PROGRAMMAZIONE DEL DOCENTE

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1 PROGRAMMAZIONE DEL DOCENTE Anno Scolastico 2017/2018 Materia di insegnamento: Sistemi Automatici Classe: IV B El. Docente: Prof. Biagio Antonio MAZZULLA Codocente: Prof. Alberico ABENANTE MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 1 di 10

2 LIVELLI DI PARTENZA TEST E/O GRIGLIE DI OSSERVAZIONE UTILIZZATI PER LA RILEVAZIONE La rilevazione dei livelli di partenza è stata effettuata attraverso domande mirate dal posto e discussione aperta in classe. Sulla base di tale rilevazione si è proceduto allo sviluppo di un Modulo di azzeramento i cui argomenti hanno riguardato tematiche generali e pregnanti degli anni scolastici precedenti. Al termine del modulo è stato somministrato un test con quesiti a risposta multipla e a risposta aperta. LIVELLI RILEVATI (al termine del Modulo di azzeramento) L analisi dei risultati della rilevazione in ingresso può essere così sintetizzata: un gruppo di allievi ha mostrato impegno, interesse ed una buona preparazione di base per affrontare serenamente lo studio della disciplina; alcuni allievi hanno mostrato lacune sulla preparazione pregressa, evidenziando una metodologia di studio improvvisata e poco razionale; la restante parte della classe ha mostrato impegno e sufficiente (o quasi) preparazione di base. Il livello medio delle conoscenze rilevato, per l intera classe, è da ritenersi accettabile, con le differenziazioni sopra evidenziate. ATTIVITA' DI RECUPERO E DI SOSTEGNO CHE SI INTENDONO ATTIVARE PER COLMARE LE LACUNE RILEVATE Gli argomenti e le tematiche utilizzati per la rilevazione in ingresso saranno oggetto di applicazioni e di approfondimento nel corso dell anno scolastico, anche mediante una trattazione che evidenzierà i necessari collegamenti con le altre discipline tecniche. Non è pertanto necessario attivare corsi di recupero in questo periodo dell anno. Appare inoltre opportuno evidenziare che per gli allievi che hanno mostrato carenze sulla preparazione pregressa (e poca motivazione allo studio) si adotterà un metodo di insegnamento mirato ed attento, cercando di coinvolgerli ed interessarli alle tematiche da studiare e nello stesso tempo a fornire loro un metodo di studio sistematico e costante, atto a permettere di conseguire una idonea preparazione. Saranno comunque svolti i corsi di recupero, sostegno e approfondimento stabiliti in sede di Collegio dei Docenti. OBIETTIVI DELLA DISCIPLINA NELL'AMBITO COGNITIVO: Classificazione dei sistemi. Definizione dei parametri fondamentali di un sistema di controllo. Schema di un sistema di controllo. Definizione di Trasformata di Laplace. Principali proprietà. Scomposizione in fratti semplici. Calcolo di semplici Funzioni di trasferimento; impiego delle tabelle; zeri e poli. Generalità su regimi transitorio e permanente. Forme fattorizzate della f.d.t.. Risposta di un sistema alle sollecitazioni. Stabilità di un sistema. Funzione di trasferimento in regime sinusoidale; analisi armonica. Forme fattorizzate della f.d.t., funzioni elementari. Diagrammi di Bode. MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 2 di 10

3 Rappresentazione di funzioni elementari. Sistemi retroazionati e Stabilità; F.d.t. d'anello. Criterio di Bode. Applicazioni con Excel e Simulazione con Multisim. Automazione industriale. Automatismi e azionamenti industriali; logiche di comando. Azionamenti industriali. Azionamenti elettromeccanici. Impianti in logica elettromeccanica: pulsanti e interruttori, dispositivi di segnalazione, relè ausiliari, elettrovalvole, relè temporizzatori, contattori, sensori. Analisi di semplici sistemi automatici di controllo. Controllori a logica programmabile (PLC). Classificazione e Architettura. Linguaggi di programmazione. Linguaggio a contatti. Applicazioni di azionamenti elettromeccanici. Impiego di Multisim per la simulazione con il PLC. Sistemi a microprocessore. Struttura del microprocessore. Trasferimento dati. Programmazione dei microprocessori (concetti fondamentali). Sistemi a microcontrollore. Struttura del microcontrollore. Programmazione dei microcontrollori (concetti fondamentali). NELL'AMBITO RELAZIONALE MOTIVAZIONALE (relativi ai comportamenti, alle relazioni interpersonali, alla motivazione allo studio): Favorire comportamenti costruttivi nel rispetto reciproco dei ruoli. Favorire il rispetto delle regole e dei luoghi. Stimolare gli allievi ad acquisire un metodo di studio efficace ed efficiente. Favorire la partecipazione e la frequenza degli allievi alle lezioni, stimolandone l interesse e l impegno, sviluppando i contenuti propri della disciplina con continuo riferimento ad impianti, apparati, sistemi individuabili nel contesto in cui vivono. Sviluppare i contenuti della disciplina illustrando e motivando le scelte effettuate e le loro finalità. Rendere cosciente l allievo del livello d apprendimento acquisito e degli ulteriori obiettivi da conseguire. Favorire un clima di dialogo e di collaborazione tra docente e discente e tra gli stessi allievi. STANDARD MINIMI (indicare le conoscenze, le competenze e le capacità che l'alunno deve necessariamente raggiungere nel corso dell'anno per poter agevolmente accedere all'anno successivo, tenendo conto di quanto stabilito in sede di Dipartimento e di Consiglio di Classe): Conoscere la definizione dei parametri fondamentali di un sistema di controllo. Saper schematizzare un sistema di controllo. Capacità di analizzare semplici sistemi automatici di controllo. Saper riconoscere i regimi transitorio e permanente. Saper determinare semplici Funzioni di trasferimento. Saper descrivere i principali tipi di trasduttori. Saper descrivere l architettura semplificata dei controllori a logica programmabile. Conoscere gli aspetti fondamentali dell automazione industriale. Saper descrivere i principali tipi di attuatori. Capacità di scrivere ed eseguire semplici ma completi programmi per il controllo di sistemi con il PLC. MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 3 di 10

4 VERIFICA E VALUTAZIONE STRUMENTI PER LA VERIFICA FORMATIVA (controllo in itinere del processo di apprendimento): Domande mirate dal posto. Discussione aperta in aula. Esercitazioni scritte (e successivo controllo) svolte in aula, in laboratorio ed a casa. Controllo del lavoro svolto in aula e degli elaborati predisposti a casa. Verifiche orali alla lavagna. STRUMENTI PER LA VERIFICA SOMMATIVA (controllo del profitto scolastico ai fini della valutazione): Valutazione degli elaborati grafici, delle prove di laboratorio, degli elaborati scritti (relazioni, quesiti a risposta multipla e aperta, soluzione di problemi) e scritto grafici. Valutazione delle interrogazioni orali individuali. Puntualità, coerenza, impegno e contributo personale nel predisporre quanto richiesto. MODALITA' DI VALUTAZIONE (eventuali scale di valore e/o griglie di corrispondenza tra prestazione e valutazione, in aggiunta a quanto stabilito nel POF): Si farà riferimento alle griglie degli obiettivi cognitivi e formativi approvate dal Collegio dei Docenti ed alle griglie di valutazione elaborate e riportate nella programmazione del Dipartimento di Elettrotecnica. METODI DI INSEGNAMENTO APPROCCI DIDATTICI, TIPOLOGIA DI ATTIVITA' E MODALITA' DI LAVORO Lezione frontale. Lezione partecipata. Discussione aperta. Problem solving. Lettura e commento di testi, manuali, tabelle e schemi. Lavori (progetti) di gruppo e individuali. Esercitazioni guidate in aula ed in laboratorio. Prove pratiche di laboratorio. Nell esplicitazione dei contenuti maggiore rilevanza sarà data allo sviluppo dei vari progetti e/o applicazioni delle tematiche affrontate a lezione. Tale modalità operativa, correlata a metodi e contenuti sviluppati in altre discipline, dovrà consentire agli allievi di acquisire capacità di analisi, sintesi (progetto), gestione, controllo, automazione e collaudo di impianti elettrici semplici ma completi. L allievo dovrà prendere appunti dalle lezioni e sarà continuamente stimolato a tenere in ordine detto materiale. Gli appunti dovranno essere integrati mediante il lavoro svolto a casa, con l ausilio del libro di testo e di eventuale altro materiale fornito/da ricercare. Saranno assegnati lavori, esercizi, ricerche, approfondimenti da svolgere a casa, con il successivo controllo continuo e sistematico in aula del lavoro svolto. Nel caso emergano difficoltà nello svolgimento di quanto assegnato, si provvederà in aula a fornire gli eventuali chiarimenti e/o ulteriori elementi utili al compimento dei compiti assegnati. MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 4 di 10

5 All inizio o al termine delle lezioni alcuni momenti di confronto e di discussione saranno dedicati all esame di eventuali problematiche emerse durante lo studio della disciplina. LIBRI DI TESTO Paolo Guidi, SISTEMI AUTOMATICI per elettronica ed elettrotecnica - Vol. 2, Zanichelli editore. TESTI DI LETTURA, DI CONSULTAZIONE, DISPENSE, FOTOCOPIE Tabelle CEI-UNEL. Riviste del settore elettrico. Guide sulle Norme CEI. Manuale di Elettrotecnica e Automazione o del Perito Elettrotecnico. MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 5 di 10

6 ARTICOLAZIONE DEI CONTENUTI E TEMPI CONTENUTI (preferibilmente organizzati per moduli o blocchi tematici e suddivisi in unità didattiche) Modulo 0 (Azzeramento): Recupero delle competenze. Definizioni e classificazione dei sistemi. Modelli. Rappresentazione con schemi a blocchi dei sistemi. Algebra degli schemi a blocchi. Funzione di trasferimento.. OBIETTIVI (relativi ai contenuti e suddivisi per: - Competenza - Abilità - Conoscenza) Recupero ed approfondimento di fenomeni, leggi, principi e metodi fondamentali. STRATEGIE DIDATTICHE (indicare la metodologia e gli strumenti didattici utilizzati) Discussione aperta. Lezione partecipata. Esercitazioni in classe. VERIFICHE (indicare il tipo di verifica formativa o sommativa e gli strumenti utilizzati) : Valutazione dell elaborato scritto (quesiti a risposta multipla, quesiti a risposta aperta, soluzione di problemi). TEMPI (indicare il periodo o il numero di ore dedicate per ogni fase) Settembre Modulo 1: Risposta nel dominio del tempo. Ottobre Novembre 40 ore 1.1 Trasformata di Laplace. Generalità e concetti introduttivi. Trasformate funzionali. Trasformata di Laplace. Principali proprietà delle trasformate. Impiego delle tabelle. Scomposizione in fratti semplici. Esercizi Funzione di trasferimento. Funzione di trasferimento (in s). Forme fattorizzate della f.d.t.. Risposta di un sistema alle sollecitazioni. Teoremi del valore iniziale e del valore finale. Considerazioni sulla stabilità di un sistema. Esempi. Esercizi. Conoscenza della definizione di Trasformata di Laplace e delle principali proprietà. Saper calcolare semplici F.d.T. mediante l impiego di tabelle. Conoscenza dello schema fondamentale di un sistema di controllo. Conoscenza dei regimi transitorio e permanente. Saper analizzare la stabilità di un sistema. Lezione frontale. Lettura e commento di testi. Discussione aperta. Lezione partecipata. Lezione frontale. Esercitazioni in aula. Verifiche formative: Domande mirate dal posto. Discussione aperta in aula. Verifiche orali alla lavagna. Controllo del lavoro svolto in aula e degli elaborati predisposti a casa. Verifiche sommative: Valutazione degli elaborati scritti, grafici e delle prove di laboratorio. Valutazione delle interrogazioni orali individuali. Puntualità, coerenza, impegno e contributo personale nel predisporre quanto richiesto. 16 ore 20 ore MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 6 di 10

7 Modulo 2: Risposta nel dominio della frequenza. 2.1 Funzione di trasferimento in regime sinusoidale Generalità e concetti introduttivi. F.d.t. in regime sinusoidale. Forme fattorizzate della f.d.t.. Funzioni elementari. Esempi. 2.2 Diagrammi di Bode Scale di rappresentazione. Diagrammi di Bode. Rappresentazione di funzioni elementari. Rappresentazione di funzioni complesse (cenni). Diagrammi delle ampiezze. Diagrammi delle fasi. Applicazioni e simulazioni con Excel e Multisim. 2.3 Diagrammi di Nyquist Generalità e concetti introduttivi. Diagrammi di Nyquist. Tracciamento dei diagrammi. Diagrammi di funzioni notevoli (cenni). Applicazioni e simulazioni con Excel e Multisim. 2.4 Sistemi retroazionati e Stabilità Considerazioni sui sistemi retroazionati. F.d.t. d'anello. Prontezza di risposta. Fedeltà di risposta e banda passante. Stabilità. Criterio di Bode. Margine di fase. Criterio di Nyquist. Applicazioni con Excel e Multisim. Simulazione. ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE "E. FERMI" CASTROVILLARI Applicare nello studio di impianti ed apparecchiature elettriche ed elettroniche i procedimenti dell elettrotecnica e dell elettronica Conoscere il concetto di analisi armonica dei segnali Saper scrivere la F.d.T. in regime sinusoidale ed effettuarne l analisi armonica. Saper rappresentare funzioni elementari mediante i Diagrammi di Bode. Capacità di applicazioni e simulazioni con Excel e Multisim. Saper rappresentare funzioni elementari mediante i Diagrammi di Nyquist. Capacità di applicazioni e simulazioni con Excel e Multisim. Saper analizzare la stabilità di sistemi retroazionati mediante il Criterio di Bode ed il Criterio di Nyquist. Saper eseguire applicazioni e simulazioni con Excel e Multisim.. Lezione frontale. Esercitazioni in aula. Lezione frontale. Lezione partecipata. Esercitazioni in laboratorio. Lezione frontale. Lezione partecipata. Esercitazioni in laboratorio. Lezione frontale. Lezione partecipata. Esercitazioni in laboratorio. Verifiche formative: Domande mirate dal posto. Verifiche orali alla lavagna. Controllo del lavoro svolto in aula, in laboratorio e degli elaborati predisposti a casa. Verifiche sommative: Valutazione degli elaborati scritti, grafici (Quesiti a risposta multipla, Quesiti a risposta singola, Soluzione di problemi). Valutazione delle interrogazioni orali individuali. Verifica delle prove di laboratorio. Puntualità, coerenza, impegno e contributo personale nel predisporre quanto richiesto. Novembre - Febbraio 40 ore 6 ore MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 7 di 10

8 Modulo 3: Automazione industriale. 3.1 Automazione industriale Generalità e concetti introduttivi. Automatismi e azionamenti industriali. Impianti per l automazione industriale. Logiche di comando Azionamenti industriali Azionamenti elettromeccanici. Azionamenti idropneumatici. Componenti per azionamenti pneumatici. Circuiti per azionamenti pneumatici. Impianti in logica elettromeccanica: pulsanti e interruttori, dispositivi di segnalazione, relè ausiliari, elettrovalvole, relè temporizzatori, contattori, sensori. Modulo 4: Controllori a logica programmabile. 4.1 PLC Generalità e concetti introduttivi. Classificazione. Architettura. Unità centrale di processo. Memorie. Periferiche. Alimentazione del PLC. Terminali di programmazione. Acquisizione di ingressi. Comando di uscite. Sicurezza. Normativa. Sistemi di comunicazione. Linguaggi di programmazione. Linguaggio a contatti. Progettare impianti elettrici civili e industriali nel rispetto delle normative vigenti Conoscere gli aspetti fondamentali dell automazione industriale. Conoscere gli aspetti fondamentali degli impianti in logica elettromeccanica. Conoscere e saper descrivere i principali tipi di componenti. Saper analizzare semplici sistemi automatici di controllo. Utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti ad ambiti specifici di applicazione. Conoscenza degli schemi fondamentali dei sistemi di controllo. Saper descrivere l architettura semplificata dei controllori a logica programmabile. Lezione frontale. Lettura e commento di testi. Lezione partecipata. Esercitazioni guidate in aula ed in laboratorio. Lezione frontale. Lettura e commento di testi. Esercitazioni guidate in aula ed in laboratorio. Verifiche formative: Verifiche orali alla lavagna. Controllo del lavoro svolto in aula, in laboratorio e degli elaborati predisposti a casa. Verifiche sommative: Valutazione degli elaborati grafici, delle prove di laboratorio e degli elaborati scritti (relazioni, disegni, schemi, quesiti a risposta multipla e aperta, soluzione di problemi). Valutazione delle interrogazioni orali individuali. Verifiche formative: Domande mirate dal posto. Discussione aperta in aula. Verifiche orali alla lavagna. Controllo del lavoro svolto in aula, in laboratorio e degli elaborati predisposti a casa. Febbraio Marzo 20 ore 6 ore Marzo 20 ore 6 ore MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 8 di 10

9 4.2 Applicazioni Applicazioni di azionamenti elettromeccanici. Applicazioni di azionamenti pneumatici. Impiego di Multisim per la simulazione con il PLC. Applicazioni e simulazioni con Multisim. ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE "E. FERMI" CASTROVILLARI Capacità di scrivere ed eseguire semplici ma completi programmi per il controllo di sistemi con il PLC. Saper utilizzare Multisim per la simulazione con il PLC. Lezione partecipata. Esercitazioni guidate in aula ed in laboratorio. Verifiche sommative: Valutazione degli elaborati scritto - grafici, delle prove di laboratorio. Valutazione delle interrogazioni orali individuali. Modulo 5: Sistemi a microprocessore. Utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti ad ambiti specifici di applicazione. Marzo Aprile 20 ore 5.1 Struttura del microprocessore Generalità e concetti introduttivi. Struttura interna del microprocessore. Trasferimento dati. Esempio: caratteristiche del microprocessore Z80. Conoscere l architettura generale dei sistemi a microprocessore. Lezione frontale. Verifiche formative: Domande mirate dal posto. Verifiche orali alla lavagna. 8 ore 5.2 Programmazione dei microprocessori Generalità. Programmazione dei microprocessori. Esempio di applicazione: carta di riferimento dello Z80. Esempi di programmazione. Saper programmare i microprocessori (concetti fondamentali). Lettura e commento di testi. Esercitazioni guidate in aula ed in laboratorio. Verifiche sommative: Valutazione degli elaborati scritto - grafici. Valutazione delle interrogazioni orali individuali. Puntualità, coerenza, impegno e contributo personale nel predisporre quanto richiesto. 8 ore MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 9 di 10

10 Modulo 6: Sistemi a microcontrollore. 6.1 Struttura del microcontrollore Generalità e concetti introduttivi. Microcontrollori PIC. Esempio: PIC 16F84. Caratteristiche del PIC 16F84. Architettura interna. Set di istruzioni. 6.2 Programmazione dei microcontrollori Generalità. Sottoprogrammi e interruzioni. Esempi di programmazione. Sistemi di sviluppo per microcontrollori (cenni). Compilazione. Programmazione (cenni). Sistema di sviluppo MPLAB (cenni). Verifica finale (sommativa, scritta e orale) ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE "E. FERMI" CASTROVILLARI Utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti ad ambiti specifici di applicazione. Conoscere l architettura generale dei sistemi a microcontrollore. Saper programmare i microcontrollori (concetti fondamentali). Lezione frontale. Lettura e commento di testi. Esercitazioni guidate in laboratorio. Verifiche formative: Domande mirate dal posto. Discussione aperta in aula. Verifiche orali alla lavagna. Verifiche sommative: Valutazione degli elaborati scritto - grafici. Valutazione delle interrogazioni orali individuali. Puntualità, coerenza, impegno e contributo personale nel predisporre quanto richiesto. Maggio 20 ore 6 ore Giugno 5 ore MOD.PROG.DOCENTE Modello programmazione docente Rev. 0 Data 29/11/2004 Pag. 10 di 10