ITIS G. CARDANO
PREMESSA
In questa lezione analizziamo i concetti generali dell’automazione e confrontiamo le diverse
tipologie di controllo utilizzabili nei sistemi automatici. Per ogni tipologia si cercherà di evidenziare
i vantaggi ed i limiti e ove possibile si procederà ad un paragone.
AUTOMAZIONE E FLESSIBILITA'
Non bisogna fare confusione tra automazione e flessibilità, nonostante i due concetti siano collegati
hanno un significato profondamente diverso.
La parola AUTOMAZIONE deriva dal termine AUTOMA che si riferisce ad un dispositivo
controllato da un calcolatore elettronico programmato per eseguire operazioni più o meno complesse
senza l’intervento dell’uomo.

AUTOMAZIONE: ha per scopi fondamentali la diminuzione dei costi di produzione e
l'aumento della produttività, capacità di un livello qualitativo costante, eliminazione delle fasi
pericolose e/o ripetitive, con la possibilità di aumento della flessibilità.
Ad esempio le catene di montaggio rigide (linee transfert) sono altamente automatizzate e per niente
flessibili.
Il lavoro umano dell'operaio è quanto di più flessibile esista, ma ovviamente non è per niente
automatizzato.

FLESSIBILITA': capacità di operare con gli stessi strumenti in modo da ottenere diversi prodotti.
Si può facilmente dedurre che il grado di automazione è indipendente dal concetto di flessibilità.
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SISTEMI DI CONTROLLO
Un SISTEMA AUTOMATICO è un sistema in grado di agire e prendere decisioni senza
l’intervanto dell’uomo.
Nel definire l’automatizzazione di un sistema bisogna individuare:
-
un processo
-
un controllore.
IN
SENSORI
CONTROLLORE
PROCESSO
(o CAMPO)
OUT
ATTUATORI
Il processo comprende l’insieme di tutte quelle variabili che caratterizzano il SISTEMA e che nel
occorre monitorare. Queste variabili vengono rilevate tramite sensori o trasduttori che ne
trasformano la grandezza fisica in segnali elettrici. I segnali vengono utilizzati dal controllore per
determinare il tipo di intervento da fare tramite gli attuatori sul processo ovvero produrre una
variazione del parametro oggetto di controllo.
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Un processo automatizzato può essere realizzato mediante due tecniche:
AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
LOGICA
CABLATA
LOGICA
PROGRAMMA
TA
RELE’,
ELETTROVALVOLE
,
…
PLC
Per logica definiamo la modalità di intervento del SISTEMA sui parametri del processo.
La tecnica della Logica Cablata consiste nel collegare elettricamente secondo uno schema
funzionale i vari dispositivi che costituiscono l’automatismo in modo da realizzare l’automazione
richiesta. I dispositivi utilizzati sono principalmente: elettrovalvole, relè, pulsanti, finecorsa,
temporizzatori.
Questo tipo di logica è nell’hardware stesso (il cablaggio) e non è facilmente modificabile.
E’ possibile inoltre realizzare la stessa Logica Cablata utilizzando circuiti elettronici appositamente
progettati per il processo da controllare.
La tecnica a Logica Programmata permette di ottenere lo stesso automatismo utilizzando un
Controllore a Logica Programmata (PLC o PC con schede I/O) collegato a degli opportuni ingressi
(pulsanti, finecorsa, sensori) e delle uscite (elettrovalvole, motori, lampade, relè). In questo caso
l’operazione di cablaggio si riduce ma si rende necessaria la conoscenza del sistema di
programmazione del PLC o del software del PC per produrre il corretto automatismo.
Questo secondo tipo di logica è nel software installato nella memoria del PLC o PC ed è facilmente
modificabile al variare delle esigenze del nostro processo.
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CONFRONTO TRA LOGICHE
Per effettuare la scelta della tipologia di logica da adottare per il controllo in un SISTEMA
AUTOMATICO bisogna considerare diversi fattori tra cui:
-
spazi
tempi installazione
affidabilità
consumi
velocità
costi
versatilità
capacità di eseguire funzioni compliate.
Se prendiamo in considerazione le due diverse tipologie di logica cablata (Elettromeccanica ed
Elettronica) e le due diverse tipologie di logica programmata (PLC e PC) si possono effettuare le
seguenti considerazioni:
Caratteristiche
Logica Cablata
Elettromeccanica
Elettronica
Voluminoso
Molto compatto
Logica Programmabile
PLC
PC
Molto
compatto
Abbastanza
Spazi
compatto
Elevati
tempi
per
Elevati
tempi
Semplice
da
Elevati tempi per
Tempi
la progettazione e per
la programmare e la
installazione
l’installazione
progettazione
da installare
programmazione,
installazione non
sempre semplice
Sufficiente
Buona
Buona
Piuttosto buona
Affidabilità
Elevati
Ridotti
Ridotti
Abbastanza
Consumi
ridotti
Molto
veloce
Molto
veloce
Veloce
Abbastanza
Velocità
veloce
Abbastanza
basso
Basso
Basso
Abbastanza alto
Costi
Molto difficile
Difficile
Molto semplice Piuttosto
Versatilità
semplice
Si
Si
Si
Capacità
di No
complicate
funzioni
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Limitandosi semplicemente ai due casi più utilizzati nel campo dell’automazione meccanica
(Logica Cablata Elettromeccanica e PLC) si possono motivare i pro ed i contro facendo le seguenti
considerazioni:
LOGICA CABLATA
Maggior ingombro:
SPAZI
il cablaggio di componenti
elettromeccanici richiede maggior
ingombro
Maggiori:
TEMPI
- installazione componenti
INSTALLAZIONE
- collaudi
- eventuali modifiche al
funzionamento richiedono
modifiche al circuito
Minore:
AFFIDABILITA’
apparecchiature meccaniche con
vita limitata
Non
è
possibile
fare
l’autodiagnosi dei guasti
Insensibile alle interferenze
Maggiori consumi di energia
CONSUMI
(legati anche alla dimensione
dell’impianto)
Maggiore velocità
VELOCITA’
COSTI
VERSATILITA’
Conveniente per applicazioni
molto semplici
Difficile recupero e reimpiego dei
componenti
per
un’altra
applicazione
Difficile collegamento in reti di
controllo centralizzate
Difficile interfacciamento con
computer, stampanti, monitor …
PLC
Minor ingombro:
l’eliminazione dei componenti
elettromeccanici riduce gli spazi
necessari
Minori:
- eliminazione cablaggi
- eliminazione collaudi
- nessuna modifica al circuito
per
modifiche
al
funzionamento
Maggiore:
assenza di parti meccaniche in
movimento
Possibilità di autodiagnosi dei
guasti
Sensibile alle interferenze
Ridotti consumi di energia
Minore
velocità
(dovuti
all’esecuzione del programma)
Conveniente per applicazioni non
eccessivamente semplici
Facile recupero e reimpiego in
altre applicazioni
Facile collegamento a reti di
controllo centralizzate
Veloce
interfacciamento
con
computer, stampanti, monitor …
Dal confronto risulta evidente perché il PLC oggi sia diventato uno dei componenti fondamentali
nei SISTEMI AUTOMATICI e solo nei casi di processi di taglia piccola si preferisce ancora
sfruttare logiche di controllo Elettromeccaniche o Elettroniche.
Sono comunque spesso utilizzabili sistemi misti fra le varie tipologie viste, come nel caso delle
azioni in condizioni di emergenza che vanno comunque affidate a logiche di tipo cablato esterne al
funzionamento del PLC.
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