MATERIA : SISTEMI ELETTRICI AUTOMATICI INS. TEORICO: PROF. CIVITAREALE ALBERTO

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1 PIANO DI LAVORO CLASSE 4 ES A.S MATERIA : SISTEMI ELETTRICI AUTOMATICI INS. TEORICO: PROF. CIVITAREALE ALBERTO INS. TECNICO-PRATICO: PROF. BARONI MAURIZIO MODULO 1: SISTEMI E MODELLI (30 ore) UNITA' DIDATTICA 1: CONCETTI DI BASE SUI SISTEMI ED ESEMPI DI SISTEMI INGEGNERISTICI ELEMENTARI (5 ore) Definizione di sistema. Classificazione dei sistemi: astratti, fisici, ingegneristici. Classificazione dei sistemi: analogici (continui), discreti, deterministici, probabilistici. Modelli matematici di alcuni sistemi ingegneristici elementari: resistenza elettrica, resistenza termica, resistenza idraulica, partitore di tensione, potenziometro, leva ad equilibrio di spostamenti, leva ad equilibrio di forze, riduttore a ingranaggi. UNITA' DIDATTICA 2: SISTEMI FISICI ELEMENTARI E CENNI SULLA REGOLAZIONE ON-OFF. (8 ore) Modelli matematici di alcuni sistemi fisici elementari Definizione di trasduttore, esempio di un trasduttore di posizione e di trasduttore di temperatura. Concetto di sistema di regolazione, schema di principio. Esempio del sistema di regolazione ON/OFF di un forno elettrico. UNITA DIDATTICA 3: ALGEBRA DEGLI SCHEMI A BLOCCHI (10 ore) Definizione di blocco, nodo, punto di diramazione, blocchi in serie e in parallelo. Sistemi retroazionati. Descrizione generale di un sistema di regolazione feed-back., effetto e riduzione del disturbo in un sistema feedback, descrizione della regolazione feed-back di velocità di un motore c.c, della temperatura di un serbatoio. Prerequisiti: nozioni matematiche elementari

2 Metodi: Lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Conoscenze: concetto di sistema, classificazioni dei sistemi, esempi di sistemi elementari. Algebra degli schemi a blocchi Concetto di retroazione e di regolazione di un sistema. Competenze: saper descrivere un dispositivo o impianto come un sistema individuando qual è l ingresso e qual è l uscita. Saper risolvere problemi inerenti la regolazione di un sistema Compresenza:no Verifica formativa di metà modulo: prova scritta al termine della unità didattica 2 (2 ore) Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 3 ore) seguito da una verifica MODULO 2 : ANALISI DI SISTEMI NEL DOMINIO DEL TEMPO (20 ore) Equazioni lineari alle differenze. Sistemi del primo ordine: studio della risposta al gradino, costante di tempo e durata del transitorio, esempi di sistemi del primo ordine: circuito RC, moto rettilineo e rotatorio in presenza di attrito. LABORATORIO: uso di programmi di simulazione di sistemi del primo ordine Prerequisiti: conoscenza dei concetti di base sui sistemi lineari Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in aula e in laboratorio. Conoscenze: equazioni alle differenze, concetto di evoluzione di un sistema nel tempo Competenze: saper descrivere matematicamente un sistema utilizzando le equazioni alle differenze. Compresenza:si

3 Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 2 ore) seguito da una verifica MODULO 3: AUTOMI A STATI FINITI (20 ore) Struttura di un automa: ingressi, uscite e stati. Definizione e rappresentazione schematica formale. Progetto e implementazione di automi: diagramma degli stati e rappresentazione tabellare. Implementazione binaria, assegnamento delle variabili di stato. Automi riconoscitori di sequenze binarie. Macchine di Moore e di Mealy: differenze nei diagrammi di stato, differenze nelle tabelle di transizione, trasformazioni da una macchina all altra. Esempi di automi. Prerequisiti : aver acquisito il concetto di sistema, conoscenza delle nozioni di base dell algebra booleana. Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in aula Conoscenze: concetto di automa, rappresentazione formale di un automa, differenza tra automa di Mealy e di Moore ; alcuni particolari automi. Competenze: Saper progettare un dispositivo automatico come un automa, saper interpretare il diagramma di flusso di un automa. Compresenza: no Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 2 ore) seguito da una verifica MODULO 4: STRUMENTI DI PRESENTAZIONE (12 ore) Elementi fondamentali di POWER POINT. Prerequisiti: conoscenza dei programmi WORD ed EXCEL Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio

4 Conoscenze: Elementi fondamentali di POWER POINT. Competenze: saper fare una presentazione utilizzando il programma POWER POINT Verifica sommativa di fine modulo: esercitazione di laboratorio (2 ore) Recupero: : in itinere tramite una lezione teorico-pratica in laboratorio( 2 ore) seguito da una verifica come esercitazione di laboratorio per gli studenti che avessero conseguito sulla verifica di fine modulo una valutazione insufficiente. MODULO 5: SISTEMI A LOGICA PROGRAMMABILE : PLC (35 ore). Generalità. Riferimenti normativi. Architettura hardware e software di un controllore logico programmabile (PLC). Sistemi di alimentazione per PLC; funzionamento della CPU: scansione sincrona e asincrona di ingressi e uscite; memorie; bus; schede per ingressi e uscite digitali e analogiche; moduli di interfacciamento e dispositivi accessori; unità di programmazione. Linguaggio di programmazione: diagramma a contatti (LL: ladder logic) Confronto tra logica cablata e logica programmabile Comandi principali del software CX1 per PLC Omron CPM2: ingressi, uscite, relè interni, timer con ritardo alla eccitazione, contaimpulsi, set-reset Arresto di emergenza per i comandi mediante PLC Impianti di comando e segnalazione in logica programmabile (PLC). Programmazione e collaudo ei seguenti impianti Circuito di autoritenuta e segnalazioni. Circuito di autoritenuta e segnalazioni con comando da due postazioni Circuito di autoritenuta e segnalazioni con due pulsanti di avvio posti in serie (comando di sicurezza a due mani) Comando di due utenze ad esclusione e segnalazioni (interblocco elettrico). Accensione di una lampada con relè ritardato all eccitazione. Accensione di due lampade in sequenza (ciclo semiautomatico). Accensione di due lampade in sequenza ad intermittenza (ciclo automatico). Redazione delle relazioni tecniche relative alle esercitazioni realizzate e della documentazione di progetto con l ausilio di programmi CAD Prerequisiti: nozioni di informatica di base Metodi: lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio Conoscenze: gli aspetti generali dell automazione industriale. Le caratteristiche dei vari linguaggi di programmazione del PLC

5 Competenze: saper eseguire l indirizzamento delle variabili di un PLC. Saper utilizzare software applicativi, saper progettare semplici impianti automatici in logica programmabile, eseguire il cablaggio degli I/O,verificare il corretto funzionamento dell applicazione. Compresenza: si Verifica sommativa di fine modulo: Costituiranno elemento di valutazione le relazioni relative alle esercitazioni di laboratorio, ci sarà inoltre una prova scritta finale (2 ore). Recupero: in itinere tramite un'unità didattica breve (max 2 ore) seguito da una verifica NOTA FINALE : I moduli 1, 2, 3 sono svolti sequenzialmente nel corso dell anno scolastico, i moduli 4 e 5 sono svolti in parallelo agli altri moduli, tuttavia alcuni argomenti possono essere spostati da un modulo ad un altro anche per esigenze di tipo interdisciplinare. Per ciascun modulo il computo delle ore comprende anche le verifiche formativa e sommativa e le eventuali ore necessarie per il recupero. Qualora si utilizzassero per le unità didattiche di recupero le normali ore di lezione e fosse necessario un tempo maggiore di quello preventivato questo comporterà necessariamente una riduzione del numero di ore disponibili per i moduli successivi e quindi una programmazione didattica più ristretta di essi. Il libro di testo adottato è CORSO DI SISTEMI AUTOMATICI Vol. 2 AUTORI: CERRI F.,ORTOLANI G., VENTURI E. EDIZIONI: HOEPLI Gli studenti utilizzeranno inoltre appunti presi a lezione e fotocopie e dispense distribuite dal docente. Il docente teorico: Civitareale Alberto il docente tecnico-pratico: Baroni Maurizio