Documentazione didattica SCE

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1 Documentazione didattica SCE Siemens Automation Cooperates with Education 02/2017 Modulo TIA Portal Descrizione dei moduli e del concetto Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved.

2 Corsi di formazione Per corsi di formazione regionali di Siemens SCE contattare il partner di contatto SCE regionale siemens.com/sce/contact Ulteriori informazioni su SCE siemens.com/sce Avvertenze per l'impiego La documentazione didattica SCE per la soluzione di automazione omogenea Totally Integrated Automation (TIA) è stata creata per il programma "Siemens Automation Cooperates with Education (SCE)" specialmente per scopi di formazione per enti di formazione, di ricerca e di sviluppo pubblici. La Siemens AG declina qualunque responsabilità riguardo ai contenuti di questa documentazione. Questa documentazione può essere utilizzata solo per la formazione base di prodotti e sistemi Siemens. Ciò significa che può essere copiata in parte, o completamente, e distribuita agli studenti nell'ambito della loro formazione professionale. La riproduzione, distribuzione e divulgazione di questa documentazione è consentita solo all'interno di istituzioni di formazione pubbliche e a scopo di formazione professionale. Qualsiasi eccezione richiede un'autorizzazione scritta dal partner di riferimento di Siemens AG: Sig. Roland Scheuerer roland.scheuerer@siemens.com. Le trasgressioni obbligano al risarcimento dei danni. Tutti i diritti sono riservati, incluso anche quelli relativi alla distribuzione e in particolare quelli relativi ai brevetti e ai marchi GM. L'utilizzo per corsi rivolti a clienti del settore industria è esplicitamente proibito e non è inoltre permesso l'utilizzo commerciale della documentazione. Ringraziamo la Technische Universität Dresden, e in particolare il Prof. Dr. Ing. Leon Urbas e la Dott.ssa Ing. Annett Pfeffer, la Michael Dziallas Engineering e tutte le persone coinvolte nella creazione di questa documentazione didattica. Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 2

3 Sommario 1 Panoramica dei moduli Pianificazione degli argomenti Moduli di base Moduli avanzati Moduli speciali Descrizione del concetto Il materiale in sintesi Struttura dei singoli capitoli sulla base dell insegnamento Ulteriori informazioni Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 3

4 DESCRIZIONE DEI MODULI E DEL CONCETTO 1 Panoramica dei moduli La descrizione dei moduli vuole essere un supporto alla scelta dei contenuti rilevanti, interessanti e specifici dell argomento trattato dall utente. I numeri dei capitoli sono composti da 6 cifre, ad es per la descrizione dei moduli. Le prime 2 cifre fanno riferimento all area tematica. La terza cifra corrisponde anche al livello gerarchico superiore dell argomento. Generalmente il numero 1 indica il controllore S e il 2 il controllore S Se presente, il 3 indica il controllore S Le cifre dopo il trattino fanno riferimento a un determinato capitolo. Se lo stesso capitolo esiste anche per un altro controllore, le ultime cifre non saranno diverse ma cambierà solo l ultima delle prime tre cifre. 1.1 Pianificazione degli argomenti La figura seguente mostra una panoramica degli argomenti contenuti nei corsi SCE in base al concetto qui descritto. Data la vastità di questi argomenti, è possibile trattarli solo per singole parti. Per questo motivo gli argomenti qui rappresentati sono suddivisi in ulteriori sezioni: nozioni di base, argomenti avanzati e argomenti futuri (= moduli). I moduli con le nozioni di base comprendono la documentazione didattica SCE per i principianti che, tuttavia, può essere utilizzata anche dagli utenti avanzati. I moduli avanzati sono raccomandati specialmente per gli utenti avanzati o quelli che hanno già assolto i moduli di base. I moduli speciali contengono tutti gli argomenti restanti considerati interessati e utili per il futuro. Sono comunque previsti ampliamenti, pertanto si raccomanda di prestare sempre attenzione al sito web siemens.com/sce Panoramica generale della documentazione didattica SCE 080-xxx * Efficienza energetica 090-xxx Comunicazione avanzata 100-xxx * RFID 110-xxx * Vision 120-xxx * Siwarex 130-xxx * Server web 140-xxx * Security 010-xxx Configurazione hardware 020-xxx Esempio di processo 030-xxx Basi della programmazione di PLC 040-xxx Visualizzazione 050-xxx Programmazione avanzata 060-xxx Azionamenti 070-xxx * Safety Figura 1: panoramica degli argomenti trattati *In breve Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 4

5 1.2 Moduli di base Oltre alla descrizione dei moduli qui presente, i moduli di base contengono gli argomenti Configurazione hardware, Esempi di processi e Basi della programmazione di PLC (vedere figura 2). La struttura di questi moduli è descritta qui di seguito Panoramica generale della documentazione didattica SCE 010-xxx Configurazione hardware 011-xxx Configurazione hardware S xx Configurazione non specificata/centrale 011-2xx Configurazione decentrata con Profinet 011-3xx Configurazione decentrata con Profibus 012-xxx Configurazione hardware S xx Configurazione non specificata/centrale 012-2xx Configurazione decentrata con Profinet 012-3xx Configurazione decentrata con Profibus 013-xxx Configurazione hardware S xx Configurazione non specificata/centrale 013-2xx Configurazione decentrata con Profinet 013-3xx Configurazione decentrata con Profibus 020-xxx Esempio di processo 030-xxx Basi della programmazione di PLC 031-xxx Basi della programmazione di PLC con S xxx Basi della programmazione di PLC con S Figura 2: moduli di base Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 5

6 Poiché la configurazione hardware si può eseguire o apprendere indipendentemente da un compito concreto, questo argomento è stato messo al primo posto. L argomento configurazione hardware è ulteriormente suddiviso nella configurazione hardware dei singoli controllori, disponibili come SCE Trainer Package. Attualmente sono compresi i controllori S7-1200, S e S Per i singoli controllori vengono poi differenziate le diverse architetture e i diversi tipi di configurazione. Nello specifico, finora sono descritte la configurazione non specificata/centrale, la configurazione decentrata con PROFIBUS e la configurazione decentrata con PROFINET. Ulteriori architetture sono possibili non appena sono in vista nuove tecnologie. Nella figura 2 è visibile la struttura sopra descritta. Nella figura 3 sono riconoscibili i capitoli già realizzati, contrassegnati con numero di modulo verde xx Configurazione non specificata/centrale Configurazione hardware di una CPU 1500 non specificata Configurazione hardware di una CPU1516F centrale Figura 3: capitoli realizzati dell area tematica Configurazione hardware S7-1500" L argomento configurazione hardware è seguito dall argomento Esempio di processo. Questo argomento non è un unità didattica, bensì una descrizione di processi di esempio utilizzabili come compiti concreti da realizzare nei capitoli successivi. Per il momento è disponibile il processo di esempio Stazione di smistamento, utilizzato per la programmazione nei capitoli successivi. Anche qui si possono immaginare ulteriori processi di esempio, ma anche ampliamenti di singole descrizioni di processi di base. L obiettivo del programma SCE è di realizzare questo processo di esempio con un modello SIMIT in modo che il corsista ne possa testare la realizzazione con la simulazione del processo. 020-xxx Esempio di processo Descrizione del processo Stazione di smistamento Figura 4: area tematica Esempi di processi" con la descrizione di processi realizzati Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 6

7 Ora segue l argomento Basi della programmazione di PLC, a sua volta suddiviso nei controllori S e S per agevolare l approccio. Il controllore S7-300 in questo caso non viene menzionato a parte poiché le procedure sono fondamentalmente uguali a quelle dell S salvo qualche piccola differenza. La suddivisione al di sotto dei controllori è identica per entrambi. Si comincia dalla programmazione delle FC e degli FB. Qui sono previsti compiti piuttosto semplici per consentire un approccio facile. L area tematica è completata dagli argomenti Contatori e temporizzatori, Diagnostica, Valori analogici e Blocchi dati globali. Anche in questo caso è possibile immaginare un ampliamento con ulteriori argomenti. Alcuni argomenti sono compresi anche nell area tematica Programmazione avanzata. A questo proposito si rimanda alla prossima sezione. La figura 5 riassume ancora una volta la struttura sopra descritta. 030-xxx Basi della programmazione di PLC 031-xxx Basi della programmazione di PLC con S xx Programmazione di FC 031-2xx Programmazione di FB 031-3xx Temporizzatori e contatori 031-4xx Diagnostica x Basi della diagnostica x Nozioni di base sul Web 031-5xx Valori analogici 031-6xx Blocchi dati globali 032-xxx Basi della programmazione di PLC con S xx Programmazione di FC 032-2xx Programmazione di FB 032-3xx Temporizzatori e contatori 032-4xx Diagnostica x Basi della diagnostica x Nozioni di base sul Web 032-5xx Valori analogici 032-6xx Blocchi dati globali Figura 5: struttura delle Basi della programmazione di PLC Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 7

8 1.3 Moduli avanzati I moduli avanzati comprendono la Visualizzazione, la Programmazione avanzata e gli Azionamenti, come mostra la figura 6. Anche in questo caso esiste una suddivisione tra i controllori S e S7-1500, anche se i contenuti sono rappresentati prevalentemente con il controllore S I contenuti del controllore S si trovano solo in quei casi in cui sono notevolmente diversi da quelli del controllore S Per questo motivo le suddivisioni sono anche contrassegnate con un asterisco (*). L argomento Visualizzazione dipende dal controllore solo per via indiretta. In questo contesto è decisivo solo il pannello operatore o anche il PC utilizzato. All interno delle sezioni dedicate all hardware per la visualizzazione (pannelli operatore, PC) sono disponibili diversi capitoli come ad es. l inserimento di un pannello operatore con relativa configurazione, visualizzazioni semplici e animazioni. L argomento Programmazioni avanzate comprende argomenti per la programmazione per utenti avanzati che vengono insegnati principalmente sulla base del controllore S A questo punto il corsista dovrebbe essere in grado di applicare autonomamente i contenuti agli altri controllori. Per questo motivo anche qui gli argomenti del controllore S vengono presi in considerazione solo in caso di differenze considerevoli. In maniera analoga viene trattato anche l argomento Azionamenti. Qui la suddivisione riguarda azionamenti collegati tramite PROFIBUS o PROFINET. Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 8

9 Panoramica generale della documentazione didattica SCE 040-xxx Visualizzazione 041-xxx Visualizzazione con S * 042-xxx Visualizzazione con S xx Visualizzazione su KTP * 050-xxx Programmazione avanzata 042-2xx Visualizzazione su TP 042-3xx Visualizzazione su PC * 051-xxx Programmazione avanzata con S xxx Programmazione avanzata con S xx GRAPH * 052-2xx SCL 052-3xx PID 060-xxx Azionamenti 061-xxx Azionamenti con S * 062-xxx Azionamenti con S xx Azionamenti collegati tramite Profinet 062-2xx Azionamenti collegati tramite Profibus * Figura 6: moduli avanzati *In breve Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 9

10 1.4 Moduli speciali I moduli speciali comprendono tutti i moduli rappresentati nella figura 7. Questi moduli trattano argomenti generali come ad es. applicazioni Safety, Security ed efficienza energetica, ma anche tecnologie speciali come ad es. RFID e Siwarex Panoramica generale della documentazione didattica SCE 110-xxx Vision 120-xxx Siwarex 130-xxx Server web 140-xxx Security 070-xxx Safety 080-xxx Efficienza energetica 090-xxx Comunicazione avanzata 100-xxx RFID Figura 7: moduli speciali Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 10

11 La Comunicazione avanzata comprende in particolare argomenti sulla comunicazione tra controllori o tra controllori e altri sistemi attraverso PROFIBUS, PROFINET, OPC UA e sistemi di bus alternativi. Naturalmente qui si possono trovare anche argomenti sulla comunicazione nell impianto e sulla comunicazione wireless. La figura 8 rappresenta la struttura attuale. 090-xxx Comunicazione avanzata 091-xxx Comunicazione avanzata con S xxx Comunicazione avanzata con S xx Comunicazione avanzata mediante Profinet 092-2xx Comunicazione avanzata mediante Profibus 092-3xx Comunicazione avanzata mediante OPC UA 092-4xx Comunicazione avanzata attraverso sistemi di bus alternativi Figura 8: argomento Comunicazione avanzata Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 11

12 2 Descrizione del concetto 2.1 Il materiale in sintesi I moduli sopra descritti vengono messi a disposizione in forma di documentazione didattica SCE. Inoltre è disponibile ulteriore materiale didattico SCE a supporto delle lezioni o dello studio autodidattico. Da un lato va menzionato il modello SIMIT, che implementa il processo di esempio come simulazione. La simulazione può cominciare già con una versione demo di SIMIT ed essere utilizzata per la verifica della propria programmazione. Qui non è necessario un impianto reale. Se si preferisce utilizzare impianti reali è possibile realizzarne uno personalmente basandosi sulla descrizione del processo di esempio. Attualmente non è disponibile un modello reale del processo di esempio SCE. Inoltre sono disponibili presentazioni che comprendono una breve introduzione ai contenuti di ogni capitolo e perciò si prestano perfettamente per l introduzione alle lezioni. Naturalmente le presentazioni sono utili anche per lo studio autodidattico. Parte importante del materiale didattico SCE sono anche le soluzioni e i progetti modello. Questi consentono di effettuare confronti con la propria soluzione ma sono anche indicati per elaborare solo alcuni argomenti basandosi su una determinata soluzione modello. Ulteriore materiale come video e animazioni è integrato nella documentazione didattica SCE in forma di link. Questo materiale è comunque disponibile anche nel sito web SCE o su YouTube. Presentazione SCE.ppt /.pdf Modello SIMIT SCE.simarc Soluzione / progetto modello SCE Esempio di processo SCE Documentazione didattica SCE Argomento = modulo Contenuti suddivisi in capitoli Ogni capitolo corrisponde a un documento (.doc /.pdf) Impianto reale Video Animazione (screen camera) Figura 9: materiale didattico SCE Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 12

13 2.2 Struttura dei singoli capitoli sulla base dell insegnamento La parte principale del materiale didattico è la documentazione didattica SCE, nella quale ogni capitolo costituisce un unità didattica a sé. Come mostra la figura 10 i capitoli iniziano sempre con un obiettivo. La teoria importante per il contesto viene riportata nella sezione successiva. In seguito è formulato un compito concreto, che viene pianificato e realizzato come esempio. Con l aiuto di una lista di controllo si verifica poi l implementazione del test sulla base di istruzioni strutturate passo passo. Quindi segue l esercitazione, che inizia con la definizione di un compito, che in questo caso deve essere pianificato e realizzato in autonomia. Per finire, una lista di controllo permette di verificare la propria soluzione. I singoli capitoli si possono elaborare per moduli. È comunque necessario basarsi su determinati capitoli precedenti. Una nota riportata alla voce Presupposti all inizio di ogni documento rimanda agli altri capitoli che fungono da base per un determinato capitolo. I capitoli sono strutturati secondo il concetto descritto precedentemente. Il processo di esempio deve accompagnare continuamente i corsisti, in modo da non concentrare troppo la comprensione sul processo reale e da lasciare spazio per l elaborazione dei contenuti didattici veri e propri. A questo scopo è stata introdotta anche la nuova sezione Pianificazione, che funge sia da tramite tra compito e soluzione che da introduzione alla pianificazione della realizzazione. Nel nuovo concetto sono state modificate le istruzioni passo passo, ora organizzate in una struttura. Questa struttura deve aiutare i principianti a mantenere la visione d insieme su quello che stanno facendo e gli utenti avanzati a saltare singoli passi quando conoscono già la procedura descritta. Le istruzioni si possono così elaborare in maniera individuale in funzione del proprio grado di conoscenza. Nella lista di controllo finale ora figurano solo indicazioni sulle operazioni che si possono testare e su quello che dovrebbe funzionare nella realizzazione. In caso di inadempimento di uno dei punti della lista di controllo può essere indicata anche una nota che rimanda alla sezione dalla quale potrebbe provenire l errore. Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 13

14 Obiettivo Base teorica Definizione del compito Percepire Esercitazione definizione del compito Percepire Pianificazione Pensare Pianificazione Pensare Istruzioni strutturate passo passo Agire Esecuzione Agire Lista di controllo Feedback Esercitazione lista del compito Feedback Figura 10: struttura sulla base dell insegnamento Per elaborare in autonomia un compito analogo sono disponibili le esercitazioni. Qui viene prestabilita solo la definizione del compito, pianificazione e realizzazione (= esecuzione) devono essere effettuate in autonomia. Questo può essere un compito supplementare per i corsisti particolarmente bravi, che apprendono più rapidamente del resto della classe, o per lo studio autodidattico. Un altra lista di controllo alla fine dell esercitazione consente ancora una volta di verificare la soluzione realizzata. Inoltre è possibile utilizzare anche il progetto modello per confrontarlo con la soluzione realizzata. La soluzione modello (= progetto modello) viene messa a disposizione per ogni capitolo e comprende la realizzazione delle istruzioni passo passo e dell esercitazione. Naturalmente sono comprese anche altre soluzioni, in funzione del contenuto del capitolo. 3 Ulteriori informazioni Per l'apprendimento o l'approfondimento sono disponibili ulteriori informazioni di orientamento sui moduli TIA Portal. Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. Siemens AG All Rights Reserved. 14