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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 052577 - SISTEMI PER L'AUTOMAZIONE E LA COMUNICAZIONE INDUSTRIALE
Docente Maggi Stefano
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (473) AUTOMATION AND CONTROL ENGINEERING - INGEGNERIA DELL'AUTOMAZIONE*AZZZZ052577 - SISTEMI PER L'AUTOMAZIONE E LA COMUNICAZIONE INDUSTRIALE
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (475) ELECTRICAL ENGINEERING - INGEGNERIA ELETTRICA*AZZZZ052577 - SISTEMI PER L'AUTOMAZIONE E LA COMUNICAZIONE INDUSTRIALE
096102 - SISTEMI PER L'AUTOMAZIONE E LA COMUNICAZIONE INDUSTRIALE

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento tratta argomenti relativi a due aspetti specifici e basilari concernenti l'utilizzo delle discipline ICT nell'ambito dei sistemi di automazione: le reti di comunicazione industriali ed i sistemi a logica programmabile (PLC). Le conoscenze impartite sono fondamentali nella progettazione e nello sviluppo dei sistemi di automazione moderni. L’affermarsi delle reti di comunicazione (Fieldbus e Industrial Ethernet) e di interfacce standard tra i sistemi hanno reso necessario lo sviluppo e l’applicazione di specifici protocolli industriali, trattati a livello teorico ed applicativo (in particolare Controller Area Network, Local Interconnect Network, ProfiBus DP, ModBus, CANopen ed alcuni basati sull'Industrial Ethernet).

 

 


Risultati di apprendimento attesi

Lo studente:

- ha conoscenza e comprensione delle comunicazioni negli impianti di produzione industriali automatizzati; dell'introduzione ai sistemi di controllo distribuiti ed embedded: struttura, caratteristiche, requisiti generali e specifici; delle reti di comunicazione nell'ambito dell'automazione e delle problematiche relative allo scambio di informazioni in tempo reale (DdD1).

- ha capacità di applicare conoscenza e comprensione alle reti di campo (Fieldbus) per sistemi embedded (definizione, caratteristiche, utilizzo, sincronizzazione, gestione errori, modelli di comunicazione, scambio dati, latenze, tempi di trasmissione, prestazioni e limiti); alle reti Industrial Ethernet (definizione, caratteristiche, utilizzo, modelli di comunicazione, prestazioni e limiti) e alla pila protocollare TCP/IP in riferimento alle soluzioni più diffuse (EtherNet/IP, PROFINET, Ethernet Powerlink) (DdD1 e DdD2).

- ha capacità di applicare conoscenza e comprensione ai controllori logici programmabili (PLC) e ai sistemi di supervisione (SCADA) (DdD1 e DdD2).

- è capace di utilizzare un reale ambiente di sviluppo per microPLC (DdD2).

A seguito del superamento dell'esame, lo studente:

- è in grado di sviluppare e gestire in autonomia progetti di media complessità nell’ambito dei PLC, attraverso l’utilizzo dei linguaggi di programmazione più diffusi (in particolare Ladder e a Blocchi Funzionali). Le lezioni teoriche saranno supportate con esempi di “problem solving” ed applicazioni reali svolte in azienda (DdD3).

- è capace di scegliere, analizzare e valutare il protocollo più adatto per la gestione dati sulla base di specifiche di progetto, il modello di comunicazione e gli aspetti riguardanti lo scambio di messaggi in tempo reale, compresa la gestione degli errori e di comunicare in modo chiaro e convincente la propria scelta (DdD3 e DdD4).

 


Argomenti trattati
  • 1_PLC e Sistemi di produzione integrati

Architetture dei sistemi per l’automazione.

Architettura di fabbrica CIM.

Controllori Logici Programmabili (PLC).

Linguaggi di programmazione per PLC: Ladder, Sequential Function Chart, Function Block Diagram, Instruction List e Structured Text.

Esercitazioni pratiche su pc relative alla programmazione microPLC.

 

  • 2_Automazione e comunicazione industriale

Dispositivi per l’automazione negli impianti di produzione industriale.

Introduzione ai sistemi di controllo distribuiti ed embedded: struttura, caratteristiche, requisiti generali e specifici.

Principi base di funzionamento, mezzi trasmissivi wired, modello di riferimento ISO/OSI, Bus di campo con assegnazione decentralizzata e centralizzata, topologie principali delle reti, tecniche di accesso al Bus e tecniche di rilevamento e di correzione degli errori.

Reti di comunicazione nell’ambito dell’automazione e problematiche relative allo scambio di informazioni in tempo reale.

Reti di campo (Fieldbus) per sistemi embedded: definizione, caratteristiche, funzionamento, analisi, struttura Frame, sincronizzazione, gestione errori, latenze, tempi di trasmissione, prestazioni e limiti in riferimento alle soluzioni più diffuse, ad esempio: PROFIBUS DP, CAN, CANopen, LIN, MODBUS e cenni Hart/WirelessHart.

Reti Industrial Ethernet: definizione, caratteristiche, utilizzo, struttura Frame, prestazioni; introduzione alle reti Ethernet in riferimento alle soluzioni più diffuse (cenni EtherNet/IP, PROFINET, Ethernet Powerlink).

Analisi progettuale e ottimizzazione di reti industriali in riferimento alle soluzioni più diffuse.

 


Prerequisiti

Sono necessarie solo conoscenze elementari:

- di informatica di base ed elettronica
- dei sistemi di comunicazione e della trasmissione dati.

 

 

 

 

 

 


Modalità di valutazione

L'esame può essere superato attraverso una prova in modalità orale della durata di 30/40min che verterà su tutti gli aspetti (teorici e pratici) trattati durante l'insegnamento.

Lo studente dovrà in sede d'esame:

- essere in grado di proporre il protocollo di comunicazione industriale più adatto per la gestione dati sulla base di specifiche di progetto (DdD3).

- dimostrare di conoscere e comprendere caratteristiche, requisiti generali e specifici dei sistemi di comunicazione ed aspetti teorici e pratici trattati nell'ambito dell'automazione (DdD1 e DdD2).

- sapere sviluppare in autonomia progetti di media complessità nell’ambito dei PLC, attraverso l’utilizzo dei linguaggi di programmazione utilizzati (DdD3).

- dimostrare di conoscere e comprendere definizione, caratteristiche, utilizzo, sincronizzazione, gestione errori, modelli di comunicazione, scambio dati, latenze, tempi di trasmissione, prestazioni e limiti dei protocolli industriali relativamente ai Fieldbus e alle reti Industrial Ethernet (DdD1 e DdD2).

- saper affrontare in autonomia la fase di scelta e di valutazione di una rete di comunicazione industriale, comunicando e motivando le scelte fatte (DdD3 e DdD4).

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaDispense fornite dal Docente disponibili sul portale BEEP
Risorsa bibliografica obbligatoriaA. Martin, Ed. Editoriale Delfino, Comunicazione industriale
Risorsa bibliografica obbligatoriaR. Busse, Ed. Tecniche Nuove, Bus di campo a confronto
Risorsa bibliografica facoltativaG. Ortolani, E. Venturi, Ed. Hoepli, Automazione
Risorsa bibliografica facoltativaN.P. Mahalik, Ed. Springer, Fieldbus Technology
Risorsa bibliografica facoltativaL. Bergamaschi, Ed. Hoepli, Manuale di programmazione dei PLC
Risorsa bibliografica facoltativaK. Etschberger, IXXAT Press, Controller Area Network
Risorsa bibliografica facoltativaJ. Weigmann, Ed. Tecniche Nuove, Decentrare con PROFIBUS-DP
Risorsa bibliografica facoltativaAl Presher, IEB Media, Industrial Ethernet Book
Risorsa bibliografica facoltativaRichard Zurawski, Editor, The industrial communication technology handbook

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
32:30
48:45
Esercitazione
17:30
26:15
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
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. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
05/12/2020