Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 1 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © L’ Automazione Industriale.

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1 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 1 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © L’ Automazione Industriale

2 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 2 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © Il concetto di automazione L’ automazione industriale è l’ insieme delle tecniche che tendono a rendere automatico, o più automatico possibile, un processo Un processo è un insieme definito di attività che elaborando un input (materiale e/o dati) genera un output  La produzione di carta a partire dalla cellulosa  La produzione di rubinetti finiti a partire da semilavorati stampati  La produzione delle buste paga a partire dai dati di ore lavorate e di paga oraria  La produzione di una torta a partire dagli ingredienti

3 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 3 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © Il processo/1 ricorsivo Il concetto di processo è ricorsivo:  Produzione di un rubinetto Produzione della lega a partire dai minerali –Fusione dei minerali –Aggiunta degli elementi di alligazione »Misurazione delle quantità relative »Aggiunta »Controllo della temperatura »…….. –…………. Stampa a caldo della lega –Iniezione della lega nella pressa –Movimentazione della pressa »Controllo del moto di chiusura »Controllo del moto di apertura »…………. –Scarico della pressa »Controllo della presa del pezzo »…………….. –………….. …………………….

4 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 4 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © Il Processo/2 I limiti che definiscono un processo elementare sono definiti esclusivamente sulla base di considerazioni pratiche e operative, e possono cambiare a seconda di chi e come esamina il fenomeno  Una società di ingegneria considererà un intero treno di laminazione un processo elementare  Il fornitore della parte meccanica considererà un singolo duo di cilindri un processo elementare  ………………...

5 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 5 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © L’ effetto dell’ automazione/1 Contrariamente a quanto si può pensare, l’ effetto dell’ automazione non è una riduzione dei posti di lavoro, ma un aumento della produzione a parità di risorse, e quindi della competitività Da ciò, indirettamente, deriva un aumento dell’ occupazione Inoltre, un aumento diretto dell’ occupazione deriva dalla creazione di figure professionali addette specificamente all’ automazione

6 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 6 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © L’ effetto dell’ automazione/2 flessibilità L’effetto più importante al giorno d’ oggi nell’ automazione è però l’ aumento di flessibilità  Aumento di flessibilità di prodotto  Aumento di flessibilità di sistema flessibilità La flessibilità è ciò che permette oggi alle aziende di essere competitive

7 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 7 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La piramide frattale dell’ automazione AttuatoriSensori PLC AttuatoriSensori Bus PLC AttuatoriSensori PLC AttuatoriSensori Bus PLC DCS Rete Industriale DCS Rete Industriale Supervisore di fabbrica

8 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 8 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La vita dei dati Salendo nella piramide, il numero dei dati diminuisce, ma la loro durata nel tempo aumenta

9 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 9 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © Un nuovo modello di automazione Campo Controllo di macchina EDP Le tendenze recenti dell’ industria: Concentrazione sul “core business” Attenzione agli aspetti finanziari Outsourcing Just-in-time Globalizzazione Attenzione alla qualità Attenzione alla sicurezza Il processo non è più piramidale

10 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 10 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La “rete” dell’ automazione Controllo di macchina Sistema gestionale di fabbrica Controllo di macchina Controllore building automation Richiesta di output da parte della macchina 2 Informazioni sul tipo di lavorazione richiesto provenienti da altro stabilimento Dati relativi alla sicurezza Informazioni sulla qualità e quantità della materia prima provenienti dal subfornitore Supervisore Comandi manuali per aumento flessibilità

11 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 11 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I componenti dell’ automazione - i sensori I sensori Già esaurientemente trattati nel resto del corso, sono il canale di ingresso dei dati del processo, e quindi irrinunciabili. In accordo con il modello frattale proposto, l’ acquisizione e trasmissione della misura è di per sé un processo, che tende sempre di più ad essere automatizzato e integrato completamente nel sensore, che assume in questo caso una caratterizzazione più ampia e meno definita.

12 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 12 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I componenti dell’ automazione - gli attuatori/1 Gli attuatori Per attuatore si intende genericamente tutto ciò che agisce sul processo sotto il controllo del sistema di automazione E’ una categoria molto vasta, e anche questa è composta da enti che possono essere a pieno diritto considerati processi in sè e per sé. Vedremo solo alcuni dei molti possibili esempi.

13 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 13 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I componenti dell’ automazione - gli attuatori/2 Azionamenti elettrici

14 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 14 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I componenti dell’ automazione - gli attuatori/3 Attuatori pneumatici

15 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 15 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I componenti dell’ automazione - gli attuatori/3 Attuatori specifici per applicazioni Attuatore piezoelettrico per aghi per telai automatici

16 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 16 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I PLC I dati acquisiti dai sensori e le uscite destinate agli attuatori vengono elaborati e combinati da elementi logici programmabili. Benchè ci siano varie possibilità, tutte basate su logica a microprocessore, la più diffusa è senza dubbio il PLC, che offre modularità hardware e semplicità di programmazione

17 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 17 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I supervisori Il supervisore di un processo svolge le seguenti funzioni:  Coordinamento dei dati e delle logiche di tutti i sottoprocessi (ma ricordarsi che la relazione processo-sottoprocesso è relativa)  Interfaccia tra l’ operatore umano e il processo  L’ interfaccia con livelli informatici superiori La struttura di un sistema con supervisore

18 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 18 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La struttura logica di un supervisore “Sinottico” (=interfaccia operatore) Data base di campo Collegamenti al campo

19 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 19 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La struttura fisica di un supervisore Collegamenti dal campo Multiplexer Collegamento seriale / LAN Interfaccia ad alta velocità per il back-up caldo LAN Stazioni operatore Server

20 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 20 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I punti salienti di un supervisore Interfaccia verso il campo fortemente dipendente dal campo Multiplexer Canale verso il/i server Server in back-up, eventualmente caldo con canale ad alta velocità Data base per la gestione dei dati Workstation di supervisione grafiche (X-window, Windows, …) Collegamento tra i server e le workstation su rete locale

21 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 21 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © L’ interfaccia operatore

22 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 22 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La regolazione: il PID * Kp * Ki *  * Ki * d/dt Processo Uscita Riferimento - ++ + + Il protagonista della grandissima maggioranza delle regolazioni

23 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 23 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La regolazione: il PID adattativo * Kp * Ki *  * Ki * d/dt Processo Uscita Riferimento - ++ + + Il protagonista della grandissima maggioranza delle regolazioni

24 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 24 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La regolazione: la logica fuzzy/1 0 1 “Bassa”“Alta”“Media” 0100 23 Variabile di processo Funzioni di appartenenza Variabile fuzzy “Media” per il 75% “Bassa” per il 20%

25 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 25 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La regolazione: la logica fuzzy/2 Variabile fuzzy “Media” per il 75% “Bassa” per il 20% Regola fuzzy “SE la variabile è MEDIA o MEDIO- BASSA la risposta deve essere INTENSA (30%) - BASSA (30%)” “Defuzzificazione” 0 1 “Bassa”“Massima”“Intensa” 0100 18 Variabile di uscita del regolatore

26 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 26 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © La regolazione: le reti neurali Rete neurale: Una struttura Una serie di modalità di interazione Una serie di pesi, da definire iterativamente Una serie di ingressi e uscite

27 Excellencein Automation&Drives: Siemens A A&D MC, masserini98.ppt, 10.09.99, slide 27 von 8 Siemens AG 1998. All rights reserved. © I sistemi operativi per l’ automazione Multitasking Deterministici Sensibili agli eventi Prevedibili “Robusti”