Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze necessari a descrivere i metodi e i dispositivi per l’automazione industriale, a comprenderne i criteri di progettazione, realizzazione e validazione. Lo studente apprenderà la struttura e il principio di funzionamento delle macchine automatiche e dei principali sottosistemi che ne consentono il funzionamento automatizzato. Apprenderà inoltre le principali tecniche di dimensionamento degli azionamenti per automazione, il principale linguaggio di programmazione dei controllori industriali e il principio di funzionamento dei più diffusi programmi commerciali di supervisione, controllo e acquisizione dei dati (SCADA).
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe relativamente ad alcuni argomenti del programma, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite a casi pratici. In particolare, lo studente dovrà applicare le conoscenze acquisite al dimensionamento e scelta su catalogo di sistemi di azionamento, alla realizzazione di programmi per automazione in linguaggio ladder e alla realizzazione di applicazioni di supervisione e acquisizione dati in ambiente GE iFix.
Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica i principali sistemi di automazione e l’adeguatezza di una specifica soluzione progettuale per realizzare un dato ciclo produttivo. In particolare, dovrà saper valutare l’opportunità di adottare sistemi di automazione rigida o flessibile, sistemi a logica cablata o a logica programmata e attuatori controllati o non controllati in retroazione. Dovrà inoltre saper valutare l’adeguatezza di un dato controllore alla complessità del problema assegnato e la taglia di un dato attuatore in relazione alle caratteristiche del carico.
Capacità comunicative
Tramite le lezioni frontali e il confronto con il docente, lo studente acquisisce il lessico specifico inerente l’automazione industriale, i controllori, gli attuatori e i sensori. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di interpretare i requisiti progettuali relativi all’automazione di un impianto e di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni.
Capacità di apprendimento
Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di automazione attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, cataloghi commerciali e manuali tecnici, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.
Prerequisiti
Non vi sono propedeuticità obbligatorie.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso offre una introduzione generale al tema della automazione industriale con particolare riferimento ai sistemi automatizzati per la produzione e la logistica.
I principali contenuti delle lezioni teoriche e delle esercitazioni sono:
- Le macchine automatiche e la progettazione del movimento
- Accoppiamento motore-carico
- I meccanismi comunemente adottati: criteri di scelta, prestazioni
- Descrizione, criteri di scelta e prestazioni dei più comuni attuatori
industriali
- Esempi di applicazioni
- Esercizi di scelta e dimensionamento
- Controllori PID
- Il problema del controllo d’asse, esempi e applicazioni
- I controllori logici programmabili (PLC)
- I linguaggi di programmazione secondo IEC 61131
- Esempi di applicazioni e esercizi di programmazione
- I sistemi di acquisizione, monitoraggio e supervisione
- Programmazione di uno SCADA commerciale
- Introduzione a Industry 4.0
- Esempi di applicazioni e esercitazioni in laboratorio
Programma esteso
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Bibliografia
Tutte le slides delle lezioni e delle esercitazioni sono disponibili su Elly all'inizio del corso insieme ad altro materiale utile.
In particolare, la collezione degli esami degli anni precedenti completa delle soluzioni offre una ricca raccolta di esercizi utili alla preparazione dell'esame.
Oltre al materiale disponibile su Elly, lo studente può approfondire i contenuti del corso attraverso i seguenti testi:
Proficy* HMI/SCADA iFIX - UNDERSTANDING iFIX Version 5.0 August 2008
GE FANUC
Allen Bradley SLC® 500 Instruction Set Reference Manual
Automating Manufacturing Systems with PLCs, Hugh Jack, http:
//engineeronadisk.com/V2/book_PLC/engineeronadisk.html
E. Kiel (Ed.), Drive Solutions – Mechatronics for Production and Logistics, Springer, ISBN 978-3-540-76705-3
B.ALLOTTA L.PUGI – Meccatronica: Azionamenti elettrici ed oleodinamici, Società Editrice Esculapio, ISBN: 9788874889228
Metodi didattici
Il corso ha un peso di 6 CFU, che corrispondono a 42 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni. Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi.
Durante le esercitazioni svolte in laboratorio, durante le quali si utilizzeranno alcuni software didattici e commerciali, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, un caso studio reale o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico.
A complemento dei metodi didattici finora esposti, se le condizioni lo consentono, vengono organizzati dei seminari tenuti da responsabili di aziende che riportano esperienze concrete maturate in casi studio reali.
Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate a inizio corso sulla piattaforma Elly. Per scaricare le slide da Elly è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Tutto il materiale fornito è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente.
Su tale piattaforma, giorno per giorno, vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
All'inizio del corso ogni studente può scegliere una delle due seguenti modalità di verifica: test scritto oppure, in alternativa, progetto di gruppo.
Lo scritto valuta la conoscenza di tutti i contenuti spiegati in aula e inclusi nelle copie delle diapositive a disposizione degli studenti.
Sarà valutata la capacità di applicare i contenuti del corso in semplici esercizi di dimensionamento di azionamenti per linee di produzione, di
programmazione con PLC e sistemi SCADA da risolvere su carta. I test saranno composti da domande a risposta chiusa (5 domande da un punto ciascuna), una domanda a risposta aperta (5 punti) e 4 esercizi da 5 punti ciascuno.
Durante lo svolgimento della prova non è ammessa la consultazione di nessun tipo di documento né l'uso di computer. È possibile e consigliato l'uso di una calcolatrice tascabile.
I risultati della prova sono pubblicati su Elly e verbalizzati dal docente, di regola entro una settimana dallo svolgimento.
Il progetto di gruppo viene concordato con il docente all'inizio del corso ed è costituito da un problema pratico inerente i contenuti principali delle lezioni. Il progetto è concluso con la consegna del lavoro svolto (ad esempio: codice sorgente di un programma, disegno CAD di componenti, ecc.) e di una relazione tecnica dell'attività svolta.
Il progetto è valutato come segue:
sviluppo del progetto (max punti 10): comprensione dei requisiti e degli obiettivi, analisi dei prerequisiti, definizione di funzionalità, prestazioni e vincoli; progetto; realizzazione; integrazione, test e validazione;
metodo di lavoro (max punti 10): indipendenza, proattività e creatività; ricerca, analisi, valutazione e selezione di diverse soluzioni; sistematicità e essenzialità; comunicazione all'interno del gruppo e con il docente;
risultati (max punti 5): raggiungimento degli obiettivi previsti;
documentazione (max punti 5): struttura; completezza e correttezza; stile;
I risultati della prova sono pubblicati su Elly e verbalizzati dal docente, di regola entro una settimana dalla consegna.
La somma dei punti ottenuti corrisponde al voto finale espresso in trentesimi.
L'esame è superato per un punteggio complessivo pari o superiore a diciotto trentesimi.
In caso di voto pari a trenta trentesimi, la commissione d'esame valuta l'opportunità di attribuire la lode sulla base della chiarezza e precisione delle risposte fornite (o, nel caso del progetto, della qualità della documentazione).
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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