Corso di Studi in Ingegneria Informatica

 

SCHEDA DELL'INSEGNAMENTO (SI)

 

SSD ING-INF/04

 

CORSO DI STUDI: LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA INFORMATICA

ANNO ACCADEMICO: 2022-2023

 

Docente: GIANMARIA DE TOMMASI

Telefono: 081 768 3853

Email: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. 

 

INFORMAZIONI GENERALI - ATTIVITÀ

 
ANNO DI CORSO (I, II, III): III
SEMESTRE (I, II): II
CFU: 6

 

PROGRAMMAZIONE

EVENTUALI PREREQUISITI

Conoscenze di base sui sistemi di controllo a ciclo chiuso; conoscenze di base delle problematiche legate al determinismo nella progettazione e lo sviluppo di sistemi software real-time.

L’obiettivo del corso è quello di educare lo studente alle problematiche di progettazione software di sistemi di automazione industriale. E’ prevista la sperimentazione delle fasi salienti della progettazione e dell’implementazione software di sistemi di automazione attraverso l’utilizzo di tool professionali e di simulatori di impianto. Al termine del corso lo studente conoscerà i principi di funzionamento e di programmazione dei dispositivi di controllo e i loro requisiti principali.

 

RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI

(Descrittori di Dublino)

Conoscenza e capacità di comprensione

Il percorso formativo è intende fornire agli studenti gli strumenti metodologici per la progettazione di software di automazione basato su Controllori a Logica Programmabile (PLC). Verranno introdotti i requisiti principali per i dispositivi di controllo industriale, per focalizzare successivamente l’attenzione sul principio di funzionamento ed i linguaggi di programmazione per PLC.  Lo studente deve dimostrare di avere appreso quali sono i requisiti peculiari dei sistemi hardware e software dedicati al controllo di processi industriali. Lo studente dovrà inoltre dimostrare la conoscenza delle fasi principali di progettazione di un sistema di automazione e del ruolo della validazione delle logiche di controllo mediante strumenti di simulazione.

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione 

Lo studente deve dimostrare di sapere formalizzare mediante linguaggi formali (come ad esempio, il Sequential Functional Chart, SFC) le specifiche di funzionamento a ciclo chiuso espresse in linguaggio naturale per semplici processi da automatizzare. A partire dalle specifiche formali, poi, lo studente deve dimostrare di sapere sviluppare semplici algoritmi di automazione ed implementarli su un PLC utilizzando i linguaggi previsti dallo standard IEC 61131-3. Lo studente dovrà mostrare la capacità di sviluppare semplici sinottici da utilizzare come pannello utente per la conduzione di un impianto industriale. Infine, lo studente dovrà mostrare la capacità di progettare i test di validazione della logica di controllo avvalendosi anche dell’utilizzo di semplici simulatori di impianto.

 

Abilità comunicative

Durante il corso sono previste esercitazioni in aula in cui gli studenti (in gruppi di 3/5 persone) dovranno sviluppare e validare mediante l’utilizzo di simulatori, semplici software di automazione. Attraverso tale attività, lo studente avrà l’opportunità di sviluppare le soft skill  legate al lavoro di gruppo. Inoltre, tali esercitazioni richiederanno di sviluppare parte della soluzione al di fuori dell’orario di lezione, pertanto lo studente avrà l’opportunità di dover relazionare in maniera sintetica al docente circa il lavoro fatto.

 

Capacità di apprendere

Per la parte esercitativa del corso si farà riferimento al tool CODESYS (https://www.codesys.com/). Tuttavia, essendo tale tool fully compliant con lo standard IEC 61131-3, lo studente non sarà limitato in alcun modo dal tool adottato ed imparerà i concetti legati IEC 61131-3 che risultano indipendenti dalla particolare implementazione. Pertanto lo studente acquisirà la capacità di utilizzare in breve tempo un qualsiasi ambiente di sviluppo commerciale per PLC.

 

• Dispositivi di controllo
  • Requisiti di un dispositivo di controllo
  • Controllori per applicazioni generiche
  • Controllori specializzati
• Programmazione dei dispositivi di controllo
  • Il controllore a logica programmabile (PLC)
  • Lo standard IEC 61131-3
    • Variabili e tipi di variabili
    • Linguaggi di programmazione
      • Structured Text
      • Ladder Diagram
      • Functional Block Diagram
      • Instruction List
    • Unità di organizzazione della programmazione (Program organization units - POUs)
      • Funzioni (Function) e Blocchi Funzionali (Function Block)
      • Programmi (Program)
      • Compiti (Task)
      • Risorse (Resource)
      • Configurazione (Configuration)
    • Diagramma funzionale sequenziale (Sequential Functional Chart - SFC)
  • Sistemi di supervisione controllo e acquisizione dati (SCADA)
  • Ciclo di sviluppo dei sistemi di automazione
    • Validazione di semplici logiche di automazione mediante l’utilizzo di simulatori di impianto (digital twin)

 

 MATERIALE DIDATTICO

2004. Chiacchio e F. Basile, Tecnologie Informatiche per l'Automazione, seconda ed., McGraw-Hill, 2004.

 

Il docente utilizzerà: a) lezioni frontali per circa il 60% delle ore totali, b) esercitazioni in aula mediante l’utilizzo del tool CODESYS (https://www.codesys.com/) per circa il 40% delle ore totali.

 

a) Modalità di esame:

L'esame si articola in prova:
Scritta e orale
Solo scritta
Solo orale
Discussione di elaborato progettuale
Altro (prova al calcolatore)

 

In caso di prova scritta i quesiti sono (*):
A risposta multipla
A risposta libera
Esercizi di programmazione

 

La prova scritta è rivolta a verificare la capacità dello studente di progettare semplici algoritmi di automazione e consiste nella soluzione di 1 o 2 semplici problemi di automazione industriale, soluzione che richiede lo sviluppo di algoritmi di controllo in uno o più dei linguaggi di programmazione grafici previsti dallo standard IEC 61131-3 (Ladder Diagram, Function Block Diagram, Sequential Functional Chart). Tipicamente lo studente ha a disposizione 3 ore per la prova scritta.

Il colloquio orale segue la prova scritta ed è rivolto ad una discussione critica della/e soluzione/i data/e dallo studente ai problemi proposti nella prova scritta, ed all’accertamento dell’acquisizione dei concetti e dei contenuti introdotti durante le lezioni.

b) Modalità di valutazione:

L’esito della prova scritta è vincolante ai fini dell’accesso alla prova orale. Le prova scritta  e quella orale contribuiscono ognuna per il 50% della valutazione finale, pertanto il superamento della prova scritta non è sufficiente per il superamento dell’esame.