UNIVERSITÁ DI PISA. Realizzazione di un sistema SCADA per la. gestione di un magazzino FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA

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1 UNIVERSITÁ DI PISA FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA TESI DI LAUREA: Realizzazione di un sistema SCADA per la gestione di un magazzino RELATORE CANDIDATO PROF. LUCA SANI Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione VALERIO PAOLI RELATORE PROF. STEFANO DI PASCOLI Dipartimento di Ingegneria dell Informazione : Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni ANNO ACCADEMICO appello di Giugno 2007

2 Un ringraziamento particolare al Prof. Luca Sani per avermi aiutato in questo difficile compito ed uno molto particolare a mia moglie senza la quale non sarei arrivato al traguardo. 2

3 Elenco delle figure Capitolo 1 Figura 1.1 Figura 1.2 Figura 1.3 Figura 1.4 Figura 1.5 Figura 1.6 Figura 1.7 Figura 1.8 Figura 1.9 Figura 1.10 Figura 1.11 Figura 1.12 Figura 1.13 Figura 1,14 Esempio di tag passivo in tecnologia RFID Esempio di scaffalatura a gravità Vista laterale di parte della scaffalatura Pianta di parte della scaffalatura Schema del sistema di potenza per il movimento perpendicolare agli scaffali Schema del sistema di potenza per il movimento longitudinale nel corridoio tra gli scaffali Schema del sistema di potenza per il movimento verticale della torretta Schema del sistema di potenza per la rotazione della torretta Schema del sistema di potenza per l estensione delle braccia telescopiche Schema del sistema di potenza per il movimento trasversale delle braccia telescopiche Sensore capacitivo modello -08BNP-TW0 della ditta SICK Cella di carico modello C2 della ditta HBM Microswitch modello della ditta Marcucci Schema del sistema di potenza del nastro trasportatore per l uscita delle merci 3

4 Figura 1.15 Figura 1.16 Fotocellule modello OR della ditta Telestar Coordinate di una scatola nella scaffalatura Capitolo2 Figura 2.1 Interruttori di sicurezza della ditta Rockwell Automation. Figura 2.2 Interruttori a fungo della ditta Tecnel System Figura 2.3 PLC Siemens S7-300 Figura 2.4 Struttura dell S7-300 Figura 2.5 Caratteristiche della CPU 312 Figura 2.6 Caratteristiche del modulo di ingressi digitali Figura 2.7 Caratteristiche del modulo di uscite digitali Figura 2.8 Caratteristiche del modulo di ingressi analogici Capitolo 3 Figura 3.1 Primi stati dell operazione di prelievo Figura 3.2 Ultimi stati dell operazione di prelievo Figura 3.3 Programma S7 per i trasloelevatori di prelievo delle merci Figura 3.4 Blocco Organizzativo OB1 prima parte Figura 3.5 Blocco Organizzativo OB1 seconda parte Figura 3.6 Codice del blocco FB50 Figura 3.7 Codice della funzione FC10 Figura 3.8 Codice del blocco FB55 Figura 3.9 Blocco funzionale FB1 prima parte Figura 3.10 Blocco funzionale FB1 seconda parte Figura 3.11 Blocco funzionale FB1 terza parte 4

5 Figura 3.12 Figura 3.13 Figura 3.14 Figura 3.15 Figura 3.16 Figura 3.17 Figura 3.18 Figura 3.19 Figura 3.20 Figura 3.21 Figura 3.22 Figura 3.23 Figura 3.24 Blocco funzionale FB1 quarta parte Segmento relativo al movimento longitudinale senza cambio di fila Segmento relativo al cambio di fila Segmento relativo al movimento longitudinale nella fila scelta Segmento relativo al movimento verticale della torretta Segmento relativo al movimento rotatorio della torretta Segmento relativo al movimento di avvicinamento delle braccia alla scatola e di estensione delle stesse all interno dello scaffale Segmento relativo al movimento di sollevamento della scatola e della sua estrazione dallo scaffale Segmento relativo al ritorno del trasloelevatore al nastro di uscita senza cambio di fila Segmento relativo al ritorno del trasloelevatore al nastro di uscita con cambio di fila Segmento di codice relativo alla rotazione della torretta verso il nastro Segmento relativo alla richiesta di fermo nastro e consenso al deposito ed all estensione delle braccio sopra il nastro Segmento relativo al rilascio della scatola sul nastro ed al ritorno del trasloelevatore nella posizione di riposo 5

6 Figura 3.25 Figura 3.26 Blocco dati DB99 Tabella dei simboli del programma S7 di prelievo Capitolo 4 Figura 4.1 Stati del nastro di trasporto delle scatole in uscita Figura 4.2 Programma S7 per la gestione del nastro di trasporto delle scatole in uscita Figura 4.3 Blocco Organizzativo OB1 Figura 4.4 Blocco funzionale FB2 Figura 4.5 Blocco funzionale FB10 Figura 4.6 Blocco funzionale FB1 prima parte Figura 4.7 Blocco funzionale FB1 seconda parte Figura 4.8 Codice relativo al deposito di una scatola da parte del trasloelevatore 1 Figura 4.9 Codice relativo alle situazioni in cui il deposito della scatola da parte del trasloelevatore 1 non è possibile Figura 4.10 Parte di codice relativa al prelievo di una scatola alla postazione di uscita Figura 4.11 Parte finale del blocco FB1 con i salti all inizio Figura 4.12 Tabella dei simboli del programma di gestione del nastro Capitolo 5 Figura 5.1 Condivisione delle informazioni a vari livelli in un processo produttivo Figura 5.2 Comunicazione attraverso drivers indipendenti 6

7 Figura 5.3 Figura 5.4 Figura 5.5 Figura 5.6 Figura 5.7 Figura 5.8 Figura 5.9 Figura 5.10 Figura 5.11 Figura 5.12 Figura 5.13 Figura 5.14 Figura 5.15 Figura 5.16 Figura 5.17 Figura 5.18 Comunicazione attraverso Server OPC OPC Logo della OPC Foundation OPC Server, OPC Group e OPC Item La scheda Applicom PCI 1500PFB Caratteristiche della scheda Applicom PCI 1500PFB Logo del PROFIBUS Rete PROFIBUS Architettura activex Esempio di finestre di dialogo dell activex Elenco delle funzioni dell activex Integrazione del componente activex in VB.net Struttura della configurazione Aggiunta della nuova configurazione Aggiunta dei vari server Aggiunta dei gruppi Definizione degli item Capitolo 6 Figura 6.1 Struttura dell applicazione Magazzino Figura 6.2 Form Main all avvio dell applicazione Figura 6.3 Form per la modifica dei dati del magazzino Figura 6.4 Form Archivio Articoli Figura 6.5 Finestra di visualizzazione dei dati di un articolo Figura 6.6 Form per la modifica di un record. Figura 6.7 Richiesta di conferma per l eliminazione di un record 7

8 Figura 6.8 Figura 6.9 Figura 6.10 Figura 6.11 Figura 6.12 Figura 6.13 Figura 6.14 Figura 6.15 Figura 6.16 Pagina per la composizione degli ordini Anteprima di stampa dell ordine Conseguenze del comando Nuovo Ordine con un ordine già presente. Richiesta di conferma del comando di uscita con un ordine non ancora prelevato. Diagramma di flusso della subroutine preleva Prelievo completamente fallito Operazione di prelievo in corso Operazione di prelievo completata Operazione di prelievo non completata 8

9 Indice Introduzione pagina 11 Capitolo Descrizione generale del magazzino pagina Descrizione dei trasloelevatori di prelievo pagina Descrizione del sistema di trasporto delle merci in uscita pagina Descrizione del sistema di coordinate usato pagina 31 Capitolo Definizione dei requisiti di sicurezza pagina Definizione dei requisiti Hardware pagina 36 Capitolo Descrizione di un operazione di prelievo pagina Suddivisione dell operazione in blocchi elementari pagina Programma S7 relativo ad un operazione di prelievo pagina 49 9

10 Capitolo Descrizione di una operazione di trasporto di una scatola alla postazione di uscita pagina Programma S7 dell operazione di trasporto pagina 75 Capitolo Introduzione ai problemi di condivisione dei dati pagina Lo standard OPC pagina Interfacce OPC Server pagina La scheda Applicom PCI 1500PFB pagina Il protocollo PROFIBUS pagina Applicom activex Control pagina 97 Capitolo Considerazioni generali pagina Descrizione dell applicazione pagina 109 Appendice A Listato dell applicazione VB.net pagina 132 Bibliografia pagina