Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i procedimenti 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 e alla realizzazione di programmi per automazione in linguaggio ladder.
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
- Introduzione a Industry 4.0
- Metodi e algoritmi per Intelligent Manufacturing
- 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 di esercizi svolti completa delle soluzioni è utile alla comprensione degli argomenti trattati.
Oltre al materiale disponibile su Elly, lo studente può approfondire i contenuti del corso attraverso i seguenti testi:
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 9 CFU, che corrispondono a 72 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
La verifica dell’apprendimento avviene mediante la preparazione da parte dello studente di un portfolio di lavori selezionati più la discussione orale dello stesso.
In particolare, il portfolio conterrà una serie di esercizi e di attività individuali svolte dallo studente a partire dal contenuto delle esercitazioni. Tali attività potranno essere varianti, approfondimenti o revisioni critiche dell'attività svolta durante le esercitazioni guidate dal docente.
La consegna del portfolio dovrà avvenire una settimana prima della data ufficiale dell'appello che lo studente intende sostenere.
Il portfolio è valutato sulla base dei seguenti criteri:
- svolgimento completo delle attività richieste e capacità, ove richiesto, di selezionare i contenuti idonei; [max 8 punti]
- correttezza dei procedimenti adottati, indicazione di eventuali ipotesi semplificative o restrittive utilizzate; [max 8 punti]
- esattezza dei risultati e corretta valutazione delle approssimazioni necessarie e dei corrispondenti coefficienti di sicurezza da adottare; [max 6 punti]
- qualità del testo e dei grafici; [max 4 punti]
- indicazione completa delle fonti dei dati e delle altre informazioni utilizzate; [max 4 punti]
La somma dei punti ottenuti corrisponde al voto finale espresso in trentesimi. I punteggi raggiunti devono essere confermati durante la prova orale che ha lo scopo di verificare l’effettivo contributo personale dello studente.
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 qualità della documentazione prodotta e della prova orale.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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