CORSI DI STUDIO IN INGEGNERIA ELETTRICA e dell’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE

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1 CORSI DI STUDIO IN INGEGNERIA ELETTRICA e dell’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE FACOLTA DI INGEGNERIA CORSI DI STUDIO IN INGEGNERIA ELETTRICA e dell’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE CORSI DI STUDIO IN INGEGNERIA ELETTRICA e dell’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL’INFORMAZIONE

2 COSA E’ L’INGEGNERIA ELETTRICA e AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
È costituita da due componenti che sottintendono un’unica realtà: ENERGIA Si occupa di produrre, trasportare, imbrigliare, governare, dosare, utilizzare l’energia

3 ENERGIA Quasi tutte le attività dell’uomo hanno bisogno di utilizzare una qualche forma di energia: meccanica, termica, luminosa, ecc. E’ difficile (antieconomico o poco pratico) distribuire direttamente queste forme di energia, partendo da una sorgente comune verso più utilizzatori, soprattutto quando si debbano coprire lunghe distanze. Molto spesso la sorgente e l’utilizzatore non gestiscono forme di energia tra loro immediatamente compatibili. Inoltre tutte le applicazioni traggono vantaggio (economico, prestazionale) dalla capacità di dosare l’energia utilizzata.

4 ENERGIA (evoluzione) Si prenda ad esempio l’utilizzo dell’energia meccanica nel settore industriale Agli albori della rivoluzione industriale le fabbriche erano dislocate presso i corsi d’acqua per sfruttare il moto prodotto dai mulini. All’interno delle fabbriche l’energia meccanica veniva distribuita tramite lunghi alberi meccanici a cui le macchine utensili si accoppiavano tramite cinghie e pulegge.

5 ENERGIA (evoluzione) Nessun radicale cambiamento, in questo senso, si è avuto in seguito all’avvento delle macchine a vapore. Solo l’introduzione dell’energia elettrica indusse una rivoluzione nel modo di distribuire e utilizzare l’energia. Ciascuna macchina utilizzatrice venne dotata di un motore elettrico e di una unità di governo “personali”

6 ENERGIA ELETTRICA e AUTOMAZIONE
Si aprì un nuovo, importante ed ampio settore scientifico di studio e ricerca: l’Energia Elettrica. Contemporaneamente andò consolidandosi un altro importante settore scientifico: l’Automazione; con il duplice obiettivo di sollevare le persone dai lavori maggiormente pericolosi o degradanti e garantire operazioni anche molto complesse con elevate prestazioni. Come conseguenza, scaturirono e si svilupparono vari ambiti tecnologici, tra i quali: la produzione, il trasporto, il governo e l’utilizzazione dell’Energia Elettrica l’analisi, la modellistica e il governo della realtà.

7 PRODUZIONE

8 TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE

9 MACCHINE ELETTRICHE Una delle utilizzazioni più diffuse dell’Energia Elettrica comprende la sua conversione in energia meccanica per mezzo dei motori elettrici. All’inizio però la velocità meccanica dei motori elettrici non poteva essere variata agevolmente.

10 CONVERSIONE STATICA ELETTRONICA di POTENZA
Solo l’avvento dell’elettronica di potenza permise di passare dalla “conversione rotante” alla “conversione statica” dell’energia elettrica: fu una rivoluzione. Conversione rotante Conversione statica Per esempio: i motori poterono essere alimentati con tensioni e/o correnti aventi ampiezza e frequenza variabili con continuità e in maniera relativamente facile.

11 AZIONAMENTI ELETTRICI
Si aprì così la strada agli Azionamenti Elettrici. Anche se forse la nascita degli azionamenti elettrici potrebbe essere rivendicata dagli Antichi Greci, i quali già tutto avevano “pensato”. Da allora fu una continua corsa al miglioramento delle prestazioni, all’aumento della versatilità, all’affinamento della tecnologia di tutte le macchine operatrici.

12 AUTOMAZIONE (INDUSTRIALE)
Parole chiave: modellistica, analisi, governo della realtà

13 AUTOMAZIONE (INDUSTRIALE)
Feedback is a central feature of life. The process of feedback governs how we grow, respond to stress and challenge, and regulate factors such as body temperature, blood pressure and cholesterol level. The mechanisms operate at every level, from the interaction of proteins in cells to the interaction of organisms in complex ecologies. M. B. Hoagland and B. Dodson, The Way Life Works, 1995 Watt regolatore giri per macchina a vapore 1784 Segway 2001

14 MODELLISTICA ED IDENTIFICAZIONE
Modello: un oggetto matematico astratto che descrive un fenomeno in maniera sufficientemente semplice da poter essere manipolato dettagliato quanto basta a catturare l’essenza del fenomeno Approcci possibili: Basato su leggi fisico/chimiche A partire da dati acquisiti (data driven) robot Vantaggi: riuso dei risultati posizione del robot velocità del robot azione dei motori

15 TEORIA DEI SISTEMI Analisi della realtà: lo studio delle proprietà del sistema dinamico descritto da un modello matematico Stabilità Retroazione Proprietà strutturali Stabilità e retroaz: acrobata Prproeta strutt satellite

16 CONTROLLO DI SISTEMI DINAMICI
“Governo” della realtà: come imporre il comportamento desiderato ad un sistema reale (sintesi del controllore) Prestazioni Strategie: sistemi mono/multivariabili, sistemi distribuiti … Robustezza

17 INDUSTRIA Tutti i settori applicativi sono stati contagiati e invasi dall’ENERGIA ELETTRICA e dall’AUTOMAZIONE

18 TRASPORTI VEICOLARI FERROVIARI NAVALI AEREI FUNIVIARI

19 SISTEMA ELETTRICO INTEGRATO (IPS) DI BORDO

20 PROPULSIONE ELETTRICA NAVALE

21 COMPONENTI PER IPS DI BORDO

22 SISTEMI “DRIVE-BY-WIRE”
Steer-by-Wire (SbW) Brake-by-Wire (BbW) Throttle-by-Wire Clutch-by-Wire Gear-by-Wire (GbW) Suspension-by-Wire

23 sistemi di trasmissione di tipo elettrico (es. CAN).
STEER-BY-WIRE (STERZO VIA FILO) È un sistema di guida “via filo” (drive-by-wire) in cui: tradizionali attuatori meccanico-idraulici motori elettrici collegamenti meccanici e/o idraulici per il trasferimento dei comandi di guida sistemi di trasmissione di tipo elettrico (es. CAN). ECU 1 e 2: Unità di Controllo replicate per la sicurezza del funzionamento (ridondanza) Encoder 1 e 2 Sensori di sterzo “ridondati” Motore coppia e ECU coppia: Sistema per la generazione del “ritorno di sforzo” al volante (controllo dei “manipolatori”)

24 COMPONENTI STEER-BY-WIRE
Motore di reazione, riduttore e trasduttore

25 COMPONENTI STEER-BY-WIRE
Unità Elettronica di Controllo Vite a ricircolo di sfere, Motore elettrico, Convertitore

26 ROBOTICA INDUSTRIALE applicazione di robotica, visione artificiale e teoria dell’apprendimento alla automazione di processo.

27 ANALISI DI DIFETTI SUPERFICIALI
Machine Learning: un dispositivo (macchina) organizza e/o modifica la propria struttura sulla base di certi dati o certi ingressi in maniera che le proprie prestazioni “migliorino”.

28 AUTOMAZIONE: ALTRE APPLICAZIONI
DIAGNOSTICA E MONITORAGGIO DI PROCESSO individuazione e isolamento di guasti in sistemi incerti e/o distribuiti CONTROLLO DI SISTEMI DISTRIBUITI Stabilizzazione di sistemi networked e compensazione dei ritardi di comunicazione PREVISIONE DEL COMPORTAMENTO E VALUTAZIONE DEL RISCHIO IN AMBIENTE INDUSTRIALE Porzione di Europa con in evidena reti di distribuzione dell’energia elettrica interconnesse

29 INGEGNERIA ELETTRICA e dell’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
FORMAZIONE Per entrare in questo affascinante mondo di conoscenze e dominarne tutti gli aspetti è necessario disporre di un fondamentale bagaglio culturale scientifico contenuto nelle discipline: Elettrotecnica, Misure Elettriche, Impianti Elettrici, Macchine Eletriche, Elettronica di Potenza, Azionamenti Elettrici, Automatica, Controlli automatici, Teoria dei Sistemi …… . A monte però, bisogna conoscere il linguaggio comune a tutto il mondo scientifico e tecnologico: la Matematica, la Fisica, la Chimica, l’Informatica. Tutte queste competenze sono contenute negli insegnamenti impartiti nei corsi di laurea in INGEGNERIA ELETTRICA e dell’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE

30 PROSPETTIVE PROFESSIONALI
I laureati in Ingegneria Elettrica e dell’Automazione Industriale trovano occupazione nel mondo del lavoro subito dopo il conseguimento del titolo (a volte anche prima), grazie alla loro preparazione, versatilità e ad una domanda del settore particolarmente vivace. Con le competenze acquisite in questo corso di laurea puoi svolgere la tua attività professionale in diversi ambiti: nella progettazione, nella produzione, nell'organizzazione e nella gestione delle strutture tecnico-commerciali pubbliche o private. Puoi inoltre dedicarti alla didattica, alla ricerca, o puoi decidere di diventare un libero professionista, diventando un esperto nella progettazione e offrendo consulenza alle imprese manifatturiere o di servizi.

31 MOTIVAZIONI Rapido ingresso nel mondo del lavoro
Ampio spettro di competenze in molti campi dell'ingegneria Capacità di affrontare problematiche complesse e innovative in ambito scientifico e tecnologico Attenzione alle tematiche dell’energia, della sicurezza, della qualità e della tutela ambientale Variegati sbocchi professionali e grande versatilità in ogni settore lavorativo

32 PERCHE’ A TRIESTE ? La struttura favorisce rapporti personali docente-studente e un’organizzazione individuale dello studio. Stretto legame tra didattica, ricerca e mondo del lavoro in un distretto industriale e produttivo di rilevanza internazionale Un elevato numero di docenti residenti Strutture didattiche e di servizio concentrate in un unico Campus universitario Percorsi didattici rigorosi Minimi disagi logistici

33 COLLABORAZIONI SCIENTIFICO-DIDATTICHE
Le attività di ricerca e didattiche si svolgono in collaborazione con importanti industrie, tra le quali: ASI Ansaldo Fincantieri Danieli Automation Electrolux Area di Ricerca Sincrotrone Elcon Elettronica ENEL CESI Ricerca Marelli NIDEC Elettronica Santerno MAI TriesteTrasporti

34 ORGANIZZAZIONE DEI CORSI DI STUDIO
L’offerta formativa universitaria nell’ambito dell’Ingegneria Elettrica e dell’Automazione Industriale prevede tre livelli di lauree LAUREA TRIENNALE in INGEGNERIA INDUSTRIALE LAUREA MAGISTRALE in INGEGNERIA ELETTRICA E DELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE DOTTORATI DI RICERCA in * INGEGNERIA INDUSTRIALE curriculum ENERGIA (come sede consorziata con l’Università di Padova) * INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE (sede amministrativa)

35 LAUREA TRIENNALE INGEGNERIA INDUSTRIALE
L’orientamento che ha guidato la stesura del piano degli studi è stata di favorire e agevolare il proseguimento degli studi con la Laurea Magistrale per cui ha una impostazione prevalentemente formativa e propedeutica alla Laurea Magistrale. Nei primi due anni sono previsti tutti i corsi delle materie di base (Matematica, Fisica, Chimica, Informatica ed Economia) dove vengono curati, oltre che gli aspetti nozionistici, la capacità di gestire concetti complessi in modo astratto. Nei tre anni sono impartiti insegnamenti caratteristici dell’Ingegneria Industriale (Meccanica, Fisica Tecnica, Fondamenti di Automatica, Elettrotecnica, Disegno, Scienza e Tecnologia dei Materiali) Al terzo anno vanno inseriti gli insegnamenti caratterizzanti l’ingegneria elettrica e dell’automazione industriale: Misure Elettriche, Macchine Elettriche e Impianti Elettrici .

36 PIANO DEGLI STUDI BASE I ANNO II ANNO III ANNO AMBITI A base B
INSEGNAMENTO CFU SSD AMBITO I ANNO 1 Analisi matematica I 9 MAT/05 A 2 Fisica generale I FIS/01 3 Algebra Lineare e Geometria MAT/03 4 Chimica CHIM/03 5 Fondamenti di Informatica 6 INF/01 Informatica F Lingua E Scienza e Tecnologia dei materiali ING-IND/22 B 57 INSEGNAMENTO CFU SSD AMBITO II ANNO 7 Analisi matematica II 9 MAT/05 A 8 Fisica generale II FIS/01 Meccanica Razionale MAT/07 C 10 Fisica tecnica ING-IND/10 B 11 Fondamenti di Automatica ING-INF/04 12 Elettrotecnica ING-IND/31 13 Analisi Numerica 6 MAT/08 60 INSEGNAMENTO CFU SSD AMBITO III ANNO 14 Scienza delle costruzioni 9 ICAR/08 B 15 Economia applicata all'ingegneria 6 ING-IND/35 C 16 Macchine ING-IND/08 17 Tecnologia meccanica ING-IND/16 18 Disegno di macchine ING-IND/15 19 Meccanica applicata ING-IND/13 Prova finale 3 E 20 A scelta D 63 totale 180 AMBITI A base  B caratterizanti  C affini  D a scelta  E prova finale e lingua straniera  F altre abilità

37 MODIFICHE AL PIANO DEGLI STUDI BASE
VARIAZIONI INSEGNAMENTO CFU SSD AMBITO II ANNO 7 Analisi matematica II 9 MAT/05 A 8 Fisica generale II FIS/01 Meccanica Razionale MAT/07 C 10 Fisica tecnica ING-IND/10 B 11 Fondamenti di Automatica ING-INF/04 12 Elettrotecnica ING-IND/31 Elettrotecnica (Prof. Pastore) 13 Analisi Numerica 6 MAT/08 Metodi matematici per l'Ingegneria INSEGNAMENTO CFU SSD AMBITO III ANNO 14 Scienza delle costruzioni 9 ICAR/08 B 15 Economia applicata all'ingegneria 6 ING-IND/35 C 16 Macchine ING-IND/08 Macchine e Impianti Elettrici 6+6 ING-IND/32 e 33 17 Tecnologia meccanica ING-IND/16 Misure Elettriche ING-INF/07 18 Disegno di macchine ING-IND/15 19 Meccanica applicata ING-IND/13 Prova finale 3 E 20 A scelta D 63

38 POSSIBILI ESAMI A SCELTA
Analisi Numerica MAT/08 Ricerca operativa MAT/09 Impiego Industriale dell'Energia ING-IND/09 STM elettrici e fotovoltaici ING-IND/22 Macchine ING-IND/08 Tecnologia delle energie rinnovabili ING-IND/10 Base di dati ING-INF/05 Sistemi operativi ING-INF/05 Elettronica e dispositivi programmabili ING-INF/01 Teoria dei segnali ING-INF/03 Materiali e metodi di prova dell’industria del mobile ING-IND/22 Scienza dei materiali ING-IND/22 Fenomeni di trasporto ING-IND/24 Gestione economica degli impianti industriali ING-IND/17

39 FAC SIMILE DOMANDA DI VARIAZIONE PIANO DEGLI STUDI II ANNO

40 FAC SIMILE DOMANDA DI VARIAZIONE PIANO DEGLI STUDI III ANNO

41 LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA ELETTRICA E DELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Il percorso degli studi di questa laurea porta a: conoscere approfonditamente gli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria elettrica e dell’automazione industriale, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare; essere capaci di ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi; essere capaci di progettare e gestire esperimenti di elevata complessità;

42 REQUISITI DI AMMISSIONE
L'ammissione alla Laurea Magistrale in Ingegneria Elettrica e dell'Automazione Industriale è subordinata al possesso di specifici requisiti curricolari e di adeguata preparazione personale. Per l'accesso alla Laurea Magistrale in Ingegneria Elettrica e dell'Automazione Industriale si richiedono i seguenti requisiti curricolari: possesso di Laurea, Laurea Specialistica o Laurea Magistrale, di cui al DM 509/1999 o DM 270/2004, oppure una Laurea quinquennale (ante DM 509/1999) o titoli equivalenti; possesso di almeno 36 cfu, o conoscenze equivalenti, acquisiti in un qualunque corso universitario nei settori scientifico-disciplinari indicati per le attività formative di base previste dalle Lauree della Classe L-9 Ingegneria Industriale; possesso di almeno 45 cfu, o conoscenze equivalenti nei settori-scientifico disciplinari indicati per le attività formative caratterizzanti delle Lauree della Classe L-9 - Ingegneria Industriale, di cui almeno 27 CFU acquisiti nell'ambito disciplinare di Ingegneria Elettrica e di almeno 9 CFU acquisiti nell'ambito disciplinare di Ingegneria dell'Automazione.

43 PIANO DEGLI STUDI BASE ANNO NOME CORSO CREDITI AMBITO TOT. CRED.
TITOLARE SSD I° SEM II°SEM Automazione delle Misure Elettriche 6 B Russo ING-INF/07 Gestione e controllo degli impianti elettrici Sulligoi ING-IND/33 I° Elettronica I (mod. B e C) C Carrato ING-INF/01 Elettronica di Potenza Castellan ING-IND/32 Teoria dei Sistemi e del Controllo 9 Parisini ING-INF/04 Costruzioni elettromeccaniche Tessarolo Controllo ottimo e robusto Pellegrino Materiali e Tecnologie Elettriche Rabach ING-IND/31 30 60 Macchine ed Azionamenti Elettrici 12 Contin/Menis II° Sistemi Elettrici per l'Energia Quaia Identificazione e controllo adattativo Fenu A scelta D Stage (Ambito F) F Tesi E 21 39