Fornire delle competenze di base riguardanti i controllori a logica programmabile (PLC), i loro sistemi di sviluppo e le reti informatiche dedicate all'Automazione Industriale. Illustrare i componenti di un sistema di controllo supervisivo (SCADA) e presentare la progettazione funzionale di sistemi di controllo distribuito.
scheda docente materiale didattico
Una parte centrale del corso è dedicata ai Programmable Logic Controller (PLC), con approfondimenti sulla loro architettura hardware e software, sul ciclo di scansione e sui principi di programmazione secondo lo standard IEC 61131-3. Sono trattati i principali linguaggi di programmazione per PLC, tra cui Instruction List (IL), Structured Text (ST), Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD) e Sequential Function Chart (SFC), attraverso esempi ed applicazioni industriali.
Il corso approfondisce inoltre i principali componenti di campo utilizzati nei sistemi di automazione, con particolare attenzione ai sensori industriali, agli attuatori, agli azionamenti elettrici e ai sistemi di Motion Control. Vengono quindi introdotti i sistemi SCADA, analizzandone architettura, funzionalità, acquisizione dati, supervisione dei processi, gestione degli allarmi e integrazione con i sistemi di controllo.
Un ampio modulo è dedicato alle reti di comunicazione industriale e ai principali protocolli utilizzati nei diversi livelli dell’automazione. Sono trattati MODBUS, CANbus, Profibus, Profinet, DeviceNet, ControlNet, Ethernet/IP, EtherCAT, Sercos e PowerLink. Per i sistemi di supervisione e le infrastrutture energetiche vengono inoltre introdotti DNP3, IEC 60870, IEC 61850 e OPC UA, insieme alle principali tecnologie di comunicazione wireless per applicazioni industriali.
Il programma comprende anche i sistemi di controllo di processo, con introduzione ai diagrammi P&I, alla strumentazione industriale basata su segnali 4–20 mA e ai protocolli HART e Foundation Fieldbus. Sono infine presentati i principi fondamentali della Functional Safety, l’impiego dei PLC in aree pericolose e gli aspetti principali della cybersecurity nei sistemi di automazione industriale e nelle infrastrutture OT.
Le attività di laboratorio prevedono esercitazioni di programmazione e simulazione di PLC, emulazione di processi industriali e configurazione di sistemi SCADA, con l’obiettivo di applicare in modo integrato i contenuti teorici affrontati durante il corso.
Programma
Il corso introduce i principi fondamentali dell’automazione industriale e le principali architetture utilizzate nei moderni sistemi di produzione. Dopo una panoramica generale sui sistemi di automazione, vengono analizzati i modelli architetturali e organizzativi della produzione, con particolare riferimento alla piramide CIM, ai livelli di controllo e supervisione e ai modelli di integrazione dei sistemi industriali.Una parte centrale del corso è dedicata ai Programmable Logic Controller (PLC), con approfondimenti sulla loro architettura hardware e software, sul ciclo di scansione e sui principi di programmazione secondo lo standard IEC 61131-3. Sono trattati i principali linguaggi di programmazione per PLC, tra cui Instruction List (IL), Structured Text (ST), Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD) e Sequential Function Chart (SFC), attraverso esempi ed applicazioni industriali.
Il corso approfondisce inoltre i principali componenti di campo utilizzati nei sistemi di automazione, con particolare attenzione ai sensori industriali, agli attuatori, agli azionamenti elettrici e ai sistemi di Motion Control. Vengono quindi introdotti i sistemi SCADA, analizzandone architettura, funzionalità, acquisizione dati, supervisione dei processi, gestione degli allarmi e integrazione con i sistemi di controllo.
Un ampio modulo è dedicato alle reti di comunicazione industriale e ai principali protocolli utilizzati nei diversi livelli dell’automazione. Sono trattati MODBUS, CANbus, Profibus, Profinet, DeviceNet, ControlNet, Ethernet/IP, EtherCAT, Sercos e PowerLink. Per i sistemi di supervisione e le infrastrutture energetiche vengono inoltre introdotti DNP3, IEC 60870, IEC 61850 e OPC UA, insieme alle principali tecnologie di comunicazione wireless per applicazioni industriali.
Il programma comprende anche i sistemi di controllo di processo, con introduzione ai diagrammi P&I, alla strumentazione industriale basata su segnali 4–20 mA e ai protocolli HART e Foundation Fieldbus. Sono infine presentati i principi fondamentali della Functional Safety, l’impiego dei PLC in aree pericolose e gli aspetti principali della cybersecurity nei sistemi di automazione industriale e nelle infrastrutture OT.
Le attività di laboratorio prevedono esercitazioni di programmazione e simulazione di PLC, emulazione di processi industriali e configurazione di sistemi SCADA, con l’obiettivo di applicare in modo integrato i contenuti teorici affrontati durante il corso.
Testi Adottati
Testo di riferimento: C. Foglietta, Architetture per il controllo industriale. Dispositivi, linguaggi e protocolli. Il materiale didattico presentato durante le lezioni costituisce parte integrante del corso.Modalità Frequenza
La frequenza delle lezioni non è obbligatoria, ma è fortemente consigliata, in particolare per le attività pratiche e di laboratorio.Modalità Valutazione
La valutazione finale prevede due componenti. La prima consiste nella realizzazione e presentazione di una tesina progettuale, nella quale lo studente dovrà simulare un processo fisico, implementare il relativo controllore e sviluppare un sistema di supervisione SCADA. La tesina contribuisce indicativamente per circa un terzo alla valutazione complessiva. La seconda componente consiste in una prova orale sull’intero programma del corso e contribuisce indicativamente per circa due terzi alla valutazione finale. Non sono previste prove intermedie. La data della presentazione della tesina e quella della prova orale devono essere concordate con il docente.