Piano di Lavoro. di SISTEMI AUTOMATICI. Secondo Biennio

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1 Liceo Scientifico Istituto Tecnico Industriale ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE ALDO MORO Via Gallo Pecca n.4/ RIVAROLO CANAVESE Tel. 0124/ Fax 0124/ Cod. Fisc segreteria@istitutomoro.it URL: SEZIONE TECNICA Anno Scolastico 2016/2017 Piano di Lavoro di SISTEMI AUTOMATICI Secondo Biennio DOCENTE FALETTO Paola Maria BORRELLO Vincenzo CLASSI 4^AE tecn. IL DIRIGENTE SCOLASTICO (Prof. Alberto Focilla)

2 1. COMPETENZE (Cfr. Documento Dipartimento di Asse e D.M. 211/2010-Indicazioni nazionali-linee generali e competenze) 1. Utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore e applicare i metodi di misura per effettuare verifiche, controlli e collaudi; 2. Utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti ad ambiti specifici di applicazione; 3. Analizzare il funzionamento, progettare e implementare sistemi automatici; 4. Analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni tecniche per la vita sociale e culturale con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell ambiente e del territorio; 5. Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali 2. ABILITA DISCIPLINARI 3. CONOSCENZE/CONTENUTI attraverso i quali acquisire, esercitare e valutare le competenze (Cfr. D.M. 211/2010-Indicazioni nazionali-linee generali e competenze) Per i punti 2 e 3, vedere le due seguenti tabelle. Per ogni modulo in tabella sono indicate anche le competenze specifiche in riferimento alla numerazione al punto 1. CONOSCENZE E ABILITA SISTEMI AUTOMATICI Classe: 4^AE Sez. Tecnica A.S. 2016/2017 Modulo MODULO 1 Progetto e simulazione di automi COMPETENZE 3, 5 MODULO 2 Hardware e Software di microprocessori e microcontrollori COMPETENZE 1, 4 Conoscenze e Abilità Conoscenze: Lessico e terminologia tecnica del settore Definizione e proprietà di un automa Software di simulazione Abilità: Utilizzare la teoria degli automi e dei sistemi a stati finiti Progettare semplici sistemi di controllo, anche con componenti elettronici integrati Utilizzare in modo appropriato il lessico e la terminologia tecnica di settore. Conoscenze : Lessico e terminologia tecnica del settore Elementi di memoria Dispositivi ad alta scala di integrazione Dispositivi programmabili Software di simulazione Abilità : Comprendere la differenza tra sistemi cablati e programmati Saper descrivere la struttura di un microcontrollore Utilizzare il lessico e la terminologia tecnica di settore

3 MODULO 3 Controllori Logici Programmabili (PLC) COMPETENZE 1, 2, 3, 4, 5 MODULO 4 Analisi dei sistemi nel dominio della trasformata di Laplace COMPETENZE 3, 4 MODULO 5 Il dominio della frequenza COMPETENZE 4, 5 Conoscenze : Aspetti generali dell automazione industriale Caratteristiche funzionali di un PLC Tipologie dei linguaggi di programmazione di un PLC Ladder diagram Software dedicati (Zelio Soft 2) Lessico e terminologia tecnica del settore Abilità : Saper indirizzare le variabili di un PLC Saper realizzare semplici programmi di automazione Utilizzare il software specifico Utilizzare il lessico e la terminologia tecnica di settore Conoscenze : Schemi a blocchi per la rappresentazione di un sistema di controllo Funzioni di trasferimento Abilità : Saper rappresentare matematicamente la funzione di trasferimento di un sistema lineare e stazionario Saper studiare le risposte ai transitori con diversi tipi di sollecitazione in ingresso. Conoscenze : Risposta in frequenza Diagrammi di Bode di modulo e fase Abilità : Saper rappresentare graficamente la risposta in frequenza tramite i diagrammi di Bode Saper studiare le caratteristiche di un sistema a partire dalla sua risposta in frequenza PROGRAMMA previsto di SISTEMI AUTOMATICI Classe: 4^AE Sez. Tecnica A.S. 2016/2017 Periodo di svolgimento Da metà Settembre fino a metà Ott. 16 Argomenti MODULO 1 PROGETTO E SIMULAZIONE DI AUTOMI UD1: Struttura di un automa Definizioni, componenti e utilizzi Rappresentazioni schematiche formali UD2: Progetto e implementazione Diagramma degli stati e rappresentazione tabellare Definizione di automa di Moore Implementazione binaria o da tabella UD3: Applicazioni Sequenza ON - OFF Contatore modulo n Parcheggio LAB: Utilizzo di sw di simulazione (Multisim o LabView)

4 MODULO 2 HW E SW DI MICROPROCESSORI E MICROCONTROLLORI Da metà Ott. a metà Nov. 16 UD1: Memorie Dispositivi di base Generalità e struttura UD2: HW di µprocessori e µcontrollori Architettura di base Struttura BUS UD3: SW di µprocessori e µcontrollori Linguaggio macchina e assembler Linguaggi ad alto livello LAB: Le ore di laboratorio per questa parte di programma andranno ad integrare le ore di Informatica per l automazione come naturale e logica estensione di questo modulo teorico. MODULO 3 CONTROLLORI LOGICI E PROGRAMMABILI (PLC) Da Dic. 16 a metà Febbraio 17 UD1: Aspetti generali della logica programmabile Definizioni e campi di utilizzo Tecnologie impiegate ed evoluzione del PLC UD2: HW del PLC Funzionamento e architettura Scansione e tempistica Configurazione HW UD3: Linguaggi di programmazione del PLC Linguaggi standard Aree di memoria e indirizzamento Temporizzazione, conteggio, spostamento e rotazione Elaborazione numerica e confronto UD4: Applicazioni Distributore automatico Confezionamento prodotti Sequenza semaforica Avvio in sequenza di motori LAB: Utilizzo di sw di simulazione di PLC (Zelio2 Soft)

5 MODULO 4 ANALISI DEI SISTEMI NEL DOMINIO DELLA TRASFORMATA DI LAPLACE Da metà Febb. a fine Aprile 17 UD1: Trasformata di Laplace Definizioni e proprietà Teoremi del valore iniziale e finale Uso della tabella delle principali trasformate UD2: Antitrasformata di Laplace Uso della tabella Metodo dei fratti semplici UD3: Funzione di trasferimento e risposte dei sistemi Definizione e calcolo di una funzione di trasferimento Applicazione a circuiti RLC Poli e zeri: forme generali delle funzioni di trasferimento Calcolo della risposta di un sistema RLC LAB: Utilizzo di software di simulazione circuitale (Multisim). MODULO 5 IL DOMINIO DELLA FREQUENZA Maggio 17 UD1: Risposta in frequenza Regime sinusoidale Calcolo della risposta in frequenza a partire da una funzione di trasferimento UD2: Diagrammi di Bode Scala semilogaritmica Significato fisico del diagramma dei moduli e delle fasi Tracciamento del diagramma dei moduli e calcolo del relativo sfasamento Analisi in frequenza e tipologia di filtro LAB: Utilizzo di sw di simulazione circuitale anche per il tracciamento dei diagrammi di Bode (Multisim) Giugno 17 Ripassi e recuperi 5. METODOLOGIA o Lezione frontale espositiva, limitatamente alla introduzione per ciascun modulo o unità specifica o Lezione dialogata, per l analisi del corpo di ciascun modulo o Lettura, analisi, consultazione di testi o documentazione di carattere tecnico o Esercitazioni di Conoscenza e/o Competenza, a chiarimento, approfondimento e rafforzamento della teoria o Attività di ricerca e/o scoperta guidata, attraverso l uso di Internet o Attività laboratoriali di tipo informatico o Cooperative learning

6 6. ATTREZZATURE E STRUMENTI DIDATTICI o Libri di testo e materiali/proposte annesse, ad esempio la classe virtuale Libro di testo in adozione: Cerri Ortolani - Venturi Corso di Sistemi Automatici Vol.2 HOEPLI o Appunti o Documentazione e manuali tecnici o Navigazione in internet o Ipertesti o Lim (se presente in aula) o Laboratori del settore e di informatica 7. MODALITA DI VALUTAZIONE: Vedere verbale della prima riunione di dipartimento elettrico di Settembre 2016 Le verifiche possono essere scritte (trattazione sintetica più o meno guidata, risposta chiusa, esercizi a punteggio, quesiti a risposta multipla, relazioni), orali (si prediligono le domande aperte), valutazione dell operato degli allievi durante le ore di laboratorio. Il laboratorio viene valutato come produzione informatica e capacità di gestire autonomamente la strumentazione. 8. INTERVENTI E TEMPI DI RECUPERO o Recupero in itinere, modalità utilizzata in modo preferenziale rispetto alle altre in quanto permette un recupero maggiormente condiviso all interno della classe o Sportello, solo se richiesto con prenotazione dai singoli allievi o Lavoro individuale, a completamento delle prime due modalità a meno che non si tratti di situazioni facilmente risolvibili con un maggior impegno personale La tempistica dei recuperi è in buona parte estesa all intero A.S. con particolare attenzione al mese di Febbraio, in cui si chiede di recuperare le valutazioni negative della pagella, e al mese di Maggio in vista della valutazione finale. Le singole verifiche scritte possono essere recuperate entro due settimane dalla consegna degli elaborati corretti, in forma orale o scritta, a seconda degli argomenti trattati e su decisione dell insegnante.