Il corso si propone di fornire le basi concettuali, metodologiche e pratiche per affrontare i basilari problemi di automazione e controllo di macchine e impianti industriali di produzione. Il corso prevede l’approfondimento delle tecniche di analisi e controllo dei sistemi dinamici ad eventi discreti, indispensabili per lo studio di problemi di automazione industriale, con particolare riferimento a reti di Petri. Vengono analizzati anche le principali soluzioni implementative in applicazioni industriali tramite PLC, con approfondimento delle normativa IEC 61131.

Lo studente impara a modellare il comportamento dinamico ad eventi di una macchina o di un semplice sistema di produzione con modelli formali (reti di Petri), ad analizzare il suo comportamento (invarianti di tipo posto e di tipo transizione, sifoni, trappole) e le sue proprietà (vivezza, reversibilità, limitatezza), e infine a controllare il suo comportamento in modo da soddisfare vincoli di stato di tipo mutua esclusione generalizzata. Impara anche semplici elementi per la programmazione dei PLC secondo la normativa IEC 61131.

1. Introduzione all’automazione industriale

1.1.  Classificazione di impianti, processi e sistemi di controllo

1.2.  Tipologie e componenti principali

1.3.  Supervisione, controllo, monitoraggio

2. Impianti di produzione e loro problematiche di automazione

2.1.  Sistemi e impianti di produzione discreta

2.2.  I centri di lavoro

2.3.  Circuiti idro-pneumatici: norme, definizioni principali; valvole direzionali, attuatori lineari, pressostati. Esempi applicativi nei centri di lavoro

3. Controllori logici programmabili (PLC)

3.1.  Componenti prinicpali, firmware e sistema operativo

3.2.  Progetto funzionale e programmazione dei PLC

3.3.  Standard IEC 1131

3.4.  LD (Ladder Diagram) e SFC (Sequential Functional Chart)

3.5.  Esempi applicativi

4. I sistemi dinamici ad eventi discreti

4.1.  Definizioni e proprietà

4.2.  Automi, reti di Petri, Grafcet

4.3.  Principali criteri di modellizzazione con Reti di Petri (un evento, due eventi, FMS)

5. Analisi di sistemi dinamici ad eventi discreti con reti di Petri

5.1.  Vivezza, limitatezza, reversibilità

5.2.  Albero e grafo di raggiungibilità

5.3.  P-Invarianti, T-Invarianti, Sifoni, Trappole

6. Il controllo dei sistemi dinamici ad eventi discreti

6.1.  Metodi diretti e indiretti

6.2.  Sintesi del controllo con vincoli sullo stato e sugli eventi

6.3.  Cenni alla traduzione di Reti di Petri in codice LD

Non ci sono prerequisiti formali per questo corso. E' tuttavia consigliato avere assorbito i contenuti del corso dell'insegnamento di Fondamenti di Automatica (per il Settore dell'Informazione) 10 CFU

Vi e' solo una prova scritta. Non ci sono prove in itinere. La prova scritta è composta da esercizi (solitamente da 3 a 5), a loro volta divisi in vari sottoesercizi. La durata è tipicemante entro le due ore. Allo studente viene chiesto di saper modellare il comportamento dinamico ad eventi una macchina o di un semplice sistema di produzione con modelli formali (reti di Petri), di saper analizzare il suo comportamento (in termini di invarianti di tipo posto e di tipo transizione, sifoni, trappole) e le sue proprietà (vivezza, reversibilità, limitatezza), e infine a controllare il suo comportamento in modo da soddisfare vincoli di stato di tipo mutua esclusione generalizzata. Inoltre, gli viene chiesto di conoscere semplici elementi per la programmazione dei PLC secondo la normativa IEC 61131 (LD e SFC) e di risolvere semplici problemi di automazione (controllo di semplici automatismi).