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Risorsa bibliografica facoltativa
Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2015/2016
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 085901 - AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Docente Piroddi Luigi
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - CO (360) INGEGNERIA INFORMATICAI1AAZZZZ085901 - AUTOMAZIONE INDUSTRIALE

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

 

Obiettivi
Il corso si propone di fornire le basi concettuali, metodologiche e pratiche per affrontare problemi di automazione e controllo di macchine e impianti industriali di tipo manifatturiero. Si approfondiranno le tecniche di modellizzazione, analisi e controllo dei sistemi dinamici ad eventi discreti, indispensabili per lo studio di problemi di automazione industriale. Inoltre, verranno analizzati alcuni significativi casi di processi e impianti industriali, con maggiore attenzione al caso manifatturiero. Una parte rilevante del corso è dedicata all'implementazione di modelli algoritmi di controllo logico con linguaggi per controllori logici programmabili.

Programma delle lezioni e delle esercitazioni
1. Introduzione all'automazione industriale. Introduzione al controllo logico. Sistemi dinamici ad eventi discreti: definizioni e proprietà. Controllo di sistemi ad eventi discreti. Controllo logico e controllo modulante. Il controllore logico programmabile (PLC). Classificazione di impianti, processi e sistemi di controllo. Processi manifatturieri discreti, continui e batch. Problematiche di automazione.
2. Automi e reti di Petri. Automi a stati finiti. Reti di Petri. Definizioni di base. Evoluzione. Proprietà fondamentali: limitatezza, vivezza, reversibilità. Classi particolari di reti di Petri. Rappresentazione algebrica, equazione di stato. Albero e grafo di raggiungibilità e di copertura. Tecniche di riduzione. Strutture modellistiche fondamentali. Rappresentazione algebrica. Equazione di stato. Analisi dinamica e strutturale. P-invarianti, T-invarianti. Sifoni e trappole. Deadlock.
3. Modellizzazione di sistemi dinamici ad eventi discreti. Modellizzazione con automi. Modellizzazione con reti di Petri. Criteri di modellizzazione. Modelli funzionali di sistemi ad eventi discreti (modello a un evento, modello a due eventi, modello FMS).
4. Controllo di sistemi dinamici ad eventi discreti. Gerarchia e modularità. Anello aperto/chiuso. Metodi diretti: modellizzazione come progetto, metodi Top-Down, metodi Bottom-Up e metodi ibridi. Metodi indiretti. Composizione ed affinamento. Vincoli sullo stato e sugli eventi. Controllo supervisivo basato su P-invarianti.
5. Controllori logici programmabili (PLC). Architettura HW/SW di base dei PLC. Progetto funzionale e programmazione dei PLC. Standard IEC 1131. Linguaggi di programmazione: Ladder Diagram e Grafcet (SFC). Traduzione da SFC o da reti di Petri a Ladder Diagram.

Attività di laboratorio
Sono previste tre sedute di laboratorio informatico in cui verranno progettati sistemi di controllo logico per impianti di varia complessità utilizzando il pacchetto software ISaGRAF.

Bibliografia consigliata
Testi di riferimento:   
- Luca Ferrarini, “Automazione Industriale: Controllo Logico con Reti di Petri”, Pitagora Editrice, 2001.   
- Pasquale Chiacchio e Francesco Basile, “Tecnologie informatiche per l’automazione”, McGraw-Hill, 2004.   
Per gli esercizi:   
- Luca Ferrarini e Luigi Piroddi, “Esercizi di Controllo Logico con Reti di Petri”, Pitagora Editrice, 2002.   
Per approfondimenti:
- C. Bonivento, L. Gentili, A. Paoli, “Sistemi di automazione industriale”, McGraw-Hill, 2011.  
- René David, Hassane Alla, “Petri nets and Grafcet”, Prentice Hall, 1992.
- Zhou, M.C. e K. Venkatesh, “Modeling, Simulation, and Control of Flexible Manufacturing Systems: A Petri Net Approach”, World Scientific, River Edge, NJ, 1999.
- R.W. Lewis, “Programming Industrial Control System Using IEC 1131-3”, IEE Control Eng. Series 50, 1997 (sullo standard IEC 1131-3).
- John O. Moody, Panos J. Antsaklis, “Supervisory Control of Discrete Event Systems using Petri Nets”, Kluwer Academic Publishers.
- Wolfgang Reisig, “Petri nets: an introduction”, Springer-Verlag, 1982.
- James L. Peterson, “Petri Nets Theory and the Modelling of Systems”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs NJ, 1981.  

Altro materiale didattico
In rete si trovano:  
- raccolte di temi d’esame con traccia dello svolgimento
- software per l’analisi e la simulazione di reti di Petri e per il progetto di sistemi di controllo logico.

Modalità di svolgimento delle prove di verifica
L'esame consiste in una prova scritta. Non sono previste prove di valutazione in itinere. 

Prerequisiti
I contenuti dell'insegnamento di Fondamenti di Automatica I (per informatici).


Note Sulla Modalità di valutazione

L'esame consiste in una prova scritta. Non sono previste prove di valutazione in itinere.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaL. Piroddi, Dispense del corso di Automazione Industriale http://home.deib.polimi.it/piroddi/ai.html#lez
Note:

Le dispense del corso saranno messe progressivamente a disposizione durante il semestre.

Risorsa bibliografica obbligatoriaLuca Ferrarini, Automazione Industriale: Controllo Logico con Reti di Petri, Editore: Pitagora Editrice, Anno edizione: 2001, ISBN: 88-371-1296-3
Risorsa bibliografica obbligatoriaP. Chiacchio, F. Basile, Tecnologie informatiche per l'automazione, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2004, ISBN: 88-386-6147-2
Risorsa bibliografica obbligatoriaLuca Ferrarini, Luigi Piroddi, Esercizi di Controllo Logico con Reti di Petri, Editore: Pitagora Editrice, Anno edizione: 2002, ISBN: 88-371-1340-4
Risorsa bibliografica facoltativaC. Bonivento, L. Gentili, A. Paoli, Sistemi di automazione industriale, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2011, ISBN: 88-386-6693-3
Risorsa bibliografica facoltativaRené David, Hassane Alla, Petri nets and Grafcet, Editore: Prentice Hall, Anno edizione: 1992, ISBN: 013327537X
Risorsa bibliografica facoltativaM.C., Zhou, K. Venkatesh, Modeling, Simulation, and Control of Flexible Manufacturing Systems: A Petri Net Approach, Editore: World Scientific, River Edge, NJ, Anno edizione: 1999, ISBN: 981023029X
Risorsa bibliografica facoltativaR.W. Lewis, Programming Industrial Control System Using IEC 1131-3, Editore: IEE Control Eng. Series 50, Anno edizione: 1997, ISBN: 0852969503
Risorsa bibliografica facoltativaJohn O. Moody, Panos J. Antsaklis, Supervisory Control of Discrete Event Systems using Petri Nets, Editore: Kluwer Academic Publishers, ISBN: 0-7923-8199-8
Risorsa bibliografica facoltativaWolfgang Reisig, Petri nets: an introduction, Editore: Springer-Verlag, Anno edizione: 1982, ISBN: 3642699707
Risorsa bibliografica facoltativaJames L. Peterson, Petri Nets Theory and the Modelling of Systems, Editore: Prentice-Hall, Englewood Cliffs NJ, Anno edizione: 1981, ISBN: 0136619835

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
30.0
esercitazione
20.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
06/04/2020