONE DEI COSTI
52
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PER UNA RETE DI DISTRIBUZIONE
10%
8%
MANUTENZIONE
MESSA IN
SERVIZIO
SOFTWARE
8% DI GESTIONE
35%
HARDWARE
FIRMWARE 40%
SOFTWARE
APPLICATIVO
VALUTAZIONE DEI COSTI
53
94
APPARECCHIATURE
DI PROVA
ARTICOLAZIONE DELLA OFFERTA
PLC
PROGRAMMABLE
LOGIC CONTROLLER
318
RETI DI
COMUNICAZIONE
356
DCS
DISTRIBUTED
CONTROL SYSTEM
SISTEMI
CONTROLLO EDIFICI
284
VALVOLE
ATTUATORI
92
APPARECCHIATURE
LABORATORIO
130
STRUMENTI
DA QUADRO
ANALISI GAS
E LIQUIDI
STRUMENTI
DI MISURA
SENSORI
CODIFICATORI
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ARTICOLAZIONE DELL’OFFERTA
PER TIPO DI PRODOTTO NEL 2003
610
MILIONI DI EURO
350
192
129
85
54
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE
DEL SISTEMA DI CONTROLLO
FINALIZZATO
ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
55
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SVILUPPO DEL SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
ESIGENZE DELL’UTENTE FINALE DI UN SISTEMA
CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
PROBLEMI EMERGENTI PER LA REALIZZAZIONE
DI UN SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATO
ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
REALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI SVILUPPO DELL’AUTOMAZIONE
56
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SVILUPPO DELLE AZIONI DI CONTROLLO
1 - MISURA DELLE VARIABILI DI INTERESSE E VISIONE CENTRALIZZATA
DEL LORO VALORE
2 - CONTROLLO DEGLI ELEMENTI SINGOLI CHE COSTITUISCONO UN
APPARATO
3 - CONTROLLO CENTRALIZZATO DEGLI APPARATI CHE REALIZZANO
UN IMPIANTO
4 - VISIONE CENTRALIZZATA DEGLI ALLARMI E DELLE PROTEZIONI
5 - COLLEGAMENTO FRA GESTIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE E
CONDUZIONE DEI SINGOLI IMPIANTI
6 - INSERIMENTO DELLE PROCEDURE DI PIANIFICAZIONE DELLE
RISORSE (ENTERPRISE RESOURCE PLANNING - ERP) NELLA
GESTIONE DEI SISTEMI DI PRODUZIONE
SVILUPPO DELL’AUTOMAZIONE
57
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
GESTIONE
RICETTE
SISTEMA
ESPERTO
LINEE DI
TENDENZA
INTERFACCIA
OPERATORE
CONTROLLO
STATISTICO
DELLA
PRODUZIONE
DIAGNOSI
DEI GUASTI
GESTIONE
ALLARMI
BASE DATI
DEL SISTEMA
DI PRODUZIONE
SUPPORTO ALLA
MANUTENZIONE
DRIVERS
INFORMAZIONI
SUL SISTEMA DI
PRODUZIONE
INFORMAZIONI
SUI DISPOSITIVI
DI MISURA
GESTIONE CENTRALIZZATA DELLE BASI DATI
DATI
MISURATI
INFORMAZIONI
SULLA GESTIONE
58
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
EVOLUZIONE DELLE TECNOLOGIE UTILIZZATE
1 - STRUMENTAZIONE MECCANICA E PNEUMATICA
2 - STRUMENTAZIONE ELETTRICA ED ELETTRONICA
3 - STRUMENTAZIONE “SMART” CON ELABORAZIONE LOCALE DEI
VALORI MISURATI
4 - STRUMENTAZIONE CON VARIABILE DI USCITA DIGITALIZZATA
5 - RETI DI TRASMISSIONE PUNTO-PUNTO DI TIPO ANALOGICO SU
SUPPORTO PRIMA PNEUMATICO POI ELETTRICO
6 - RETI DI TRASMISSIONE DIGITALE CON PROTOCOLLI DI TRASMISSIONE NON PROPRIETARI
7 - ATTUATORI E STRUMENTAZIONE DI MISURA INTELLIGENTE
8 - IMPIEGO DI SOFTWARE DI SUPERVISIONE - MEMORIZZAZIONE CONDUZIONE - GESTIONE
9 - INTEGRAZIONE MEDIANTE TECNOLOGIE SOFTWARE DELLA
GESTIONE DEL SISTEMA DI PRODUZIONE CON LA CONDUZIONE
DEGLI IMPIANTI (INFORMATION TECNOLOGY - IT)
APPLICAZIONE DELLE TECNOLOGIE
59
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUMENTAZIONE SMART E
STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE
1 - STRUMENTAZIONE SMART GIÀ DISPONIBILE
2 - PRESTAZIONI NON OTTENIBILI CON UNA STRUMENTAZIONE CONVENZIONALE
3 - NECESSITÀ DI UNA STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE DI TIPO DEDICATO PER OTTENERE PRESTAZIONI CHE MIGLIORINO L’EFFICIENZA E LA PRODUTTIVITÀ DELL’IMPIANTO
4 - DISPONIBILITÀ DEI DATI E DELLE MISURE NECESSARIE PER ATTIVARE LA PROCEDURA CHE REALIZZA UNA STRUMENTAZIONE
INTELLIGENTE DI TIPO DEDICATO
5 - VISUALIZZAZIONE DEL VALORE OTTENUTO DALLA STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE IN MODO DA RENDERLA FACILMENTE UTILIZZABILE NEL CONTROLLO O NELLA GESTIONE OPPURE INTERPRETABILE DALL’UTENTE
60
REQUISITI PER LA STRUMENTAZIONE EVOLUTA
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROCEDURE DI DATA PROCESSING
1 - RESIDENTI NELLO STRUMENTO DI MISURA O NELL’ATTUATORE E
FINALIZZATE AL MIGLIORAMENTO DI ALCUNE PECULIARITÀ DELLE
GRANDEZZE MISURATE
2 - UTILIZZATE PER DEFINIRE L’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA
VARIABILE CONTROLLATA
3 - FINALIZZATE A RENDERE SIGNIFICATIVI I DATI PER LA SUPERVISIONE E LA GESTIONE DEI VALORI MISURATI A LIVELLO DI CAMPO
4 - DI TIPO CONVENZIONALE OPPURE INNOVATIVO
5 - UTILIZZATE COME VARIABILI DI INGRESSO NELLA STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE DI TIPO DEDICATO
6 - DI IMPIEGO GENERALE OPPURE FINALIZZATE ALLE NECESSITÀ
DELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
REQUISITI PER L’ELABORAZIONE DEI DATI
61
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
RICHIESTE DELL’UTENTE FINALE
PER IL DATA PROCESSING
1 - IDONEO ALLA ELABORAZIONE DELLE MISURE PROVENIENTI DALLA
STRUMENTAZIONE DI CAMPO
2 - COMPATIBILE CON IL DISPOSITIVO DI ELABORAZIONE DISPONIBILE
3 - TEMPO DI ELABORAZIONE COMPATIBILE CON IL COMPORTAMENTO DINAMICO DEL SISTEMA DA CUI PROVENGONO I VALORI MISURATI, SE UTILIZZATO IN TEMPO REALE
4 - COMPATIBILE CON I SOFTWARE DI ELABORAZIONE DISPONIBILI
5 - COMPATIBILE CON LE EDIZIONI PRECEDENTI
6 - TRASPARENTE PER GLI AGGIORNAMENTI E LA MANUTENZIONE
REQUISITI PER L’ELABORAZIONE DEI DATI
62
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
DIAGNOSI DEI GUASTI
1 - GUASTI EVIDENTI E LATENTI SULLA STRUMENTAZIONE DI MISURA E
DEGLI ATTUATORI
2 - STRUMENTAZIONE CON AUTODIAGNOSTICA
3 - ELIMINAZIONE DEI VALORI MISURATI ANOMALI O FUORI NORMA
4 - INTERPRETAZIONE DEI DATI MISURATI VISUALIZZATI DALL’UTENTE
5 - VALUTAZIONE DEL GRADO DI FUNZIONALITÀ DI MACCHINE E
APPARATI
DIAGNOSI DEI GUASTI
63
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MODALITÀ DI MANUTENZIONE
1 - A SEGUITO DI GUASTO ACCERTATO
2 - PREVENTIVA
3 - PROGRAMMATA
4 - DETERMINATA DAL MANIFESTARSI DI UN GUASTO LATENTE
5 -FINALIZZATA AL MANTENIMENTO DELLA MASSIMA EFFICIENZA (RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE – RCM)
IL PROBLEMA DELLA MANUTENZIONE
64
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
GESTIONE TECNICA E PRODUTTIVA DI UN IMPIANTO
1 - CONFIGURAZIONE DEGLI ELEMENTI (DISOISITIVI DI MISURA, ATTUATORI, CONTROLLORI LOCALI) INSERITI IN UN IMPIANTO
2 - IMPOSTAZIONE DEI PARAMETRI DEI DISPOSITIVI DI MISURA E DEI
CONTROLLORI LOCALI
3 - RACCOLTA DELLE INFORMAZIONI E DEI DATI TECNICI RELATIVI
AGLI ELEMENTI CHE REALIZZANO UN IMPIANTO
4 - RACCOLTA DELLE INFORMAZIONI E DEI DATI TECNICI RELATIVI
ALLA STRUMENTAZIONE
5 - RACCOLTA DELLE INFORMAZIONI RELATIVE ALLE PARTI DI RICAMBIO, ALLE SOSTITUZIONE E AI FORNITORI,
6 - ACQUISIZIONE E MEMORIZZAZIONE DEI DATI RELATIVI ALLA
CONDUZIONE
7 - MANUTENZIONE DI RIPRISTINO, PREVENTIVA, PROGRAMMATA,
PREDITTIVA
65
I PROBLEMI DELLA GESTIONE
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CLASSIFICAZIONE E RILEVANZA
DEI SISTEMI DA CONTROLLARE
COME INQUADRARE I SISTEMI DA CONTROLLARE IN
RELAZIONE ALLA LORO FUNZIONALITÀ ED AI
PROBLEMI COMMESSI ALLA PROGETTAZIONE,
REALIZZAZIONE E GESTIONE DEL SISTEMA DI
CONTROLLO ?
A QUALI TIPI DI SISTEMI COMPLESSI SONO APPLICATI
METODI E TECNICHE TIPICHE DELLA AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE ?
CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI DA CONTROLLARE
66
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO
DI TIPO CONTINUO
RAFFINERIA, DISTILLAZIONE, CEMENTIFICIO,...
RETI DI DISTRIBUZIONE
AD EVENTI PROGRAMMATI
LAMINATOI, MACCHINE DA IMBALLAGGIO,…
AD EVENTI SINGOLI
MOVIMENTAZIONE DI PARTI MECCANICHE,
DI CARRI PONTE, DI LOCOMOTORI,...
CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI CONTROLLATI
67
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CONDIZIONI OPERATIVE
FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI
NOMINALI
AVVIAMENTO
FERMATA
MALFUNZIOMENTO PARZIALE
EMERGENZA
CONDIZIONI OPERATIVE
68
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SISTEMA DA
CONTROLLARE
SISTEMI
NATURALI
COMPLESSI
FINALITÀ DELLA
AUTOMAZIONE
PRODUTTIVITÀ
QUALITÀ DEL
PRODOTTO
IMPIANTI DI
PRODUZIONE
RETI DI
DISTRIBUZIONE
REDDITIVITÀ
DEL SISTEMA
CONTROLLATO
DISPOSITIVI PER
L’AUTOMAZIONE
AZIONI DI
CONTROLLO
DISPOSITIVI
DI MISURA
EMPIRICHE E
SISTEMATICHE
ATTUATORI
CONTROLLORI
LOCALI
AUTOMATICHE
E MANUALI
RETI DI
COMUNICAZIONE
SOFTWARE DI
COMUNICAZIONE
CALCOLATORI E
SOFTWARE DI
SUPERVISIONE
TIPI DI SISTEMI DA CONTROLLARE E RELATIVE PROBLEMATICHE
IBRIDE
RIGIDE E
FLESSIBILI
69
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
FINALITÀ DELLA PRODUZIONE
CICLO DI LAVORO
PRESTAZIONI
SISTEMA
DA
CONTROLLARE
VARIABILI
INTERNE
VARIABILI
DI COMANDO
VARIABILI
CONTROLLATE
VERIFICA
DELLE
PRESTAZIONI
PROCEDURE
DI PROGETTAZIONE
PROBLEMI EMERGENTI
SISTEMA
DI
CONTROLLO
AGGIORNAMENTI
E
MODIFICHE
70
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
DAL PROCESSO DI PRODUZIONE AL PRODOTTO
LA RIPETITIVITÀ DEL PROCESSO DI PRODUZIONE DETERMINA LA
QUALITÀ DEL PRODOTTO
LA CONFORMITÀ DI UN PRODOTTO DIPENDE DALLA RIPETITIVITÀ PROCESSO DI PRODUZIONE
LA RIPETITIVITÀ DEL PROCESSO DI PRODUZIONE DIPENDE DALLA EFFICACIA DELLA MODALITÀ DI CONTROLLO
L’EFFICACIA DEL MODALITÀ DI CONTROLLO DIPENDE DALLA
VALIDITÀ
• DEL CONTROLLO A LIVELLO DI APPARATO
• DELLA CONDUZIONE DEGLI IMPIANTI
• DELLA GESTIONE DEL SISTEMA DI PRODUZIONE
LINEE GUIDA NELLA PROGETTAZIONE
71
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
LA QUALITÀ DEL PRODOTTO FINALE, CIOÈ LA SUA CONFORMITÀ,
DIPENDE DALLA VALIDITÀ DELLE MISURE E DALLA EFFICACIA
DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
LA VALIDITÀ DELLE MISURE DIPENDE:
- SCELTA CORRETTA DELLE GRANDEZZE DA RILEVARE AI FINI
DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DEL CONTROLLO;
- SCELTA CORRETTA DEL SISTEMA DI MISURA PER LA:
- PRECISIONE
- RISOLUZIONE
- TEMPO DI RISPOSTA
- AFFIDABILITÀ
- MANUTENZIONE
- TARATURA
- SCELTA CORRETTA:
- DELLE ELABORAZIONI DEI DATI MISURATI
- DEI RISULTATI DELLE MISURE
QUALITÀ DEL PRODOTTO FINALE
72
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
L’EFFICACIA DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO DIPENDE:
- VALIDITÀ DELLA MISURA DELLE VARIABILI DA CONTROLLARE
IL RISULTATO FINALE DI UN CONTROLLO A CONTROREAZIONE NON
POTRÀ ESSERE MAI MIGLIORE IN PRECISIONE STATICA E DINAMICA DI
QUELLO DEL DISPOSITIVO DI MISURA;
- CORRETTA SCELTA DELL’ATTUATORE
IL 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 ;
- CORRETTA SCELTA DELLA STRATEGIE DI CONTROLLO
LA QUALITÀ DELLE PRESTAZIONE DIPENDE DALL’EFFICACIA DELLA
STRATEGIA DI CONTROLLO
LA COMPLESSITÀ NELLA PROGETTAZIONE DIPENDE DALLA CONOSCENZA DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE
LA COMPLESSITÀ DELLE ELABORAZIONI DIPENDE POCO DALL’EFFICACIA DELLA STRATEGIA DI CONTROLLO
73
EFFICACIA DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
- DEFINIZIONE DI SISTEMA DA CONTROLLARE E SUA CARATTERIZZAZIONE SULLA BASE:
- DEGLI ELEMENTI CHE LO COMPONGONO;
- DEI FLUSSI DI ENERGIA;
- MODALITÀ DI PRODUZIONE;
- FINALITÀ DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE.
- CICLO DI VITA DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE:
- PROGETTAZIONE
- REALIZZAZIONE
- COLLAUDO
- MESSA IN SERVIZIO
- REVAMPING
- SIGNIFICATO DI QUALITÀ E DI CONTROLLO DELLA QUALITÀ
- ESAME CRITICO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROBLEMI EMERGENTI NALLA PROGETTAZIONE
74
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUTTURA DI UN SISTEMA DI CONTROLLO
FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
COME AFFRONTARE LA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE ?
SECONDO QUALE STRUTTURA ORGANIZZARE IL SISTEMA DI CONTROLLO ?
COME ORGANIZZARE IL SISTEMA DI CONTROLLO IN
RELAZIONE AL TIPO DI SISTEMA DA CONTROLLARE ?
QUALI SONO LE STRUTTURE PIÙ DIFFUSE ?
SIGNIFICATO DELLA STRUMENTAZIONE
75
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
SCELTA DI FONDO
PROGETTARE IL PRODOTTO
IN FUNZIONE DELL’AUTOMAZIONE
PROGETTARE L’AUTOMAZIONE
IN FUNZIONE DELLA FLESSIBILITÀ
APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE
76
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
OBIETTIVI DA RAGGIUNGERE CON
L’APPLICAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
SPECIFICHE SULLE PRESTAZIONI E SULLA
EFFICIENZA DEL SISTEMA CONTROLLATO
ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO
FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
STRUTTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO
DEI SINGOLI IMPIANTI
STRUTTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO
DEI SINGOLI APPARATI
CONTROLLO LOCALE DEI SINGOLI ELEMENTI
INQUADRAMENTO DEI PROBLEMI
77
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
APPROCCIO
EMPIRICO
SISTEMATICO
INNOVATIVO
SISTEMA DA CONTROLLARE
ESISTENTE
DA PROGETTARE
STRUMENTAZIONE
GIÀ ISTALLATA
DA AGGIORNARE
DA SCEGLIERE
MODALITÀ DI CONTROLLO
CONVENZIONALI
EVOLUTE
MESSE A PUNTO MENTRE PROGETTATE MEDIANTE PROGETTATE SU SIMULAZIONE
IL SISTEMA CONTROLLATO IL MODELLO DEL SISTEMA CONGIUNTAMENTE AL SISTEMA
È FUNZIONANTE
DA CONTROLLARE
DA CONTROLLARE
APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE
78
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SISTEMA DI CONTROLLO
FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
IMPIANTI
APPARATI
ELEMENTI
SINGOLI
STRUTTURA DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
STRUMENTAZIONE
SISTEMA
COMPLESSO
79
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
LIVELLO 3
SISTEMA COMPLESSO
LIVELLO 2
IMPIANTI
LIVELLO 1
APPARATI
LIVELLO 0
ELEMENTO
ELEMENTO
SINGOLO
SINGOLO
ELEMENTO
ELEMENTO
ELEMENTO
SINGOLO
SINGOLO
SINGOLO
STRUTTURA GERARCHICA DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
80
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
LIVELLO 3
LIVELLO 2
LIVELLO 1
GESTIONE OTTIMIZZATA
SISTEMA COMPLESSO
AZIONI SULLE VARIABILI
DI GESTIONE
CONDUZIONE
SUPERVISIONE
IMPIANTI
AZIONI SULLE VARIABILI
DI CONDUZIONE
SEQUENZIALIZZAZIONE
DELLA AZIONI
APPARATI
SULLE VARIABILI DI COMANDO
LIVELLO 0
AZIONE
SULLE VARIABILI DI CONTROLLO
DEI SINGOLI ELEMENTI
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
ELEMENTO
SINGOLO
SINGOLO
ORGANIZZAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO
81
introduzione e inquadramento
GESTIONE OTTIMIZZATA
LIVELLO 3
SCELTA DELLE MODALITÀ DI PRODUZIONE
IMPOSIZIONE DELLE VARIABILI DI GESTIONE
DIAGNOSI DEI GUASTI INCIPIENTI
RICONFIGURAZIONE
SISTEMA
COMPLESSO
LIVELLO 2
SUPERVISIONE
MIGLIORAMENTO DEL FUNZIONAMENTO
IMPOSIZIONE DELLE VARIABILI DI CONDUZIONE
MONITORAGGIO
CALIBRAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
INDIVIDUAZIONE DEI GUASTI
IMPIANTI
LIVELLO 1
COORDINAMENTO
SEQUENZIALIZZAZIONE DELLE VARIABILI
DI COMANDO
ALLARMI
APPARATI
LIVELLO 0
CONTROLLO LOCALE
ELEMENTI
SINGOLI
FLUSSO DELLE INFORMAZIONI
AZIONE SULLE VARIABILI DI CONTROLLO DEI
SINGOLI ELEMENTI FINALIZZATE AD OTTIMIZZARE LA FEDELTÀ DI RISPOSTA
82
82
LIVELLO 1
APPARATI
SETUP
IMPIANTI
SET
POINT
LIVELLO 2
COMANDI
SISTEMA COMPLESSO
DATI
LIVELLO 3
DATI
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
FLUSSO DELLE INFORMAZIONI
ELEMENTO
SINGOLO
MISURE
LIVELLO 0
83
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROFESSIONALITÀ RICHIESTE
SISTEMA COMPLESSO
RETE DI IMPIANTO
IMPIANTO
IMPIANTO
IMPIANTO
IMPIANTO
IMPIANTO
PIANIFICATORE DELLA
PRODUZIONE
INTEGRATORE DI SISTEMA
INSTALLAZIONE DELLA RETE
E MESSA IN FUNZIONE
DELLA SUPERVISIONE
RETE DI CAMPO
ELEMENTO
ELEMENTO
SINGOLO
SINGOLO
ELEMENTO
ELEMENTO
SINGOLO
ELEMENTO
SINGOLO
SINGOLO
PROFESSIONALITÀ RICHIESTE
STRUMENTISTA
CONOSCENZA DELLA
STRUMENTAZIONE DA
CAMPO
MESSA IN FUNZIONE
DEI CONTROLLORI LOCALI
84
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
SALA CONTROLLO
- IMPOSIZIONE DELL’ANDAMENTO DELLE VARIABILI DI COMANDO
- VISUALIZZAZIONE DELLA MISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE
- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE
APPARATO
APPARATO
APPARATO
APPARATO
IMPIANTO
SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE
- GARANZIA SULLA QUALITÀ DEL PRODOTTO
- PRODUZIONE ORARIA
- RENDIMENTO
PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
85
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CONDIZIONI OPERATIVE
CONDIZIONI
NOMINALI DI
FUNZIONAMENTO
variabile
controllata
variabile di
comando
DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO
tempo
VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE
86
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SISTEMI DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI
QUADRO DI COMANDO
- SEQUENZIALIZZAZIONE DEGLI EVENTI
- APPLICAZIONE TEMPORIZZATA DELLE VARIABILI DI COMANDO
- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE
APPARATO
APPARATO
APPARATO
APPARATO
IMPIANTO
SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE
- GARANZIA SULLA QUALITÀ DEL PRODOTTO
- CADENZA NELLA PRODUZIONE
- AFFIDABILITÀ DI FUNZIONAMENTO DEI SINGOLI SISTEMI CONTROLLATI
PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI
87
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CONDIZIONI OPERATIVE
CICLO DI LAVORO
CICLO DI LAVORO
eventi
variabile
di comando
variabile
controllata
DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE
AD EVENTI PROGRAMMATI
tempo
VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE
88
88
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
RETI DI DISTRIBUZIONE
QUADRO DI TELECOMANDO
- TELERICEVIMENTO DELLE VARIABILI MISURATE
- TELETRASMISSIONE DELLE VARIABILI DI COMANDO
- SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE
TELETRASMISSIONE
APPARATO
APPARATO
APPARATO
ATTARATO
RETE DI DISTRIBUZIONE
SPECIFICHE
- QUALITÀ DEL PRODOTTO
- COSTANZA DEI PARAMETRI DEL PRODOTTO DISTRIBUITO
- CONTINUITÀ DI FORNITURA DEL PRODOTTO
PECULIARITÀ DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE
89
89
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CONDIZIONI OPERATIVE
parametro caratteristico
variabile
di comando
variabile
disturbo controllate
DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE
tempo
VARIABILI DI COMANDO, DI QUELLE CONTROLLATE E DEL DISTURBO
90
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
MODALITÀ DI CONTROLLO
EMPIRICHE
SISTEMISTICHE
SENZA MODELLO
CON MODELLO
- SENZA PROVE PRELIMINARI
- CARATTRISTICA STATICA
- CON PROVE PRELIMINARI
- NELLA DINAMICA DOMINANTE
- NELLA DINAMICA DOMINANTE E
NELLA DINAMICA SECONDARIA
- NELLA DINAMICA NOMINALE E
NELLA DINAMICA INCERTA
- COMPORTAMENTALE
- CAUSALE
SCELTA DI BASE NELLA PROGETAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO
91
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
MODALITÀ DI CONTROLLO
EMPIRICHE
SENZA MODELLO
SISTEMISTICHE
CON MODELLO
- CONTROLLORI LOCALI
A CATENA APERTA
PID STANDARD
PID CON AUTOTUNIG
- CONTROLLORI LOCALI
A CATENA APERTA
PID CON TUNIG OTTIMIZZATO
PID A GUADAGNO PROGRAMMATO
PID FUZZY
- COORDINAMENTO DELLE
AZIONI DI CONTROLLO
PLC CON PROGRAMMA RIGIDO
- COORDINAMENTO DELLE AZIONI DI
CONTROLLO
PLC CON PROGRAMMA FLESSIBILE
- SUPERVISIONE
CONTROLLO MANUALE DA
OPERATORE DI IMPIANTO
- SUPERVISIONE
CONTROLLO MANUALE ASSISTITO
DA SISTEMA ESPERTO E
CONTROLLORI INTELLIGENTI
SUDDIVISIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
92
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ARTICOLAZIONE
DELLA PROGETTAZIONE DI UN
SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
93
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
NEL CASO DI SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
PROGETTAZIONE DELLA PROCEDURA DI PRODUZIONE
DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI E DELLE SPECIFICHE
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEI SINGOLI IMPIANTI
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEI SINGOLI APPARATI
PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEI SISTEMI DI CONTROLLO
PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONDUZIONE DEL SISTEMA
CONTROLLATO COMPLESSO
PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI GESTIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
DEFINIZIONE DELLE MODALITÀ DI ESERCIZIO
DOCUMENTAZIONE DELLA PROGETTAZIONE, DELLA REALIZZAZIONE,
DELLA CONDUZIONE E DELLA GESTIONE
PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
94
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE
DOCUMENTAZIONE
PROGETTAZIONE E
DELLE MODALITÀ
PROGETTAZIONE
PROGETTAZIONE
DEFINIZIONE
E
DELLA
REALIZZAZIONE
PROGETTAZIONE
DEL
DIDICONDUZIONE
GESTIONE
DELLE
REALIZZAZIONE
DELLA
DELLA
PRESTAZIONI
PROCEDURA
MODALITÀ
DEI
DELLA
REALIZZAZIONE
SISTEMA
DEL SISTEMA
E
SINGOLI
SINGOLI
DELLE
DI
DIPRODUZIONE
ESERCIZIO
SPECIFICHE
APPARATI
IMPIANTI
DELLA
CONTROLLATO
CONDUZIONE
CONTROLLATO
DELLA
COMPLESSO
GESTIONE
COMPLESSO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
95
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
ATTUATORI
DISPOSITIVI
DI MISURA
CONTROLLO CHE ASSICURA:
IL CORRETTO FUNZIONAMENTO
DEL CICLO PRODUTTIVO
LA FUNZIONALITÀ DEGLI IMPIANTI
E DEGLI APPARATI
LE PRESTAZIONI STATICHE E
DINAMICHE DEI SINGOLI ELEMENTI
ESERCIZIO
CONDUZIONE IMPIANTI
SERVIZI
HARDWARE
IMPIANTI
APPARATI
SOFTWARE
MODALITÀ DI CONTROLLO
GESTIONE SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO
VALUTAZIONE DEGLI
INDICI DI FUNZIONALITÀ
VALUTAZIONE DEGLI
INDICATORI DIAGNOSTICI
INTERVENTI SUL CICLO DI
VITA DEGLI IMPIANTI
VALE CIÒ CHE COSTA OPPURE CIÒ CHE DA VALORE ?
PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
96
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
AZOTO
AZOTO
IDROGENO
IDROGENO
ACQUA
COMPRESSORE
COMPRESSIONE
DEPURATORE
SINTESI
EIETTORE
ACQUA
TORRE DI SINTESI
REFRIGERAZIONE
VAPORE
REFRIGERATORE
SEPARAZIONE
NH3 LIQUIDA
POMPA
SEPARATORE
SEPARAZIONE
NH3 GASSOSA
SEPARATORE
POMPA
SCAMBIATORE
SCAMBIATORE
EVAPORATORE
EVAPORATORE
AMMONIACA
LIQUIDA
AMMONIACA
GASSOSA
POMPA
VAPORE
AMMONIACA
LIQUIDA
PROGETTAZIONE DELLA PROCEDURA DI PRODUZIONE
AMMONIACA
GASSOSA
97
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
TORRE DI SINTESI
PRODOTTI
INIZIALI
EIETTORE
SCAMBIATORE DI CALORE
DEPURATORE
AMMONIACA
GASSOSA
COMPRESSORE
AMMONIACA
LIQUIDA
AZOTO
IDROGENO
GAS NON REAGITI
PRODOTTI
FINALI
SEPARATORE
SEPARATORE
POMPA
SERBATOIO
POMPA
SCAMBIATORE DI CALORE
APPARECCHIATURE PER LA REALIZZAZIONE DELL’IMPIANTO
98
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SCAMBIATORE DI
CALORE A SERPENTINO
SCAMBIATORE DI
CALORE A PIOGGIA
CONTROLLO
DI PORTATA
CONTROLLO
DI PRESSIONE
FC
PC
SERVOVALVOLA
CONTROLLI PRINCIPALI DELL’IMPIANTO
VALVOLE A DUE VIE
VALVOLA
A TRE VIE
99
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUTTURA HARDWARE DEL SISTEMA CONTROLLATO
DEFINIZIONE DEI SISTEMI DA CONTROLLARE
DEFINIZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
ATTUATORI
DISPOSITIVI DI MISURA
RETE DI COMUNICAZIONE
DEFINIZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
FINALITÀ DEL CONTROLLO
PRESTAZIONI STATICHE DEL SISTEMA CONTROLLATO
PRESTAZIONI DINAMICHE DEL SISTEMA CONTROLLATO
TOLLERANZE SULLE PRESTAZIONI
STRUTTURA DEL SISTEMA CONTROLLATO
100
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
QUANTITÀ
DEL PRODUZIONE
QUALITÀ
DEL PRODOTTO
PRESTAZIONI
NOMINALI
DI EMERGENZA
LIMITI
SPECIFICHE
VALORE NOMINALE DELLE VARIABILI
TOLLERANZE RISPETTO AI VALORI NOMINALI
AZIONI DI CONTROLLO
CONTINUA
LEGGE DI CONTROLLO
ON-FF
LEGGE DI COMMUTAZIONE
SEGNO DELL’ERRORE
FUNZIONE ANALITICA DELL’ERRORE E
DELLE SUE DERIVATE
PRESTAZIONI – SPECIFICHE – AZIONI DI CONTROLLO
101
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
COSA PROGETTARE
• FINALITÀ DEL SISTEMA DI CONTROLLO
• INDIVIDUAZIONE DEGLI ELEMENTI CHE FORMANO IL SISTEMA DA CONTROLLARE
QUALI REQUISITI DEVE AVERE
IL SISTEMA DI CONTROLLO
• FUNZIONALITÀ
• PRESTAZIONI
• AFFIDABILITÀ
DOVE FARE AGIRE IL CONTROLLO
• INDIVIDUAZIONE DEI VINCOLI FUNZIONALI E OPERATIVI
• ORGANIZZAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
• DEFINIZIONE DELLE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA
CONTROLLATO
COME PROGETTARE IL SISTEMA
DI CONTROLLO
• CRITERI DI PROGETTAZIONE
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
102
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CRITERI DI PROGETTAZIONE
TRADIZIONALI SECONDO CONSUETUDINI AZIENDALI CONSOLIDATE
INNOVATIVI SECONDO APPROCCI FINALIZZATI ALLA USABILITÀ DEL PROGETTO E STRUTTURATI SECONDO I CANONI DELL’ OBJECT ORIENTED, UTILIZZANDO LE NOTAZIONI NELL’UNIFIED MODELLING LANGUAGE (UML) E
ALCUNI SOFTWARE SPECIALISTICI FINALIZZATI ALLE FASI DI PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO DI UN IMPIANTO O DI UN APPARATO
• TRASFERIMENTO DEGLI OBIETTIVI E DEI VINCOLI DEL PROGETTO E DELLE
MODALITÀ DI CONTROLLO AL GRUPPO DI PROGETTAZIONE
• SVILUPPO ORDINATO E MODULARE DEL PROGETTO DEL SISTEMA CHE
RENDE OPERATIVE LE MODALITÀ DI CONTROLLO
• MESSA A FUOCO DEGLI OBIETTIVI IMPRESCINDIBILI
• CONSTATAZIONE DI AVERLI RAGGIUNTI
• VALUTAZIONE OGGETTIVA DELLE FUNZIONALITÀ E DELLE PRESTAZIONI
• INDIVIDUAZIONE DELLE MODALITÀ DI COLLAUDO E DELLE VERIFICHE
INTERMEDIE E FINALI
• INDIVIDUAZIONE DELLE INCOERENZE
REQUISITI E REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
103
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MODALITÀ DI COLLAUDO
 ACCETTAZIONE IN FABBRICA
 ACCETTAZIONE IN STABILIMENTO
 COLLAUDO DELLE PRESTAZIONI
 GESTIONE DELLE MODIFICHE
CICLO DI VITA
 RECUPERO DELLE INFORMAZIONI ovvero REVERSE ENGINEERING
- SULLA REALIZZAZIONE
- SULL’ESERCIZIO
- SULLA MESSA A PUNTO DELLE OPERAZIONI DI IMPIANTO
- SUI RISULTATI DEI COLLAUDI E DELLE VERIFICHE
- SULLE SPECIFICHE FUNZIONALI
- SPECIFICA DEI REQUISITI
 SOSTITUZIONE DELLA STRUMENTAZIONE ovvero REVAMPIG
REQUISITI E REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
104
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
DATI DI PARTENZA
• IDEAZIONE DEL SISTEMA DA CONTROLLARE
• DEFINIZIONE DELLE FINALITÀ
DATI RICAVATI
• SPECIFICHE FUNZIONALI E PRESTAZIONI DEL
SISTEMA CONTROLLATO
• APPRONTAMENTO DELLE SPECIFICHE FUNZIONALI DI
DETTAGLIO
• PROGETTAZIONE, INGEGNERIZZAZIONE E IMPLEMENTAZIONE DEGLI APPARATI E DEGLI IMPIANTI
• PROGETTAZIONE, INGEGNERIZZAZIONE E IMPLEMENTAZIONE DEI SISTEMI DI CONTROLLO
• SELEZIONE DELLA STRUMENTAZIONE
• VERIFICA FUNZIONALE
• COLLAUDO DI CONFORMITÀ
• PROVE DI ACCETTAZIONE
• ADDESTRAMENTO DEL PERSONALE
• DEFINIZIONE DELLE MODALITÀ DI ESERCIZIO
• RECUPERO E CATALOGAZIONE DELLE INFORMAZIONI
• ADEGUAMENTO PERIODICO DELLA STRUMENTAZIONE E DEL SISTEMA DI CONTROLLO
• REQUISITI DEL SISTEMA DI PRODUZIONE
PER LA RICHIESTA DI OFFERTA PER LA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
=
+
REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
105
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
RICHIESTE DELL’UTENTE FINALE DI UN SISTEMA DI
CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
1 - INFORMAZIONI CONTINUAMENTE AGGIORNATE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CONTROLLATO
2 - APPLICAZIONE DI MODALITÀ DI CONTROLLO CHE ASSICURINO UN
FUNZIONAMENTO SICURO ED ACCETTABILE
3 - VISUALIZZAZIONE DELLE VARIABILI CHE CARATTERIZZANO LE CONDIZIONI OPERATIVE E MEMORIZZAZIONE DEL LORO VALORE
4 - INDIVIDUAZIONE DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALO
CHE POTREBBERO PORTARE ALLA INTERRUZIONE DEL CICLO
PRODUTTIVO
5 - MIGLIORAMENTO DEL RENDIMENTO GLOBALE DEL SISTEMA DI
CONTROLLATO
6 - DOCUMENTAZIONE SECONDO STANDARD DELLA PROGETTAZIONE,DELLA REALIZZAZIONE, DELLA CONDUZIONE
RICHIESTE DELL’UTILIZZATORE
106
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
OBIETTIVI NELLA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA
CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE
1 - REALIZZAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO DEI SINGOLI
ELEMENTI CHE COMPONGONO UN SISTEMA CONTROLLATO
FINALIZZATE ALLA SUA GESTIONE INTEGRATA
2 - MANUTENZIONE ORDINARIA, PREVENTIVA, IN EMERGENZA PER
MANTENERE IL SISTEMA DI PRODUZIONE IN BUONE CONDIZIONI DI
FUNZIONAMENTO
3 - INDIVIDUAZIONE DELLE MODALITÀ DI ESERCIZIO IN GRADO DI
MANTENERE I SINGOLI ELEMENTI CHE COMPONGONO IL SISTEMA
CONTROLLATO NELLE MIGLIORI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO E
DI ESERCIZIO
OBIETTIVI DELL’AUTOMAZIONE
107
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
AZIONI DI CONTROLLO
1- SE CONSOLIDATE, DI VALIDITÀ PROVATA
2 - SE INNOVATIVE, DI VALIDITÀ CONFERMATA DA PROVE
3 - DI SICURA EFFICACIA PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLE PRESTAZIONI DESIDERATE
4 - SUFFICIENTEMENTE ROBUSTE RISPETTO ALLE VARIAZIONI DEL
VALORE DEI PARAMETRI FISICI E DELLE CONDIZIONI OPERATIVE
DEL SISTEMA DA CONTROLLARE
5 - VALIDE ANCHE QUANDO VENGONO UTILIZZATI ATTUATORI E SENSORI DIVERSI DA QUELLI PREVISTI
6 - NON STRETTAMENTE DIPENDENTI DAL PASSO DI CAMPIONAMENTO SE RESE OPERATIVE SU DISPOSITIVI DIGITALI
7 - FACILMENTE OPERATIVE SUI DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE GIÀ
DISPONIBILI OPPURE DI COMPLESSITÀ COMPATIBILE CON QUELLA
DEL SISTEMA DA CONTROLLARE
108
MODALITÀ DI CONTROLLO
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
UTENTE FINALE
ESPERTI
PER LA RELIZZAZIONE DEL
SISTEMA CONTROLLATO
ANALISI DEI REQUISITI FUNZIONALI
FUNCTIONAL REQUIREMENTS
STANDARDIZZAZIONE
DOCUMENTAZIONE
PROGETTAZIONE
FUNCTIONAL DESIGN SPECIFICATION
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
109
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
FUNZIONALITÀ
SCOPI DEL CONTROLLO
MODALITÀ DEL CONTROLLO
INTERFACCIA UOMO-MACCHINA
DOCUMENTAZIONE E SUA ARCHIVIAZIONE
ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO
ORGANIZZAZIONE DEL CONTROLLO
INDIVIDUAZIONE DI MODULI TIPICI
IMPOSIZIONE DELLE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO
VINCOLI OPERATIVI DEL SISTEMA DI CONTROLLO
APPROVVIGIONAMENTO MATERIE PRIME
FORNITURA ACQUA, ELETTRICITÀ, ETC
FORNITURA PARTI DI RICAMBIO
PERIODO DI GARANZIA
ADDESTRAMENTO MAESTRANZE
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
110
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
FUNZIONALITÀ
VINCOLI E LINEE GUIDA
NORMATIVA
NORME CORRENTI
STANDARDS
RACCOMANDAZIONI
REQUISITI TECNOLOGICI
STATO DELL’ARTE
STRUMENTI DI SVILUPPO
ASPETTI LEGALI
LICENZE
PROGETTAZIONE
GESTIONE DEL PROGETTO
RICHIESTA DI OFFERTA
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
111
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE
STANDARDIZZAZIONE
NOMENCLATURA
SIMBOLOGIA
LIBRERIA
USABILITÀ
LINGUA DEL PROGETTO E DEL SISTEMA
ERGONOMIA: HELP, PAGINE VIDEO
TRACCIABILITÀ
MODULARITÀ
FLESSIBILITÀ
ADATTABILITÀ
SCALABILITÀ
AFFIDABILITÀ
AVVIO DEL SISTEMA
RIPRISTINO
RIDONDANZE
SCELTA DELL’ARCHITETTURA
PRESTAZIONI
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
112
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
FUNZIONALITÀ
VINCOLI E LINEE GUIDA
PROGETTAZIONE
GESTIONE DEL PROGETTO
REQUISITI DI QUALITÀ
SUBFORNITURE
RISORSE PER IL PROGETTO
VERIFICA DELLA QUALITÀ
FASI DEL PROGETTO
PREPARAZIONE DELLE SPECIFICHE
ARTICOLAZIONE DELLA PROGETTAZIONE
CONSEGNA DEL ROGETTO
RICHIESTA DI OFFERTA
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
113
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
FUNZIONALITÀ
VINCOLI E LINEE GUIDA
PROGETTAZIONE
GESTIONE DEL PROGETTO
RICHIESTA DI OFFERTA
INVITO A FORMULARE L’OFFERTA
GARA DI APPALTO
COSTO DEL SISTEMA DI CONTROLLO
COSTO DI ESERCIZIO
COSTO DI REVAMPING
COSTO DI SMANTELLAMENTO
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
114
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE AD ALTO LIVELLO
ADATTAMENTO
DEL MODELLO
RICONFIGURAZIONE
PARAMETRI
MODELLO
DEL SISTEMA DA
CONTROLLARE
DIAGNOSI
DI GUASTI
INDIVIDUAZIONE
DEI SINTOMI
MISURE
MODALITÀ
DI CONTROLLO
IMPIANTO
AUTOMAZIONE A BASSO LIVELLO
LIVELLI
DI AUTOMAZIONE
PROBLEMI
EMERGENTI
115
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
STRUMENTAZIONE
INDUSTRIA PER L’
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
PER L’ INDUSTRIA
APPLICAZIONI
IL RUOLO DELLA STRUMENTAZIONE
116
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
IL RUOLO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
QUALE È L’APPROCCIO DA SEGUIRE PER SCEGLIERE UNA MODALITÀ DI CONTROLLO ?
COME CARATTERIZZARE LE MODALITÀ DI CONTROLLO ?
COME COLLEGARE LE MODALITÀ DI CONTROLLO ALLE PRESTAZIONI ?
COME COLLEGARE LE MODALITÀ DI CONTROLLO ALLA STRUTTURA DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE?
IL RUOLO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
117
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPARATI
SISTEMA DI
CONTROLLO
REALIZZATI CON
TECNOLOGIE MECCANICHE
STRUMENTAZIONE
SISTEMA
COMPLESSO
REALIZZATA CON TECNOLOGIE
MECCANICHE
ELETTRICHE
ELETTRONICHE
INFORMATICHE
MECCATRONICHE
MODALITÀ DI CONTROLLO
REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
118
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
IL RUOLO DELLE TECNOLOGIE
TECNOLOGIE UTILIZZATE
ELETTRONICA
ELETTROTECNICA
INFORMATICA
REALIZZAZIONE
DELLA STRUMENTAZIONE
MECCATRONICA
MECCANICA
CHIMICA
REALIZZAZIONE DEL
SISTEMA DA CONTROLLARE
1960
1970
IL RUOLO DELLE TECNOLOGIE
1980
1990 ANNO 2000
119
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
TECNOLOGIE E FORMAZIONE PROFESSIONALE NELLA
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
INGEGNERIA MECCANICA
RISULTATO
POICHÉ LA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DA CONTROLLARE SI BASA SU
TECNOLOGIE MECCANICHE NELLA QUASI TOTALITÀ DELLE APPLICAZIONI
INGEGNERIA CHIMICA
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
INGEGNERIA ELETTROTECNICA
POICHÉ LA MOVIMENTAZIONE DELLE PARTI MECCANICHE È DI IMPORTANZA
FONDAMENTALE ED È OTTENUTA QUASI ESCLUSIVAMENTE CON MOTORI ELETTRICI
INGEGNERIA ELETTRONICA
POICHÉ LA TECNOLOGIA ELETTRONICA HA UN RUOLO DETERMINANTE NELLA
REALIZZAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE E DEI DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE
INGEGNERIA INFORMATICA
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
LA TORRE DI BABELE
COMPETENZE PRESUNTE NELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
120
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
COMPETENZE
STRUMENTAZIONE
TECNOLOGIE
MECCANICA
CHIMICA
AZIONI DI CONTROLLO
CONTROLLO MANUALE
CONTROLLO AUTOMATICO
APPLICATO A
CONTROLLORI LOCALI
COORDINAMENTO
SUPERVISIONE
GESTIONE
VINCOLI
ELETTROTECNICA
ELETTRONICA
INFORMATICA
ESERCIZIO
COMPETENZE PER LA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLO
121
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
INFLUENZA DELLE INTERAZIONI
SISTEMA DA
CONTROLLARE
DIMENSIONATO
SENZA TENERE
TENERE CONTO
DELLA MODALITÀ
DI CONTROLLO
DIMENSIONATO
IN FUNZIONE
DELLA MODALITÀ
DI CONTROLLO
MODALITÀ
DI CONTROLLO
EMPIRICHE
SISTEMATICHE
PRESTAZIONI
SI ACCETTANO QUELLE
CHE SI RIESCONO AD
OTTENERE
- CONVENZIONALI
VENGONO IMPOSTE
TRAMITE LE MODALITÀ
DI CONTROLLO IN MODO:
- EMERGENTI
- RIGIDO
- INNOVATIVE
- FLESSIBILE
INFLUENZA DELLE INTERAZIONI
122
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PREREQUISITI ALLA REALIZZAZIONE DI
UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
È FONDAMENTALE LA CONOSCENZA APPROFONDITA DELLE MO-
DALITÀ DI FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE.
È RICHIESTA LA CONOSCENZA DELLE MODALITÀ DI CONTROL-
LO APPLICATE AI VARI LIVELLI DEL SISTEMA CONTROLLATO.
REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
123
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPLICAZIONI SENZA TEORIA
SECONDO IL PRINCIPIO: “PURCHÉ FUNZIONI E ASSICURI I MARGINI DI CONVENIENZA ECONOMICA, TUTTO VA BENE”
TEORIA SENZA APPLICAZIONI
SECONDO IL PRINCIPIO: “UNA VOLTA FORMULATO IL PROBLEMA, DEFINITO IL
MODELLO E SODDISFATTE LE IPOTESI, SI DIMOSTRA CHE . . . ”
APPLICAZIONE DELLA TEORIA A PROBLEMI SIGNIFICATIVI E TEORIA MIRATA
ALLE APPLICAZIONI
SECONDO IL PRINCIPIO “MIGLIORARE LA QUALITÀ DELLE PRESTAZIONI
MEDIANTE L’APPLICAZIONE E L’ESTENSIONE DELLA TEORIA A PROBLEMI
CONCRETI”
APPROCCI ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE
124
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
È MOLTO DIFFUSA L’OPINIONE CHE BASANDOSI SOLO SULL’EMPIRISMO E SULL’ESPERIENZA
SI POSSA RENDERE FUNZIONANTE UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE,
UN VOLTA INSTALLATA LA STRUMENTAZIONE
CIÒ CONTINUA A FAR CREDERE CHE UNA PREPARAZIONE METODOLOGICA ADEGUATA NON RISULTI DI CONCRETA UTILITÀ
ANCHE PERCHÉ GLI IMPIANTI SONO STATI REALIZZATI IN MODO
CHE POSSANO FUNZIONARE ANCHE SENZA UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE ADEGUATO. CIÒ PORTA A NON TENERE CONTO DEI
BENEFICI CHE POTREBBERO ESSERE OTTENUTI APPLICANDO
MODALITÀ DI CONTROLLO ADEGUATE
OSSIA PRENDENDO IN CONSIDERAZIONE CONGIUNTAMENTE
LA REALIZZAZIONE E IL CONTOLLO
PPROCCIO ALLE METODOLOGIE
125
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
MODALITÀ EMPIRICHE
RICAVATE DALLA INTUIZIONE E DALLA ESPERIENZA
MODALITÀ SISTEMATICHE
CONSOLIDATE
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
EMERGENTI
RICAVATE DA UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE PER RAGGIUNGERE PRESTAZIONI
CHE UN OPERATORE ESPERTO NON POTREBBE MAI OTTENERE
INNOVATIVE
RICAVATE DA UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE NEL SISTEMA DI PRODUZIONE
E REALIZZATE CON DISPOSITIVI CHE COPIANO L'ESPERIENZA E L’INTELLIGENZA DI OPERATORI ESPERTI
126
CLASSIFICAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPROCCIO TEORICO
• ENUNCIAZIONE DI UNA METODOLOGIA IN FUNZIONE DELLA FORMULAZIONE
DEL MODELLO
• DIMOSTRAZIONE DELLA SUA VALIDITÀ FORMALE
• APPLICAZIONE SU UN ESEMPIO IDEALIZZATO
APPROCCIO PRAGMATICO
• ILLUSTRAZIONE DEL SIGNIFICATO DI UNA METODOLOGIA
• MESSA A FUOCO DEI LIMITI DI VALIDITÀ
• MODALITÀ DI ESECUZIONE DELLE ELABORAZIONI CONNESSE
• MODALITÀ DI APPLICAZIONE AD UN CASO REALE
• SEMPLIFICAZIONI, VERIFICHE DI VALIDITÀ, POSSIBILI ESTENSIONI
APPROCCIO ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE
127
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ESEMPIO DI APPLICAZIONE A LIVELLO DI CAMPO
VARIABILE
CONTROLLATA
VARIABILE DI
FORZAMENTO
tempo
SPECIFICHE:
FACENDO RIFERIMENTO AD UNA VARIABILE DI COMANDO DI TIPO A GRADINO, IL CONTROLLORE LOCALE DEVE ESSERE REALIZZATO IN MODO CHE:
- LA VARIABILE CONTROLLATA SIA PRIVA DI OSCILLAZIONI;
- LA VARIABILE DI FORZAMENTO NON SUPERI MAI IL VALORE MASSIMO
PREFISSATO;
- IL VALORE CORRISPONDENTE AL FUNZIONAMENTO A REGIME PERMANENTE SIA RAGGIUNTO NEL TEMPO MINIMO.
SPECIFICHE NELLA REALIZZIONE DI UN CONTROLORE LOCALE
128
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
APPROCCIO EMPIRICO:
VIENE REALIZZATO IL SISTEMA CONTROLLATO IMPONENDO AL VALORE DESIDERATO DELLA VARIABILE
CONTROLLATA UN ANDAMENTO DI TALE DA OTTE-NERE
CHE VENGA RAGGIUNTO L’OBIETTIVO DESI-DERATO
tempo
SENZA PROVOCARE FENOMENI INDESI-DERATI E
SENZA IMPORRE VINCOLI STRINGENTI SULLA DURATA
DURATA DEL
DEL TRANSITORIO E SULLA QUALITÀ DELLA FEDELTÀ
TRANSITORIO
DI RISPOSTA
APPROCCIO SISTEMISTICO:
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 DEL
TRANSITORIO
APPROCCI
REALIZZIONE DI UN CONTROLORE LOCALE
PROBLEMI ALLA
EMERGENTI
129
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
MODALITÀ DI CONTROLLO
- CONSOLIDATE
- PLC;
- REGOLATORI ON-OFF;
- PID STANDARD.
- EMERGENTI
- PID EVOLUTI;
- CONTROLLO ADATTATIVO;
- CONTROLLO ROBUSTO;
- CONTROLLO PREDITTIVO.
- INNOVATIVE
- SISTEMI ESPERTI;
- CONTROLLORI FUZZY;
- CONTROLLORI NEURO-FUZZY;
- CONTROLLORI INTELLIGENTI.
CLASSIFICAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
130
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SISTEMA DI AUTOMAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLO
DEL SISTEMA DI PRODUZIONE
DEI SINGOLI IMPIANTI
DI OGNI APPARATO
IN CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO
NOMINALI
DI EMERGENZA
DI GUASTO
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
131
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
INQUADRAMENTO
DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
RIGIDE FLESSIBILI
EMPIRICHE
CONVENZIONALI
CONSOLIDATE
EMERGENTI
INNOVATIVE
EVOLUTE
INQUADRAMENTO
DELLE
MODALITÀ
DI CONTROLLO
INQUADRAMENTO DELLE
MODALITÀ
DI CONTROLLO
132
132
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
INNOVATIVE
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
GESTIONE E
PIANIFICAZIONE
EMERGENTI
SUPERVISIONE
CONVENZIONALI
CORDINAMENTO
EMPIRICHE
CONTROLLORI LOCALI
MODALITÀ DI CONTROLLO
133
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
ALTRI
APPLICAZIONI
SETTORI INDUSTRIALI
AZIONI DI CONTROLLO
A CATENA
APERTA
A CONTROREAZIONE
APPARATO
SINGOLO
MOLTO
DIFFUSO
DIFFUSO
IMPIANTO
DIFFUSO
IN VIA DI SVILUPPO
SISTEMA
COMPLESSO
DIFFUSO
IN VIA DI SVILUPPO
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
134
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
CONTROLLO
INTELLIGENTE
CONTROLLO A
LOGICA CABLATA
CONTROLLO
ADATTATIVO
ROBUSTO
CONTROLLO
PROGRAMMATO
CONTROLLO CON
REGOLATORI P I D
1960
1970
1980
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
1990 ANNO 2000
135
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROBLEMI
SOTTOPROBLEMI PIÙ SIGNIFICATIVI
EMERGENTI
FUNZIONALITÀ
DEL SISTEMA
DA CONTROLLARE
PRESTAZIONI
DEL SISTEMA
CONTROLLATO
STRUTTURA
DEL SISTEMA
DI CONTROLLO
PROGETTAZIONE
DEL SISTEMA
DI CONTROLLO
MODALITÀ
VARIABILI
VARIABILI
DI FUNZIONAMENTO
DI COMANDO
MISURABILI
STATICHE
DINAMICHE
A CATENA APERTA
SEMPLICE
COMPENSAZIONE
DEI DISTURBI
DISTURBI
ROBUSTE
A CONTROREAZIONE
SEMPLICE
COMPENSAZIONE
DEI DISTURBI
BASATA
BASATA
BASATA
BASATA
SULLA
INTUIZIONE
SULLA
ESPERIENZA
SU MODELLI
E ALGORITMI
SU
REGOLE
REALIZZAZIONE STRUMENTAZIONE
STRUMENTAZIONE STRUMENTAZIONE
DEL SISTEMA
CONVENZIONALE
SMART
INTELLIGENTE
E DI CAMPO
CONTROLLATO
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
136
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
AZIONI DI CONTROLLO
CONTROLLO CHE ASSICURA
IL CORRETTO FUNZIONAMENTO
DEL CICLO PRODUTTIVO
CONTROLLORI A LOGICA DECISIONALE
CONTROLLORI A LOGICA PROGRAMMATA
LA FUNZIONALITÀ
LE PRESTAZIONI STATICHE
LE PRESTAZIONI DINAMICHE
ALGORITMO
DECISIONALE
SISTEMA
BLOCCO
DA DI
LEGGE
FUNZIONALE
CONTROLLARE
CONTROLLO
CONTROLLORI DI TIPO CONTINUO
A CATENA APERTA
A CONTROREAZIONE
ROBUSTI E ADATTATIVI
EVENTI
MODALITÀ
BLOCCO
DI
FUNZIONALE
INTERVEVENTI
CONTROLLO
NORME IEC 61499
SIGNIFICATO DI MODALITÀ DI CONTROLLO
137
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI
CONTROLLO DI UN SISTEMA COMPLESSO
COME AFFRONTARE LA PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO PER UN SISTEMA COMPLESSO ?
COME AFFRONTARE LE SCELTE DI BASE DELLA
STRUMENTAZIONE E DELLE MODALITÀ DI
CONTROLLO?
CHI REALIZZA IL DISPOSITIVO DI CONTROLLO ?
QUALI SONO LE METODOLOGIE DI SUPPORTO ALLA
PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO ?
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
138
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SCENARIO
- DIMENSIONAMENTO DEGLI APPARATI
- SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE DI MISURA
- DIMENSIONAMENTO DEGLI ATTUATORI
- ATTENUAZIONE DELL’EFFETTO DI PERTURBAZIONI
PRESTAZIONI
- PRECISIONE STATICA
- PRECISIONE DINAMICA
- ROBUSTEZZA
- DELL’APPARATO INSERITO NELL’IMPIANTO
MODELLAZIONE
- DELL’APPARATO PER LA PROGETTAZIONE DELLA
STRATEGIA DI CONTROLLO
- DELL’IMPIANTO PER LA PROGETTAZIONE DELLE
AZIONI DI COORDINAMENTO
- DELL’IMPIANTO PER LA PROGETTAZIONE DELLE
MODALITÀ DI GESTIONE
- DELL’IMPIANTO PER LA PROGETTAZIONE DEGLI
ALLARMI
139
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROGETTAZIONE DELLA
STRATEGIA DI CONTROLLO
DI UN APPARATO
METODOLOGIE CONSOLIDATE
- A CATENA APERTA
- ON-OFF
- DI TIPO CONTINUO
- A CONTROREAZIONE
- ON-OFF
- REGOLATORI P I D STANDARD
METODOLOGIE EMERGENTI
- REGOLATORI P I D EVOLUTI
- CONTROLLORI CON ASSEGNAZIONE
DELLA DINAMICA
- CONTROLLORI ADATTATIVI
- CONTROLLORI PREDITTIVI
- CONTROLLORI ROBUSTI
METODOLOGIE INNOVATIVE
- REGOLATORI P I D INTELLIGENTI
- CONTROLLORI INTELLIGENTI
- CONTROLLORI FUZZY, NEURALI,
NEURO-FUZZY
140
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
QUANDO LA STRUTTURA DELL’IMPIANTO È ASSEGNATA
VANNO INDIVIDUATE
LE VARIABILI CONTROLLATE
LE VARIABILI DI FORZAMENTO
I DISTURBI
I PARAMETRI OPERATIVI
VA SCELTA
LA STRUMENTAZIONE DI MISURA E GLI ATTUATORI
L’ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
LA RETE DI COMUNICAZIONE LOCALE
VANNO PROGETTATE
LE STRATEGIE DI CONTROLLO DEI SINGOLI APPARATI
LE MODALITÀ DI COORDINAMENTO DEGLI APPARATI
DI GESTIONE DEI SINGOLI IMPIANTI
DI CONDUZIONE DELL’IMPIANTO
VANNO VALUTATI I RISULTATI PRIMA DI APPORTARE MODIFICHE
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
141
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE:
- SENSORI;
- TRASDUTTORI;
- ATTUATORI;
- RETI DI COMUNICAZIONE;
- CONTROLLORI LOCALI;
- DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE.
SCELTA DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO
- CONSOLIDATE - PLC;
- REGOLATORI ON-OFF;
- PID STANDARD.
- EMERGENTI
- PID EVOLUTI;
- CONTROLLO ADATTATIVO;
- CONTROLLO ROBUSTO;
- CONTROLLO PREDITTIVO.
- INNOVATIVE
- SISTEMI ESPERTI;
- CONTROLLORI FUZZY;
- CONTROLLORI NEURO-FUZZY;
- CONTROLLORI INTELLIGENTI.
SCELTA DI BASE NELLA PROGETAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO
142
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
GESTIONE
SISTEMA DA CONTROLLARE
SUPERVISIONE
SINGOLI IMPIANTI
COORDINAMENTO DELLE AZIONI DI CONTROLLO
CONTROLLORI LOCALI
APPARATI SINGOLI
HARDWARE
SOFTWARE
PROCEDURA DI PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO
143
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE
SENSORI
TRASDUTTORI
ATTUATORI
PLC
REGOLATORI
RETI LOCALI
DCS
PC INDUSTRIALI
CALCOLATORI
HARDWARE
SIMULAZIONE
APPARATI
IMPIANTI
SISTEMA DA
CONTROLLARE
VERIFICA
DI
CONTROLLO VALIDITÀ
SISTEMA DA
CONTROLLARE
IMPIANTI
APPARATI
SOFTWARE
PROGETAZIONE
DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE
PROBLEMI EMERGENTI
144
144
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
SUPERVISIONE E CONTROLLO
DRIVER DI
INTERFACCIA
ALIMENTAZIONE
IN POTENZA
ACQUISIZIONE
DATI
I/O
ATTUATORI
DRIVER DI
INTERFACCIA
DISPOSITIVI DI MISURA
CAMPO
STRUTTURA
DELLA
RETE
COMUNICAZIONE
STRUTTURA DELLA
RETE
DI DI
COMUNICAZIONE
145
145
INTRODUZIONE
E INQUADRAMENTO
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
INFORMATION
TECNOLOGY
SUPERVISIONE
E CONTROLLO
ENTERPRISE
RESOURCE
PLANNING
ETHERNET
ATTUATORI INTELLIGENTI
MOTORI
INTERFACCIE
CONTROLLORI
CONNESSIONE ALLA RETE
I/O INTELLIGENTI
ANALOGICI / DIGITALI
SERIALI / AD EVENTI
PRELABORAZIONE
CONNESSIONE ALLA RETE
SENSORI INTELLIGENTI
USCITA DIGITALE
ACQUISIZIONE IMMAGINI
PREELABORAZIONE
CONNESSIONE ALLA RETE
CAMPO
STRUTTURA DELLA RETE DI COMUNICAZIONE
146
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
RETE DI
COMUNICAZIONE
ESTERNA
INTERNET
INTERFACCIA
OPERATORE
MODULO DI
COMUNICAZIONE
LIVELLO DI
SUPERVISIONE
MODULO DI
REGOLAZIONE
MODULO DI
ACQUISIZIONE
LIVELLO DI
CAMPO
RETE DI
COMUNICAZIONE
INTERNA
SISTEMA DA CONTROLLARE
STRUTTURA DELLA RETE DI COMUNICAZIONE
147
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
- METODOLOGIE DI SUPPORTO ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE:
- SIGNAL PROCESSING
- FILTRAGGIO DAL RUMORE;
- APPROSSIMAZIONE;
- INTERPOLAZIONE;
- PREVISIONE;
- AGGREGAZIONE.
- MODELLAZIONE CON TECNICHE HARD E SOFT COMPUTING
- 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;
- SOFTWARE DI SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE
DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO;
- SISTEMI OPERATIVI.
METODOLOGIE DI SUPPORTO ALLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
148
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
ERP
ENTERPRISE RESOURCE
PLANNING
MES
MANUFACTURING
EXECUTION SYSTEMS
OCS
OPEN CONTROL SYSTEMS
•
•
•
•
•
PROGRAMMAZIONE DELLA PRODUZIONE
PREVISIONE VENDITE
PIANI DI BILANCIO
FATTURAZIONE
ORDINI DI VENDITA
• ORIDINI DI LAVORAZIONE
• SPECIFICHE SULLA QUALITÀ
• MANUTENZIONE
• SUPPORTO ALLE DECISIONI
• PORTATA
• LIVELLO
• TEMPERATURA
• PRESSIONE
• CONCENTRAZIONE
METODOLOGIE DI SUPPORTO ALLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
149
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO
FORNITORE
ORIGINAL
EQUIPMENT
MANUFACTORY
SEDE GENERALE
DELLA SOCIETÀ
ALTRO
IMPIANTO
CLIENTE
SALA
CONTROLLO
RICEVIMENTO
MOVIMENTAZIONE
MISCELAZIONE
IMPIANTI DI
PRODUZIONE
ESEMPIO DI SISTEMA DI PRODUZIONE
CONFEZIONAMENTO
SERVIZI
SPEDIZIONE
150