AUTOMAZIONE 1 INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA “LA SAPIENZA” DIPARTIMENTO DI INFORMATICA E SISTEMISTICA AUTOMAZIONE 1 INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ALESSANDRO DE CARLI ANNO ACCADEMICO 2006-2007
FINALITÀ E PROBLEMATICHE DELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO FINALITÀ E PROBLEMATICHE DELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE QUALI SONO LE FINALITÀ DA PERSEGUIRE NELLA REALIZZAZIO-NE DEL SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIO-NE 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
MOTIVAZIONI GENERALI PREVISIONI PROSPETTIVE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO MOTIVAZIONI GENERALI PREVISIONI SVILUPPO PIÙ RAPIDO DELLE INDUSTRIE DI TRASFORMAZIONE RILEVANZA DEI PRODOTTI AD ALTA TECNOLOGIA ESCLUSIVITÀ DEI PRODOTTI PROSPETTIVE DIMINUZIONE DELLE MATERIE PRIME E DELL’ENERGIA AUMENTO DELLA CONCORRENZA DEL LIVELLO DI ISTRUZIONE DELLA DISPONIBILITÀ DEI BENI DI CONSUMO DELLA PRODUTTIVITÀ MIGLIORAMENTI DURATA DEI PRODOTTI DEI TEMPI DI PRODUZIONE DELL’AMBIENTE DI LAVORO DELLA PRODUZIONE DI BENI E SERVIZI DELLA QUALIFICAZIONE DEL LAVORO MOTIVAZIONI GENERALI 3
PROSPETTIVE FINALITÀ INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 4 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 CARATTERISTICHE DESIDERATE DEL PRODOTTO MOTIVAZIONI GENERALI 4
TENDENZE LINEE GUIDA INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 5 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 5 PROBLEMI EMERGENTI
PROBLEMATICHE INERENTI ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 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 DI CONTROLLO VARIABILI CONTROLLATE SISTEMA DA CONTROLLARE SISTEMA COMPLESSO AMBIENTE VARIABILI INTERNE COORDINAMENTO SUPERVISIONE DISPOSITIVI DI MISURA ELABORAZIONE DELLE MISURE CONTROLLORI LOCALI MISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE EVENTI FUNZIONALI MESSAGGI ORIGINE DEI DATI 7
FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO COMMITTENTE FORNITORE SPECIFICHE TECNICHE PROGETTAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO PROGETTAZIONE DEI SERVIZI AUSILIARI SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE ISTALLAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE SOFTWARE APPLICATIVO MODALITÀ DI CONDUZIONE SOFTWARE DI GESTIONE REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 8
COMANDO CONTROLLO LOCALE EVENTI EVENTI DECISIONI DIAGNOSTICA INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO VALORI MISURATI DELLE VARIABILI E DEI DISTURBI EVENTI DETERMINATI DALLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CONTROLLATO EVENTI FISSATI DALL’OPERATORE IN RELAZIONE ALLE MODALITÀ DI CONDUZIONE DECISIONI DIAGNOSTICA COMANDO CONTROLLO LOCALE - ISTANTE DI APPLICAZIONE - VALORE STAZIONARIO - ANDAMENTO TRANSITORIO - DURATA COORDINAMENTO E SUPERVISIONE 9
DI UN SISTEMA CONTROLLATO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO STRUTTURA SISTEMA CONTROLLATO MODALITÀ DI CONTROLLO CONTROLLO LOCALE EMPIRICHE COORDINAMENTO SISTEMATICHE CONDUZIONE - CONVENZIONALI GESTIONE - EMERGENTI ESERCIZIO - INNOVATIVE PIANIFICAZIONE - FLESSIBILI MANUTENZIONE REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO 10
SISTEMA DA CONTROLLARE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA DA CONTROLLARE APPROCCIO EMPIRICO APPROCCIO SISTEMISTICO MODALITÀ DI CONTROLLO AUTOMAZIONE DA DILETTANTE AUTOMAZIONE DA PROFESSIONISTA QUELLE CHE SI RIESCONO AD OTTENERE QUELLE CHE SI DESIDERA OTTENERE PRESTAZIONI MODALITÀ DI CONTROLLO E PRESTAZIONI 11
SISTEMA DA CONTROLLARE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO APPROCCIO EMPIRICO APPROCCIO SISTEMISTICO SISTEMA DA CONTROLLARE STRUMENTAZIONE CONSOLIDATE INNOVATIVE EMPIRICHE MODALITÀ DI CONTROLLO SONO ACCETTATE QUELLE CHE SI RIESCONO AD OTTENERE SONO RAGGIUNTE QUELLE DESIDERATE PRESTAZIONI IL SISTEMA CONTROLLATO È IN GRADO DI FUNZIONARE - DELLA PRODUTTIVITÀ - DELLA QUALITÀ - DEL COSTO DI PRODUZIONE OTTIMIZZAZIONE APPROCCIO ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE 12 12
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO APPROCCIO EMPIRICO APPROCCIO SISTEMISTICO MODALITÀ DI CONTROLLO - SI FISSANO LE PRESTAZIONI; - SI SCEGLIE UNA ARCHITETTURA CONVENZIONALE; - SI SCEGLIE L’ARCHITETTURA; - SI SCELGONO LE MODALITÀ DI CONTROLLO; - SI ISTALLA LA STRUMENTAZIONE CONVENZIONALE - SI INDIVIDUA IL MODELLO STATICO E DINAMICO IN GRADO DESCRIVE-RE IL COMPORTAMENTO DEL SI-STEMA DA CONTROLLARE IN RE-LAZIONE ALLE MODALITÀ DI CON-TROLLO PRESCELTE; - SI EFFETTUA LA PREDISPOSIZIO-NE DEI DISPOSITIVI DI CONTROL-LO A LIVELLO DI CAMPO E DI COORDINAMENTO DURANTE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA SOTTOPOSTO ALL’AZIONE DI CONTROLLO - SI PROGETTANO LE LEGGI DI CONTROLLO - SI SCEGLIE E SI ISTALLA LA STRUMENTAZIONE - SI ACCETTANO PASSIVA-MENTE LE PRESTAZIONI CHE SI RIESCONO AD OTTENERE PURCHÉ IL SISTEMA CONTROLLATO POSSA FUNZIONARE - SI VERIFICA CHE SIANO STATE RAGGIUNTE LE PRESTAZIONI DESIDERATE ALTRIMENTI SI RIPETE LA PROCEDURA CON GLI AGGIUSTAMENTI DEL CASO PRESTAZIONI APPROCCIO ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE 13
SUBITO VOGLIO GUADAGNARE COMPLETAMENTE SODDISFATTO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO APPROCCIO AD UNA NUOVA REALIZZAZIONE RICHIESTE DEL COMMITTENTE DAMMI QUELLO CHE TI CHIEDO SUBITO AL COSTO MINIMO VOGLIO UNA SOLUZIONE INNOVATIVA NON SPERIMENTALE ESCLUSIVA FACILE DA USARE DI ELEVATA QUALITÀ SUBITO VOGLIO GUADAGNARE TANTISSIMO VOGLIO ESSERE COMPLETAMENTE SODDISFATTO RICHIESTE DELL’UTENTE FINALE 14
UTENTE FINALE SOCIETÀ DI INGEGNERIA COSTRUTTORE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO UTENTE FINALE MESSA IN SERVIZIO INSTALLAZIONE SOCIETÀ DI INGEGNERIA COSTRUTTORE DEL SISTEMA DI CONTROLLO E DI GESTIONE STRUTTURA HARDWARE SOFTWARE APPLICATIVO STRUMENTAZIONE RETI DI COMUNICAZIONE CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE, SUPERVISIONE E GESTIONE ALLARMI QUADRI REALIZZAIONE DI UN SISTEMA DI CONTROLLO DI TIPO CONTINUO 15
UTENTE FINALE SYSTEM INTEGRATOR COSTRUTTORE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO UTENTE FINALE SYSTEM INTEGRATOR COSTRUTTORE DEL SISTEMA DI CONTROLLO E DI GESTIONE STRUTTURA HARDWARE SOFTWARE APPLICATIVO STRUMENTAZIONE RETI DI COMUNICAZIONE CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE, SUPERVISIONE E GESTIONE ALLARMI QUADRI REALIZZAIONE DI UNA LINEA DI PRODUZIONE 16
CON LE COMPETENZE ADEGUATE I PROBLEMI CONNESSI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SOFTWARE SPECIALISTICI PER LA PROGETTAZIONE DELLA ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO E DELLE AZIONI DI CONTROLLO E PER LA GESTIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO COME AFFRONTARE CON LE COMPETENZE ADEGUATE I PROBLEMI CONNESSI ALLA PROGETTAZIONE E ALLA REALIZZAZIONE DEL CONTROLLO DI UN SISTEMA COMPLESSO NONCHÉ ALLA GESTIONE E ALL’ESERCIZIO DEL SISTEMA CONTROLLATO ? SINTESI ANALISI PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 17
SISTEMA CONTROLLATO MATERIE PRIME ENERGIA PERDITE PRODOTTI UTILI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO MATERIE PRIME SISTEMA CONTROLLATO ENERGIA IMPIANTO APPARATO APPARATO ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO PERDITE PRODOTTI UTILI STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO 18
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO INQUADRAMENTO DEI PROBLEMI EMERGENTI SOFTWARE PER IL CONTROLLO SOFTWARE PER LA STRUMENTAZIONE HARDWARE MODALITÀ DI CONTROLLO STRUMENTAZIONE ESPERIENZA FLUSSO DI INFORMAZIONI FLUSSO DI ENERGIA OBIETTIVI DEL CONTROLLO AZIONI DI CONTROLLO DECISIONI ATTUATORI SISTEMA DA CONTROLLARE DISPOSITIVI DI MISURA MISURA DELLE CONDIZIONI AMBIENTALI STRUTTURA DI IN SISTEMA CONTROLLATO 19
STRATEGIA DI ESERCIZIO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO IMPIANTISTA STRUTTURA PRODUTTIVITÀ FINALITÀ DESIDERATA CONTROLLO PROCESSISTA CONTROLLISTA SISTEMA DA CONTROLLARE FUNZIONALITÀ STRATEGIA DI ESERCIZIO STATICHE PRESTAZIONI STATICHE DINAMICHE PROFITTO REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO 20
SOFTWARE SPECIALISTICI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUTTURISTA CONTROLLISTA COMPETENZE PROCESSISTA FINALITÀ DESIDERATA FUNZIONALITÀ PRESTAZIONI FLUSSO MATERIA ENERGIA PRODUZIONE DESIDERATA SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO FLUSSO DATI INFORMAZIONI PRODUTTIVITÀ QUALITÀ SCHEMA IMPIANTO APPARECCHIATURE COLLEGAMENTI STRUMENTAZIONE NORME IEC SOFTWARE SPECIALISTICI E FINALIZZATI DOCUMENTAZIONE APPROCCI ALLA REALIZZAZIONE E ALLA CONDUZIONE 21
DEL SISTEMA CONTROLLATO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO REALIZZAZIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO SISTEMA DA CONTROLLARE FINALITÀ DEL CONTROLLO MODALITÀ DI INTERVENTO STRUMENTAZIONE RETE DI COMUNICAZIONE AZIONI DI CONTROLLO PRESTAZIONI DEL SISTEMA CONTROLLATO STRATEGIA DI ESERCIZIO PROBLEMI EMERGENTI 22
COSTO REDDITIVITÀ INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUTTURA DEL SISTEMA DA CONTROLLARE STRUMENTAZIONE CONTROLLO FINALIZZATO ALLA FUNZIONALITÀ STATICA CONTROLLO FINALIZZATO ALLA FUNZIONALITÀ DINAMICA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO 23
ESIGENZA PRIMARIA INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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
PROBLEMI EMERGENTI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO RISPETTO DEI VINCOLI DI CARATTERE ECONOMICO E AMBIEN-TALE RELATIVI: - AL COSTO DEL PRODOTTO SUL MERCATO; - AL COSTO DI PRODUZIONE; - ALLA DISPONIBILITÀ DELLE MATERIE PRIME E DELLE RISOR- SE 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 SOFTWARE FINALIZZATI CONDUZIONE DEGLI IMPIANTI UTILIZZAZIONE ON-LINE DELLE BASE DI DATI BASE DATI SUPERVISIONE CONDUZIONE DEGLI APPARATI COORDINAMENTO E SEQUENZIALIZZAZIONE TEMPORIZZAZIONE CONTROLLORI LOCALI ATTUATORI - DISPOSITIVI DI MISURA PIRAMIDE DELL’AUTOMAZIONE 26
DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA DI PRODUZIONE GESTIONE DELLA PRODUZIONE DETERMINAZIONE DELLA ATTIVAZIONE E DISATTIVAZIONI DEGLI IMPIANTI DETERMINAZIONE DEL VALORE DA ASSEGNARE ALLE VARIABILI DI CONDUZIONE VALUTAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ E DELLA EFFICIENZA DEL SISTEMA DI PRODUZIONE VALUTAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ E DELLA EFFICIENZA DEL SISTEMA DI PRODUZIONE STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO VERIFICA CHE IL FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO SIA CORRETTO GESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA P L C CONTROLLORI A LOGICA PROGRAMMABILE ALGORITMI DI CONTROLLO A CONTROREAZIONE TEMPORIZZAZIONE E SEQUENZIALIZZAZIONE DELLE VARIABILI DI COMANDO VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO VERIFICA CHE IL FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO SIA CORRETTO GESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI COMANDO ASSEGNAZIONE DEL VALORE AI PARAMETRI DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO ASSEGNAZIONE DELL’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE DI CONTROLLO D C S DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM CONDUZIONE DEGLI IMPIANTI VERIFICA CHE IL FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO SIA CORRETTO TEMPORIZZAZIONE E SEQUENZIALIZZAZIONE DELLE VARIABILI DI COMANDO VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO P L C GESTIONE DELLE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA ASSEGNAZIONE DEL VALORE ALLE VARIABILI DI INTERVENTO ASSEGNAZIONE DEL VALORE AI PARAMETRI DEGLI ALGORITMI DI CONTROLLO CORDINAMENTO TEMPORIZZAZIONE, SEQUENZIALIZZAZIONE E SCELTA DELLA STRATEGIA DI INTERVENTO VERIFICA CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI CONTROLLATI A LIVELLO DI CAMPO CAMPO ASSEGNAZIONE DELL’ANDAMENTO DESIDERATO DELLA VARIABILE DI INTERVENTO MODALITÀ DI INTERVENTO A CATENA APERTA ALGORITMI DI CONTROLLO A CONTROREAZIONE REGOLATORI PID O CONTROLLORI DEDICATI ALGORITMI DI CONTROLLO A CONTROREAZIONE MISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE, DELLA VARIABILI INTERNE E DELLE VARIABILI ESTERNE STRUMENTAZIONE DI CAMPO MISURA DELLE VARIABILI CONTROLLATE, DELLA VARIABILI INTERNE E DELLE VARIABILI ESTERNE STRUMENTAZIONE ESSENZIALE 27
CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DI SISTEMA CONTROLLATO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DI SISTEMA CONTROLLATO VARIABILI CONTROLLATE tempo IN SOVRACCARICO FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI NOMINALI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DEGRADATO IN CONDIZIONI NOMINALI FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA IN CONDIZIONI DEGRADATE IN EMERGENZA AVVIMENTO FUNZIONAMENTO CONDIZIONI OPERATIVE 28
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO VIENE VERIFICATO CHE SUSSISTANO LE CONDIZIONI PER IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CONTROLLATO VENGONO APPLI-CATE 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 tempo variabile di comando VENGONO MISURATE LE VARIABILI CONTROLLARE, LE VARIABILI OPERATIVE E LE VARIABILI INTERNE PER RILEVARE EVENTUALI ANOMALIE DI FUNZIONAMENTO INIZIALIZZAZIONE COMANDO DI ALGORITMI DECISIONALI IN LOGICA BINARIA ALGORITMI PER IL CONTROLLO A CATENA APERTA O IN CONTROREA-ZIONE 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 PROCEDURE DECISIONALI IN LOGICA FUZZY COMANDI PER IL CONTROLLO 29
COME RENDERE OPERATIVO IL CONTROLLO 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’EF-FICACIA 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 FUNZIONAMEN-TO NELLE CONDIZIONI OPERATIVE NOMINALI 6 - VERIFICA DEL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROL-LARE SOTTOPOSTO ALL’AZIONE DI CONTROLLO 7 - SE LA VERIFICA DÀ ESITO NEGATIVO APPLICAZIONE DI AZIONI DI CON-TROLLO 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
UTILIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO UTILIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO LIMITE DI UTILIZZAZIONE tempo OCCASIONI PERDUTE LIMITE NOMINALE LIMITE DI CONVENIENZA AVVIAMENTO PARZIALE AVVIAMENTO FERMATA PARZIALE AVVIAMENTO FERMATA UTILIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 31
SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO COMANDO DI AVVIAMENTO O DI FERMATA COMANDO DI ATTIVAZIONE IMPIANTO COMANDO DI ATTIVAZIONE APPARATO COMANDO DI ATTIVAZIONE EVENTO ELEMENTO SINGOLO COMANDO DI ATTIVAZIONE DECISIONE COMANDI PER LA CONDUZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 32
DEL SISTEMA CONTROLLATO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROBLEMI CONNESSI ALLA REALIZZAZIONE PROGETTAZIONE IMPIANTI E APPARATI COMPORTAMENTO IMPIANTI E APPARATI STUMENTAZIONE RETE DI COMUNICAZIONE PROBLEMI CONNESSI AL FUNZIONAMENTO CATENA DI PRODUZIONE QUANTITÀ DEL PRODOTTO QUALITÀ DEL PRODOTTO FUNZIONAMENTO FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA CONTROLLATO PROBLEMI CONNESSI ALLA GESTIONE RACCOLTA DATI SOFTWARE DI CONTROLLO SOFTAWARE DI CONDUZIONE ALLARMI PROBLEMI CONNESSI ALL’ESERCIZIO GESTIONE DOCUMENTI GESTIONE PROGETTO GESTIONE MANUTENZIONE BILANCIO ECONOMICO PROBLEMI CONNESSI AL FUNZIONAMENTO 33
COMPONENTI DISPOSITIVI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ELABORAZIONE DEI DATI E DELLE INFORMAZIONI ESERCIZIO SISTEMA DI PRODUZIONE IMPIANTI APPARATI DISPOSITIVI COMPONENTI STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO 34 34
ELEMENTI SINGOLI S T R U M E N T A Z I O N E GESTIONE SUPERVISIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ESERCIZIO PIANIFICAZIONE CONTROLLO MANUALE GESTIONE BASE DI DATI AUTOMATICO SUPERVISIONE BASE DI DATI CONDUZIONE COORDINAMENTO S T R U M E N T A Z I O N E BASE DI DATI ELEMENTI SINGOLI STRUTTURA DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 35
APPARATI SINGOLI S T R U M E N T A Z I O N E PIANIFICAZIONE ESERCIZIO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO OTTIMIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE S T R U M E N T A Z I O N E APPARATI SINGOLI SUPERVISIONE CONDUZIONE GESTIONE PIANIFICAZIONE COORDINAMENTO ESERCIZIO OTTIMIZZAZIONE DELL’ESERCIZIO BASE DI DATI OTTIMIZZAZIONE DELLA GESTIONE DA OPERATORE ESPERTO O DA OPERATORE ASSISTITO DA SISTEMA ESPERTO SEQUENZIALIZZAZIONE (RIGIDA O FLESSIBILE) DI EVENTI A CATENA APERTA A CONTROREAZIONE MODALITÀ DI CONTROLLO AI VARI LIVELLI 36
IL RUOLO DELLA STRUMENTAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO IL RUOLO DELLA STRUMENTAZIONE COME CLASSIFICARE LA STRUMENTAZIONE ? COME INQUADRARE I COMPONENTI CHE COSTITUI-SCONO LA STRUMENTAZIONE ? COME SI ARTICOLA IL MERCATO DELLA STRUMENTA-ZIONE 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
STRUMENTAZIONE HARDWARE SOFTWARE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO COLLEGAMENTO STRUMENTI DISPOSITIVI DI MISURA COLLEGAMENTO AL QUADRO DI CON-TROLLO CONTROLLORI LOCALI SUPERVISIONE COLLEGAMENTO AL-LE PROCEDURE DI ESERCIZIO E DI PIA-NIFICAZIONE ATTUATORI RETE DI COMUNICAZIONE SUDDIVISIONE DELLA STRUMENTAZIONE 38
DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE AUTOMAZIONE INDUSTRIALE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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
STRUMENTAZIONE DISPOSITIVI DI MISURA RETI DI COMUNICAZIONE ATTUATORI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUMENTAZIONE DISPOSITIVI DI MISURA RETI DI COMUNICAZIONE ATTUATORI - DI CAMPO CON USCITA - ATTUATORI - SUPPORTO FISICO - ON/OFF - ON/OFF - ARIA IN PRESSIONE - ANALOGICA - MOTO CONTINUO - TENSIONE CONTINUA - DIGITALIZZATA - MOTO INCREMENTALE - TENSIONE MODULATA - DIGITALE - AZIONAMENTI - CORRENTE CONTINUA - SMART CON USCITE DIGITALI - ELETTRICI - INFORMAZIONI - IDRAULICI - VALORE ON/OFF - PNEUMATICI - VALORE ANALOGICO - INTELLIGENTI CON USCITE DIGITALI - VALORE DIGITALIZZATO - PROTOCOLLI CLASSIFICAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE 40
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE DISPOSITIVI DI MISURA 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
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE ATTUATORI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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
STRUMENTAZIONE DI PROCESSO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUMENTAZIONE DI PROCESSO TEMPERATURA MISURE DI PRESSIONE PORTATA LIVELLO P H STRUMENTAZIONE CINETICA POSIZIONE MISURE DI VELOCITÀ ACCELERAZIONE COPPIA FORZA CLASSIFICAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE 43
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE DISPOSITIVI E SOFTWARE DI CONTROLLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO DISPOSITIVI E SOFTWARE DI CONTROLLO P A S PROCESS AUTOMATION SYSTEMS P L C PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER P I D 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 REAL TERMINAL UNIT S C A D A 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 CONTROL SYSTEMS 320 M € STRUMENTI DI MISURA 215 M € PROGAMMABLE LOGIC CONTROLLER 115 M € VALVOLE E POSIZIONATORI 90 M € ANALISI GAS E LIQUIDI 85 M € STRUMENTI DA QUADRO 65 M € AZIONAMENTI 60 M € APPARECCHIATURE DA LABORATORIO 35 M € U P S 7 M € ARTICOLAZIONE DEL MERCATO 45
PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO MERCATO DELLA STRUMENTAZIONE PER I SISTEMI DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 360 M € SENSORI E CODIFICATORI 220 M € AZIONAMENTI 220 M € CONTROLLORI A LOGICA CABLATA 140 M € APPARECCHIATURE DI PROVA 110 M € ATTUATORI PNEUMATICI 60 M € STRUMENTI DA PANNELLO 40 M € U.P.S. 5 M € ARTICOLAZIONE DEL MERCATO 46
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO MERCATO DELLA STRUMENTAZIONE PER LE RETI DI DISTRIBUZIONE SISTEMI DI TELECONTROLLO 86 M € VALVOLE E POSIZIONATORI 32 M € AZIONAMENTI 27 M € STRUMENTI DI MISURA 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 20 40 60 80 100 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 TECNOLOGIE IMPIEGATE 48
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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 DI GESTIONE 6% HARDWARE FIRMWARE 47% SOFTWARE APPLICATIVO 37% VALUTAZIONE DEI COSTI 49
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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 SOFTWARE DI GESTIONE 2% HARDWARE FIRMWARE 58% SOFTWARE APPLICATIVO 30% VALUTAZIONE DEI COSTI 50
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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 DI GESTIONE 3% SOFTWARE APPLICATIVO 25% HARDWARE FIRMWARE 64% VALUTAZIONE DEI COSTI 51
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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 SOFTWARE DI GESTIONE 15% HARDWARE FIRMWARE 44% SOFTWARE APPLICATIVO 31% VALUTAZIONE DEI COSTI 52
COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO COSTO DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE PER UNA RETE DI DISTRIBUZIONE 10% MANUTENZIONE MESSA IN SERVIZIO 8% SOFTWARE DI GESTIONE HARDWARE FIRMWARE 8% 40% SOFTWARE APPLICATIVO 35% VALUTAZIONE DEI COSTI 53
ARTICOLAZIONE DELL’OFFERTA PER TIPO DI PRODOTTO NEL 2003 INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ARTICOLAZIONE DELL’OFFERTA PER TIPO DI PRODOTTO NEL 2003 PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER PLC 610 MILIONI DI EURO STRUMENTI DI MISURA 356 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM DCS 350 VALVOLE ATTUATORI 318 SENSORI CODIFICATORI 284 CONTROLLO EDIFICI SISTEMI 192 ANALISI GAS E LIQUIDI 130 STRUMENTI DA QUADRO 129 APPARECCHIATURE LABORATORIO 92 APPARECCHIATURE DI PROVA 94 RETI DI COMUNICAZIONE 85 ARTICOLAZIONE DELLA OFFERTA 54
DEL SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 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 FINA-LIZZATO 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
SVILUPPO DELLE AZIONI DI CONTROLLO 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 DIAGNOSI DEI GUASTI LINEE DI TENDENZA INTERFACCIA OPERATORE GESTIONE ALLARMI CONTROLLO STATISTICO DELLA PRODUZIONE BASE DATI DEL SISTEMA DI PRODUZIONE SUPPORTO ALLA MANUTENZIONE DRIVERS INFORMAZIONI SUL SISTEMA DI PRODUZIONE INFORMAZIONI SUI DISPOSITIVI DI MISURA DATI MISURATI INFORMAZIONI SULLA GESTIONE GESTIONE CENTRALIZZATA DELLE BASI DATI 58
EVOLUZIONE DELLE TECNOLOGIE UTILIZZATE 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 TRASMIS-SIONE 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
STRUMENTAZIONE SMART E STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUMENTAZIONE SMART E STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE 1 - STRUMENTAZIONE SMART GIÀ DISPONIBILE 2 - PRESTAZIONI NON OTTENIBILI CON UNA STRUMENTAZIONE CON-VENZIONALE 3 - NECESSITÀ DI UNA STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE DI TIPO DE-DICATO PER OTTENERE PRESTAZIONI CHE MIGLIORINO L’EFFI-CIENZA E LA PRODUTTIVITÀ DELL’IMPIANTO 4 - DISPONIBILITÀ DEI DATI E DELLE MISURE NECESSARIE PER ATTI-VARE LA PROCEDURA CHE REALIZZA UNA STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE DI TIPO DEDICATO 5 - VISUALIZZAZIONE DEL VALORE OTTENUTO DALLA STRUMENTA-ZIONE INTELLIGENTE IN MODO DA RENDERLA FACILMENTE UTI-LIZZABILE NEL CONTROLLO O NELLA GESTIONE OPPURE INTER-PRETABILE DALL’UTENTE REQUISITI PER LA STRUMENTAZIONE EVOLUTA 60
PROCEDURE DI DATA PROCESSING 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 SUPERVI-SIONE E LA GESTIONE DEI VALORI MISURATI A LIVELLO DI CAMPO 4 - DI TIPO CONVENZIONALE OPPURE INNOVATIVO 5 - UTILIZZATE COME VARIABILI DI INGRESSO NELLA STRUMENTA-ZIONE INTELLIGENTE DI TIPO DEDICATO 6 - DI IMPIEGO GENERALE OPPURE FINALIZZATE ALLE NECESSITÀ DELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE REQUISITI PER L’ELABORAZIONE DEI DATI 61
RICHIESTE DELL’UTENTE FINALE PER IL DATA PROCESSING 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 COMPORTAMEN-TO DINAMICO DEL SISTEMA DA CUI PROVENGONO I VALORI MISU-RATI, 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
DIAGNOSI DEI GUASTI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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
MODALITÀ DI MANUTENZIONE 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 EFFICIEN-ZA (RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE – RCM) IL PROBLEMA DELLA MANUTENZIONE 64
GESTIONE TECNICA E PRODUTTIVA DI UN IMPIANTO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO GESTIONE TECNICA E PRODUTTIVA DI UN IMPIANTO 1 - CONFIGURAZIONE DEGLI ELEMENTI (DISOISITIVI DI MISURA, AT-TUATORI, 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 RICAM-BIO, ALLE SOSTITUZIONE E AI FORNITORI, 6 - ACQUISIZIONE E MEMORIZZAZIONE DEI DATI RELATIVI ALLA CONDUZIONE 7 - MANUTENZIONE DI RIPRISTINO, PREVENTIVA, PROGRAMMATA, PREDITTIVA I PROBLEMI DELLA GESTIONE 65
CLASSIFICAZIONE E RILEVANZA DEI SISTEMI DA CONTROLLARE 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
MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO 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
CONDIZIONI OPERATIVE FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI NOMINALI AVVIAMENTO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO CONDIZIONI OPERATIVE FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI NOMINALI AVVIAMENTO FERMATA MALFUNZIOMENTO PARZIALE EMERGENZA CONDIZIONI OPERATIVE 68
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA DA CONTROLLARE FINALITÀ DELLA AUTOMAZIONE DISPOSITIVI PER L’AUTOMAZIONE AZIONI DI CONTROLLO DISPOSITIVI DI MISURA EMPIRICHE E SISTEMATICHE SISTEMI NATURALI COMPLESSI PRODUTTIVITÀ ATTUATORI CONTROLLORI LOCALI AUTOMATICHE E MANUALI QUALITÀ DEL PRODOTTO RETI DI COMUNICAZIONE IMPIANTI DI PRODUZIONE SOFTWARE DI COMUNICAZIONE IBRIDE REDDITIVITÀ DEL SISTEMA CONTROLLATO CALCOLATORI E SOFTWARE DI SUPERVISIONE RIGIDE E FLESSIBILI RETI DI DISTRIBUZIONE TIPI DI SISTEMI DA CONTROLLARE E RELATIVE PROBLEMATICHE 69
SISTEMA DA CONTROLLARE SISTEMA DI CONTROLLO VERIFICA DELLE PRESTAZIONI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO FINALITÀ DELLA PRODUZIONE CICLO DI LAVORO PRESTAZIONI VARIABILI DI COMANDO SISTEMA DA CONTROLLARE SISTEMA DI CONTROLLO VARIABILI CONTROLLATE VARIABILI INTERNE VERIFICA DELLE PRESTAZIONI AGGIORNAMENTI E MODIFICHE PROCEDURE DI PROGETTAZIONE 70 PROBLEMI EMERGENTI
DAL PROCESSO DI PRODUZIONE AL PRODOTTO 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 RIPETITIVI-TÀ PROCESSO DI PRODUZIONE LA RIPETITIVITÀ DEL PROCESSO DI PRODUZIONE DIPENDE DAL-LA 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 CONOSCEN- ZA DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE LA COMPLESSITÀ DELLE ELABORAZIONI DIPENDE POCO DALL’EFFICA- CIA DELLA STRATEGIA DI CONTROLLO EFFICACIA DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 73
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO - DEFINIZIONE DI SISTEMA DA CONTROLLARE E SUA CARATTE-RIZZAZIONE 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 SISTE-MA DI AUTOMAZIONE ? SECONDO QUALE STRUTTURA ORGANIZZARE IL SISTE-MA 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
PROGETTARE IL PRODOTTO IN FUNZIONE DELL’AUTOMAZIONE 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
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO 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 IL SISTEMA CONTROLLATO È FUNZIONANTE PROGETTATE MEDIANTE IL MODELLO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE PROGETTATE SU SIMULAZIONE CONGIUNTAMENTE AL SISTEMA DA CONTROLLARE APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE 78
FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE SISTEMA COMPLESSO STRUMENTAZIONE MODALITÀ DI CONTROLLO IMPIANTI APPARATI ELEMENTI SINGOLI STRUTTURA DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 79
LIVELLO 3 LIVELLO 2 LIVELLO 1 LIVELLO 0 INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA COMPLESSO LIVELLO 3 LIVELLO 2 IMPIANTI LIVELLO 1 APPARATI LIVELLO 0 ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO STRUTTURA GERARCHICA DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 80
LIVELLO 3 LIVELLO 2 LIVELLO 1 LIVELLO 0 INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO GESTIONE OTTIMIZZATA SISTEMA COMPLESSO LIVELLO 3 AZIONI SULLE VARIABILI DI GESTIONE CONDUZIONE LIVELLO 2 SUPERVISIONE IMPIANTI AZIONI SULLE VARIABILI DI CONDUZIONE SEQUENZIALIZZAZIONE DELLA AZIONI SULLE VARIABILI DI COMANDO LIVELLO 1 APPARATI LIVELLO 0 AZIONE SULLE VARIABILI DI CONTROLLO DEI SINGOLI ELEMENTI ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO ORGANIZZAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO 81
LIVELLO 3 LIVELLO 2 LIVELLO 1 LIVELLO 0 introduzione e inquadramento LIVELLO 3 GESTIONE OTTIMIZZATA SCELTA DELLE MODALITÀ DI PRODUZIONE SISTEMA COMPLESSO IMPOSIZIONE DELLE VARIABILI DI GESTIONE DIAGNOSI DEI GUASTI INCIPIENTI RICONFIGURAZIONE SUPERVISIONE LIVELLO 2 MIGLIORAMENTO DEL FUNZIONAMENTO IMPOSIZIONE DELLE VARIABILI DI CONDUZIONE IMPIANTI MONITORAGGIO CALIBRAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE INDIVIDUAZIONE DEI GUASTI COORDINAMENTO LIVELLO 1 SEQUENZIALIZZAZIONE DELLE VARIABILI DI COMANDO APPARATI ALLARMI LIVELLO 0 CONTROLLO LOCALE ELEMENTI SINGOLI AZIONE SULLE VARIABILI DI CONTROLLO DEI SINGOLI ELEMENTI FINALIZZATE AD OTTIMIZ-ZARE LA FEDELTÀ DI RISPOSTA FLUSSO DELLE INFORMAZIONI 82 82
LIVELLO 3 LIVELLO 2 LIVELLO 1 LIVELLO 0 INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO LIVELLO 3 SISTEMA COMPLESSO DATI SETUP POINT SET LIVELLO 2 IMPIANTI DATI LIVELLO 1 APPARATI LIVELLO 0 COMANDI ELEMENTO SINGOLO MISURE ELEMENTO SINGOLO ELEMENTO SINGOLO FLUSSO DELLE INFORMAZIONI 83
PROFESSIONALITÀ RICHIESTE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROFESSIONALITÀ RICHIESTE PIANIFICATORE DELLA PRODUZIONE SISTEMA COMPLESSO IMPIANTO RETE DI IMPIANTO INTEGRATORE DI SISTEMA INSTALLAZIONE DELLA RETE E MESSA IN FUNZIONE DELLA SUPERVISIONE ELEMENTO SINGOLO RETE DI CAMPO STRUMENTISTA CONOSCENZA DELLA STRUMENTAZIONE DA CAMPO MESSA IN FUNZIONE DEI CONTROLLORI LOCALI PROFESSIONALITÀ RICHIESTE 84
SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE 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 IMPIANTO APPARATO SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE - GARANZIA SULLA QUALITÀ DEL PRODOTTO - PRODUZIONE ORARIA - RENDIMENTO PECULIARITÀ DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO 85
DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO tempo CONDIZIONI NOMINALI DI FUNZIONAMENTO variabile di comando AVVIAMENTO FERMATA controllata variabile VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE 86
SPECIFICHE DELLA PRODUZIONE 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 IMPIANTO APPARATO 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
DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO CONDIZIONI OPERATIVE DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI tempo di comando variabile eventi controllata CICLO DI LAVORO CICLO DI LAVORO VARIABILI DI COMANDO E DELLE VARIABILI CONTROLLATE 88 88
QUADRO DI TELECOMANDO TELETRASMISSIONE SPECIFICHE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO RETI DI DISTRIBUZIONE QUADRO DI TELECOMANDO - TELERICEVIMENTO DELLE VARIABILI MISURATE - TELETRASMISSIONE DELLE VARIABILI DI COMANDO - SEGNALAZIONI DI CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO ANOMALE RETE DI DISTRIBUZIONE TELETRASMISSIONE APPARATO ATTARATO SPECIFICHE - QUALITÀ DEL PRODOTTO - COSTANZA DEI PARAMETRI DEL PRODOTTO DISTRIBUITO - CONTINUITÀ DI FORNITURA DEL PRODOTTO PECULIARITÀ DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE 89 89
CONDIZIONI OPERATIVE DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO CONDIZIONI OPERATIVE DI UNA RETE DI DISTRIBUZIONE tempo controllate variabile parametro caratteristico disturbo di comando variabile VARIABILI DI COMANDO, DI QUELLE CONTROLLATE E DEL DISTURBO 90
MODALITÀ DI CONTROLLO AUTOMAZIONE INDUSTRIALE EMPIRICHE SISTEMISTICHE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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
MODALITÀ DI CONTROLLO AUTOMAZIONE INDUSTRIALE EMPIRICHE SISTEMISTICHE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO AUTOMAZIONE INDUSTRIALE MODALITÀ DI CONTROLLO EMPIRICHE SISTEMISTICHE SENZA MODELLO CON MODELLO CONTROLLORI LOCALI A CATENA APERTA PID CON TUNIG OTTIMIZZATO PID A GUADAGNO PROGRAMMATO PID FUZZY CONTROLLORI LOCALI A CATENA APERTA PID STANDARD PID CON AUTOTUNIG 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
DELLA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO 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 CON-TROLLATO COMPLESSO DEFINIZIONE DELLE MODALITÀ DI ESERCIZIO DOCUMENTAZIONE DELLA PROGETTAZIONE, DELLA REALIZZAZIONE, DELLA CONDUZIONE E DELLA GESTIONE PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 94
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO AUTOMAZIONE INDUSTRIALE ESPERIENZA STRUMENTAZIONE METODI PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEI SINGOLI APPARATI PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONDUZIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO DOCUMENTAZIONE DELLA PROGETTAZIONE DELLA REALIZZAZIONE DELLA CONDUZIONE DELLA GESTIONE DEFINIZIONE DELLA MODALITÀ DI ESERCIZIO PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI GESTIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO PROGETTAZIONE DELLA PROCEDURA DI PRODUZIONE PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEI SINGOLI IMPIANTI DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI E DELLE SPECIFICHE PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 95
CONTROLLO CHE ASSICURA: INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO HARDWARE IMPIANTI APPARATI MODALITÀ DI CONTROLLO SOFTWARE ESERCIZIO CONDUZIONE IMPIANTI CONTROLLO CHE ASSICURA: GESTIONE SISTEMA CON-TROLLATO COMPLESSO IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEL CICLO PRODUTTIVO SERVIZI ATTUATORI VALUTAZIONE DEGLI INDICI DI FUNZIONALITÀ LA FUNZIONALITÀ DEGLI IMPIANTI E DEGLI APPARATI VALUTAZIONE DEGLI INDICATORI DIAGNOSTICI DISPOSITIVI DI MISURA LE PRESTAZIONI STATICHE E DINAMICHE DEI SINGOLI ELEMENTI 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 IDROGENO AZOTO IDROGENO ACQUA COMPRESSORE COMPRESSIONE DEPURATORE SINTESI EIETTORE ACQUA VAPORE TORRE DI SINTESI REFRIGERAZIONE REFRIGERATORE POMPA SEPARAZIONE NH3 LIQUIDA SEPARATORE SEPARAZIONE NH3 GASSOSA SEPARATORE POMPA SCAMBIATORE EVAPORATORE SCAMBIATORE EVAPORATORE AMMONIACA LIQUIDA AMMONIACA GASSOSA POMPA AMMONIACA LIQUIDA AMMONIACA GASSOSA VAPORE PROGETTAZIONE DELLA PROCEDURA DI PRODUZIONE 97
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO TORRE DI SINTESI PRODOTTI INIZIALI SCAMBIATORE DI CALORE PRODOTTI FINALI EIETTORE DEPURATORE AMMONIACA GASSOSA COMPRESSORE AZOTO AMMONIACA LIQUIDA IDROGENO GAS NON REAGITI SEPARATORE POMPA SERBATOIO POMPA SEPARATORE SCAMBIATORE DI CALORE APPARECCHIATURE PER LA REALIZZAZIONE DELL’IMPIANTO 98
SCAMBIATORE DI CALORE A SERPENTINO SCAMBIATORE DI CALORE A PIOGGIA INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SCAMBIATORE DI CALORE A SERPENTINO SCAMBIATORE DI CALORE A PIOGGIA CONTROLLO DI PORTATA FC PC CONTROLLO DI PRESSIONE VALVOLA A TRE VIE SERVOVALVOLA VALVOLE A DUE VIE CONTROLLI PRINCIPALI DELL’IMPIANTO 99
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUTTURA HARDWARE DEL SISTEMA CONTROLLATO DEFINIZIONE DEI SISTEMI DA CONTROLLARE DEFINIZIONE DELLA STRUMENTAZIONE DEFINIZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO ATTUATORI DISPOSITIVI DI MISURA RETE DI COMUNICAZIONE 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 PRESTAZIONI NOMINALI QUALITÀ DEL PRODOTTO 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
PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO COSA PROGETTARE FINALITÀ DEL SISTEMA DI CONTROLLO INDIVIDUAZIONE DEGLI ELEMENTI CHE FORMANO IL SISTEMA DA CON-TROLLARE FUNZIONALITÀ QUALI REQUISITI DEVE AVERE IL SISTEMA DI CONTROLLO 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
CRITERI DI PROGETTAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO CRITERI DI PROGETTAZIONE TRADIZIONALI SECONDO CONSUETUDINI AZIENDALI CONSOLIDATE INNOVATIVI SECONDO APPROCCI FINALIZZATI ALLA USABILITÀ DEL PRO-GETTO E STRUTTURATI SECONDO I CANONI DELL’ OBJECT ORIENTED, UTI-LIZZANDO LE NOTAZIONI NELL’UNIFIED MODELLING LANGUAGE (UML) E ALCUNI SOFTWARE SPECIALISTICI FINALIZZATI ALLE FASI DI PROGETTA-ZIONE 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
MODALITÀ DI COLLAUDO CICLO DI VITA INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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
REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO 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 ITERAZIONI APPRONTAMENTO DELLE SPECIFICHE FUNZIONALI DI DETTAGLIO PROGETTAZIONE, INGEGNERIZZAZIONE E IMPLE-MENTAZIONE DEGLI APPARATI E DEGLI IMPIANTI PROGETTAZIONE, INGEGNERIZZAZIONE E IMPLE-MENTAZIONE 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 STRUMENTAZIO-NE E DEL SISTEMA DI CONTROLLO REQUISITI DEL SISTEMA DI PRODUZIONE PER LA RICHIESTA DI OFFERTA PER LA REA-LIZZAZIONE 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 CONDIZIO-NI 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 CON-DIZIONI 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 PROGETTAZIO-NE,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
AZIONI DI CONTROLLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 1- SE CONSOLIDATE, DI VALIDITÀ PROVATA 2 - SE INNOVATIVE, DI VALIDITÀ CONFERMATA DA PROVE 3 - DI SICURA EFFICACIA PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLE PRESTAZIO-NI 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 SEN-SORI DIVERSI DA QUELLI PREVISTI 6 - NON STRETTAMENTE DIPENDENTI DAL PASSO DI CAMPIONAMEN-TO 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 MODALITÀ DI CONTROLLO 108
ESPERTI PROGETTAZIONE FUNCTIONAL DESIGN SPECIFICATION INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ESPERTI PER LA RELIZZAZIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO UTENTE FINALE 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 ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO MODALITÀ DEL CONTROLLO INTERFACCIA UOMO-MACCHINA DOCUMENTAZIONE E SUA ARCHIVIAZIONE VINCOLI OPERATIVI DEL SISTEMA DI CONTROLLO ORGANIZZAZIONE DEL CONTROLLO INDIVIDUAZIONE DI MODULI TIPICI IMPOSIZIONE DELLE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO 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 REQUISITI TECNOLOGICI NORME CORRENTI STANDARDS RACCOMANDAZIONI ASPETTI LEGALI STATO DELL’ARTE STRUMENTI DI SVILUPPO LICENZE PROGETTAZIONE GESTIONE DEL PROGETTO RICHIESTA DI OFFERTA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 111
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROGETTAZIONE STANDARDIZZAZIONE USABILITÀ NOMENCLATURA SIMBOLOGIA LIBRERIA MODULARITÀ LINGUA DEL PROGETTO E DEL SISTEMA ERGONOMIA: HELP, PAGINE VIDEO TRACCIABILITÀ AFFIDABILITÀ FLESSIBILITÀ ADATTABILITÀ SCALABILITÀ PRESTAZIONI AVVIO DEL SISTEMA RIPRISTINO RIDONDANZE SCELTA DELL’ARCHITETTURA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 112
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO FUNZIONALITÀ VINCOLI E LINEE GUIDA PROGETTAZIONE GESTIONE DEL PROGETTO REQUISITI DI QUALITÀ FASI DEL PROGETTO SUBFORNITURE RISORSE PER IL PROGETTO VERIFICA DELLA QUALITÀ 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
AUTOMAZIONE AD ALTO LIVELLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO AUTOMAZIONE AD ALTO LIVELLO ADATTAMENTO DEL MODELLO DIAGNOSI DI GUASTI RICONFIGURAZIONE PARAMETRI MODELLO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE INDIVIDUAZIONE DEI SINTOMI MISURE AUTOMAZIONE A BASSO LIVELLO MODALITÀ DI CONTROLLO IMPIANTO LIVELLI DI AUTOMAZIONE 115 PROBLEMI EMERGENTI
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO STRUMENTAZIONE INDUSTRIA PER L’ APPLICAZIONI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE PER L’ INDUSTRIA IL RUOLO DELLA STRUMENTAZIONE 116
IL RUOLO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO IL RUOLO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO QUALE È L’APPROCCIO DA SEGUIRE PER SCEGLIERE UNA MO-DALITÀ DI CONTROLLO ? COME CARATTERIZZARE LE MODALITÀ DI CONTROLLO ? COME COLLEGARE LE MODALITÀ DI CONTROLLO ALLE PRESTA-ZIONI ? COME COLLEGARE LE MODALITÀ DI CONTROLLO ALLA STRUT-TURA DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE? IL RUOLO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 117
SISTEMA COMPLESSO SISTEMA DI CONTROLLO APPARATI STRUMENTAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SISTEMA COMPLESSO APPARATI REALIZZATI CON TECNOLOGIE MECCANICHE SISTEMA DI CONTROLLO STRUMENTAZIONE REALIZZATA CON TECNOLOGIE MECCANICHE ELETTRICHE ELETTRONICHE INFORMATICHE MECCATRONICHE MODALITÀ DI CONTROLLO REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO 118
SISTEMA DA CONTROLLARE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO IL RUOLO DELLE TECNOLOGIE TECNOLOGIE UTILIZZATE 1960 1970 1980 1990 2000 ANNO ELETTROTECNICA ELETTRONICA INFORMATICA MECCATRONICA MECCANICA CHIMICA REALIZZAZIONE DELLA STRUMENTAZIONE REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DA CONTROLLARE IL RUOLO DELLE TECNOLOGIE 119
TECNOLOGIE E FORMAZIONE PROFESSIONALE NELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO TECNOLOGIE E FORMAZIONE PROFESSIONALE NELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE RISULTATO INGEGNERIA MECCANICA 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
VINCOLI PRESTAZIONI COSTO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO COMPETENZE STRUMENTAZIONE AZIONI DI CONTROLLO CONTROLLO MANUALE TECNOLOGIE CONTROLLO AUTOMATICO MECCANICA APPLICATO A CHIMICA VINCOLI CONTROLLORI LOCALI ELETTROTECNICA COORDINAMENTO ELETTRONICA SUPERVISIONE PRESTAZIONI COSTO INFORMATICA GESTIONE ESERCIZIO COMPETENZE PER LA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLO 121
INFLUENZA DELLE INTERAZIONI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO INFLUENZA DELLE INTERAZIONI SISTEMA DA CONTROLLARE MODALITÀ DI CONTROLLO PRESTAZIONI SI ACCETTANO QUELLE CHE SI RIESCONO AD OTTENERE DIMENSIONATO SENZA TENERE TENERE CONTO DELLA MODALITÀ DI CONTROLLO EMPIRICHE SISTEMATICHE VENGONO IMPOSTE TRAMITE LE MODALITÀ DI CONTROLLO IN MODO: - CONVENZIONALI DIMENSIONATO IN FUNZIONE DELLA MODALITÀ DI CONTROLLO - EMERGENTI - RIGIDO - INNOVATIVE - FLESSIBILE INFLUENZA DELLE INTERAZIONI 122
PREREQUISITI ALLA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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 CON-VENIENZA 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’EMPI-RISMO E SULL’ESPERIENZA SI POSSA RENDERE FUNZIONANTE UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE, UN VOLTA INSTALLATA LA STRUMENTAZIONE CIÒ CONTINUA A FAR CREDERE CHE UNA PREPARAZIONE METO-DOLOGICA ADEGUATA NON RISULTI DI CONCRETA UTILITÀ ANCHE PERCHÉ GLI IMPIANTI SONO STATI REALIZZATI IN MODO CHE POSSANO FUNZIONARE ANCHE SENZA UN SISTEMA DI AUTO- MAZIONE 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
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE MODALITÀ EMPIRICHE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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 COMPORTAMEN- TO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE PER RAGGIUNGERE PRESTAZIONI CHE UN OPERATORE ESPERTO NON POTREBBE MAI OTTENERE INNOVATIVE RICAVATE DA UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DEL COMPORTA- MENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE NEL SISTEMA DI PRODUZIONE E REALIZZATE CON DISPOSITIVI CHE COPIANO L'ESPERIENZA E L’INTEL- LIGENZA DI OPERATORI ESPERTI CLASSIFICAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 126
APPROCCIO TEORICO APPROCCIO PRAGMATICO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO 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
ESEMPIO DI APPLICAZIONE A LIVELLO DI CAMPO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ESEMPIO DI APPLICAZIONE A LIVELLO DI CAMPO tempo VARIABILE DI FORZAMENTO VARIABILE CONTROLLATA SPECIFICHE: FACENDO RIFERIMENTO AD UNA VARIABILE DI COMANDO DI TIPO A GRA-DINO, 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 PERMA-NENTE SIA RAGGIUNTO NEL TEMPO MINIMO. SPECIFICHE NELLA REALIZZIONE DI UN CONTROLORE LOCALE 128
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO APPROCCIO EMPIRICO: VIENE REALIZZATO IL SISTEMA CONTROLLATO IMPO-NENDO AL VALORE DESIDERATO DELLA VARIABILE CONTROLLATA UN ANDAMENTO DI TALE DA OTTE-NERE CHE VENGA RAGGIUNTO L’OBIETTIVO DESI-DERATO SENZA PROVOCARE FENOMENI INDESI-DERATI E SENZA IMPORRE VINCOLI STRINGENTI SULLA DURATA DEL TRANSITORIO E SULLA QUALITÀ DELLA FEDELTÀ DI RISPOSTA tempo DURATA DEL TRANSITORIO APPROCCIO SISTEMISTICO: VIENE REALIZZATO IL SISTEMA CONTROLLATO PRO-GETTANDO 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 ALLA REALIZZIONE DI UN CONTROLORE LOCALE 129 PROBLEMI EMERGENTI
MODALITÀ DI CONTROLLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO - 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
SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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
DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO INQUADRAMENTO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO RIGIDE FLESSIBILI CONVENZIONALI EMPIRICHE CONSOLIDATE EVOLUTE EMERGENTI INNOVATIVE INQUADRAMENTO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 132 INQUADRAMENTO DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 132
MODALITÀ DI CONTROLLO EMPIRICHE CONVENZIONALI EMERGENTI INNOVATIVE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO MODALITÀ DI CONTROLLO CONTROLLORI LOCALI S U P E R V I S I O N E C O R D I N A M E N T O PIANIFICAZIONE GESTIONE E EMPIRICHE CONVENZIONALI EMERGENTI INNOVATIVE DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 133
DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO AZIONI DI CONTROLLO APPLICAZIONI INDUSTRIALI SETTORI ALTRI 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 1960 1970 1980 1990 2000 ANNO CONTROLLO A LOGICA CABLATA CONTROLLO PROGRAMMATO CONTROLLO ADATTATIVO ROBUSTO CONTROLLO CON REGOLATORI P I D DIFFUSIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 135
SOTTOPROBLEMI PIÙ SIGNIFICATIVI INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROBLEMI EMERGENTI SOTTOPROBLEMI PIÙ SIGNIFICATIVI FUNZIONALITÀ DEL SISTEMA DA CONTROLLARE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO VARIABILI DI COMANDO VARIABILI MISURABILI DISTURBI PRESTAZIONI DEL SISTEMA CONTROLLATO STATICHE DINAMICHE ROBUSTE STRUTTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO A CATENA APERTA A CONTROREAZIONE COMPENSAZIONE DEI DISTURBI COMPENSAZIONE DEI DISTURBI SEMPLICE SEMPLICE PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO BASATA SULLA INTUIZIONE BASATA SULLA ESPERIENZA BASATA SU MODELLI E ALGORITMI BASATA SU REGOLE REALIZZAZIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO STRUMENTAZIONE CONVENZIONALE E DI CAMPO STRUMENTAZIONE SMART STRUMENTAZIONE INTELLIGENTE 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 CONTROLLORI DI TIPO CONTINUO A CATENA APERTA A CONTROREAZIONE ROBUSTI E ADATTATIVI LE PRESTAZIONI STATICHE LE PRESTAZIONI DINAMICHE SISTEMA DA CONTROLLARE BLOCCO FUNZIONALE ALGORITMO DECISIONALE LEGGE DI CONTROLLO EVENTI INTERVEVENTI MODALITÀ DI CONTROLLO BLOCCO FUNZIONALE NORME IEC 61499 SIGNIFICATO DI MODALITÀ DI CONTROLLO 137
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO DI UN SISTEMA COMPLESSO INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO DI UN SISTEMA COMPLESSO COME AFFRONTARE LA PROGETTAZIONE DEL SISTE-MA 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
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE SCENARIO - DIMENSIONAMENTO DEGLI APPARATI - SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE DI MISURA - DIMENSIONAMENTO DEGLI ATTUATORI PRESTAZIONI - ATTENUAZIONE DELL’EFFETTO DI PERTURBAZIONI - PRECISIONE STATICA - PRECISIONE DINAMICA - ROBUSTEZZA MODELLAZIONE - DELL’APPARATO INSERITO NELL’IMPIANTO - 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 PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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 PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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
SCELTA DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO 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
HARDWARE SOFTWARE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 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
HARDWARE SOFTWARE PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE SIMULAZIONE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE HARDWARE SENSORI SOFTWARE SIMULAZIONE VERIFICA DI VALIDITÀ TRASDUTTORI APPARATI ATTUATORI IMPIANTI P L C SISTEMA DA CONTROLLARE REGOLATORI CONTROLLO RETI LOCALI D C S SISTEMA DA CONTROLLARE PC INDUSTRIALI CALCOLATORI IMPIANTI APPARATI PROGETAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 144 PROBLEMI EMERGENTI 144
SUPERVISIONE E CONTROLLO AUTOMAZIONE INDUSTRIALE AUTOMAZIONE INDUSTRIALE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO SUPERVISIONE E CONTROLLO DRIVER DI INTERFACCIA ALIMENTAZIONE IN POTENZA I/O ACQUISIZIONE DATI DRIVER DI INTERFACCIA ATTUATORI DISPOSITIVI DI MISURA CAMPO 145 STRUTTURA DELLA RETE DI COMUNICAZIONE STRUTTURA DELLA RETE DI COMUNICAZIONE 145
ATTUATORI INTELLIGENTI ACQUISIZIONE IMMAGINI 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
SISTEMA DA CONTROLLARE INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO RETE DI COMUNICAZIONE ESTERNA INTERNET INTERFACCIA OPERATORE MODULO DI COMUNICAZIONE LIVELLO DI SUPERVISIONE RETE DI COMUNICAZIONE INTERNA MODULO DI REGOLAZIONE MODULO DI ACQUISIZIONE LIVELLO DI CAMPO 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
ERP MES OCS INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ENTERPRISE RESOURCE PLANNING • PROGRAMMAZIONE DELLA PRODUZIONE • PREVISIONE VENDITE • PIANI DI BILANCIO • FATTURAZIONE • ORDINI DI VENDITA ERP ENTERPRISE RESOURCE PLANNING MES MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS • ORIDINI DI LAVORAZIONE • SPECIFICHE SULLA QUALITÀ • MANUTENZIONE • SUPPORTO ALLE DECISIONI • PORTATA • LIVELLO • TEMPERATURA • PRESSIONE • CONCENTRAZIONE OCS OPEN CONTROL SYSTEMS METODOLOGIE DI SUPPORTO ALLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 149
INTRODUZIONE E INQUADRAMENTO ORIGINAL EQUIPMENT MANUFACTORY FORNITORE SEDE GENERALE DELLA SOCIETÀ ALTRO IMPIANTO CLIENTE RICEVIMENTO MISCELAZIONE IMPIANTI DI PRODUZIONE CONFEZIO- NAMENTO SPEDIZIONE SERVIZI SALA CONTROLLO MOVIMEN-TAZIONE ESEMPIO DI SISTEMA DI PRODUZIONE 150