SISTEMI PER L INDUSTRIA E PLC 28/03/18 Teoria, 30minuti, Minimo 4 punti su 12 di Programmazione

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1 Teoria, 30minuti, Minimo 4 punti su 12 di Programmazione 1) Illustrare brevemente le differenze tra PLC, Soft-PLC e Periferia (3 punti) 2) Illustrare i vantaggi del PLC rispetto alle logiche a relè (2 punti). Come si affrontavano le logiche temporizzate con i relè? 3) Dato un Timer TON, illustrare il principio di funzionamento con riferimento ai quattro terminali IN, PT, Q, ET (2 punti). Illustrare perché nel timer TONR esiste anche il terminale R (Reset) 4) Un modulo funzionale per PLC comunica con la CPU mediante immagini di processo e (2 punti) ( ) ha un microcontrollore e del firmware per svolgere una specifica funzione ( ) non può avere punti di I/O ( ) ha solo punti di I/O, uno per ogni immagine di processo 5) Modbus è un bus di campo che ha il suo punto di forza in (2 punti) ( ) Prestazioni ( ) Sicurezza (safety) ( ) Semplicità 6) I linguaggi supportati dallo standard IEC sono (2 punti) ( ) 3 ( ) 4 ( ) 5 7) Gli schemi ad autoritenuta sono stati soppiantati da (2 punti) ( ) rilevatori di fronte ( ) istruzioni di SET e RESET ( ) linguaggi IEC ) In Profibus DP, i dispositivi. Hanno funzioni di diagnostica e programmazione (2 punti) ( ) DPM1 ( ) DPM2 ( ) slave 9) I sistemi Enterprise Resource Planning (ERP), nel modello di riferimento Purdue (ISA95) operano a livello: (2 punti) ( ) 4 MANAGEMENT ( ) 3 AREA ( ) 2 CELLA

2 Teoria, 30minuti, Minimo 4 punti su 12 di Programmazione SOLUZIONI 1) Illustrare brevemente le differenze tra PLC, Soft-PLC e Periferia (3 punti) IL PLC, Programmable Logic Controller, è un controllore dotato di CPU e moduli di I/O anche intelligenti specificamente realizzato per svolgere compiti di gestione di celle di automazione. Esistono dispositivi compatti o ad architettura modulare e sono caratterizzati da elevata affidabilità, aderenza al tempo reale e semplicità di programmazione e d uso. I Soft-PLC sono programmi che simulano il funzionamento dei PLC su piattaforma PC. Le prestazioni del Soft-PLC, in termini di determinismo e aderenza al tempo reale, dipendono fortemente dal sistema operativo; l I/O non è locale ma connesso al Soft-PLC su bus di campo il cui tempo di ciclo è confrontabile con il ciclo di scansione del PLC stesso. La periferia sono molto simili a piccoli PLC tuttavia si usano per compiti di preelaborazione e interfaccia di I/O; sono molto usati nel caso di controllori a Soft-PLC e per la riduzione dei cablaggi. Contrariamente al PLC, la periferia o PLC asservito, è un dispositivo che non ha vita autonoma e si appoggia e viene gestito da un PLC o Soft-PLC a più alto livello. 2) Illustrare i vantaggi del PLC rispetto alle logiche a relè (2 punti). Come si affrontavano le logiche temporizzate con i relè? I PLC, rispetto alle logiche a relè, hanno numerosi vantaggi: riduzione degli ingombri, riduzione dei consumi, riduzione dei cablaggi, maggiore versatilità, minor impatto alle modifiche, maggiore rapidità di esecuzione delle funzioni, migliori possibilità diagnostiche, gestione remote, minor costo di gestione di memorie, temporizzatori, contatori, ingressi e uscite analogiche, consente nuovi campi di impiego. Le logiche a relè utilizzavano speciali relè temporizzatori dove la funzione di temporizzazione veniva impostata manualmente e comportava ritardi e automatismi nella gestione delle uscite (bobine). Esistevano vari tipi di relè temporizzatori e, mentre nei PLC i Timer sono oggetti software, quindi a costo e consumo praticamente nullo, i relè temporizzatori rappresentavano una notevole fonte di costo e di vulnerabilità dell applicazione. 3) Dato un Timer TON, illustrare il principio di funzionamento con riferimento ai quattro terminali IN, PT, Q, ET (2 punti). Illustrare perché nel timer TONR esiste anche il terminale R (Reset) Il Timer TON è una struttura dati composta da 4 elementi: - IN: attiva il conteggio in millisecondi del timer. Se l ingresso IN va a zero il Timer si resetta - ET: valore corrente del Timer. Si tratta di una variabile a 32bit espressa in ms (variabile di tipo TIME) - PT: costante di tempo; è un valore di soglia che viene confrontato con ET - Q: uscita booleana che si attiva quando ET>=PT Il timer TONR è un timer simile al TON ma con memoria, ossia quando l ingresso IN va a zero, il timer non si resetta ma semplicemente ferma il conteggio che rimane memorizzato e che riparte ad incrementarsi quando IN è alto. Il timer TONR quindi non ha altro modo di resettarsi se non attraverso l ingresso dedicato R. 4) Un modulo funzionale per PLC comunica con la CPU mediante immagini di processo e (2 punti) ( ) ha un microcontrollore e del firmware per svolgere una specifica funzione ( ) non può avere punti di I/O ( ) ha solo punti di I/O, uno per ogni immagine di processo 5) Modbus è un bus di campo che ha il suo punto di forza in (2 punti) ( ) Prestazioni ( ) Sicurezza (safety) ( ) Semplicità 6) I linguaggi supportati dallo standard IEC sono (2 punti) ( ) 3 ( ) 4 ( ) 5 7) Gli schemi ad autoritenuta sono stati soppiantati da (2 punti) ( ) rilevatori di fronte ( ) istruzioni di SET e RESET ( ) linguaggi IEC ) In Profibus DP, i dispositivi. Hanno funzioni di diagnostica e programmazione (2 punti) ( ) DPM1 ( ) DPM2 ( ) slave 9) I sistemi Enterprise Resource Planning (ERP), nel modello di riferimento Purdue (ISA95) operano a livello: (2 punti) ( ) 4 MANAGEMENT ( ) 3 AREA ( ) 2 CELLA

3 Minimo 4 punti su 12 di Programmazione Programmazione, ES 1 (30 minuti) Realizzare in linguaggio ladder e in schema a relais la logica di gestione di un Motore Start-Stop in presenza di Abil_SS e in assenza di Allarme a memorizzazione, ripristino e rientro (Allarme_In e Ripristino), ipotizzando tutti ingressi connessi in logica NA (2 PUNTI). Illustrare, motivando, quali segnali sarebbero connessi in logica NA e quali in logica NC (1 PUNTO). Da fare tutto su carta, utilizzando i seguenti segnali, tutti NA: - I0.0 START - I0.1 STOP - I0.2 ABIL_SS - I0.3 ALLARME_IN - I0.4 RIPRISTINO - Q0.0 MOTORE - Q0.1 ALLARME SOLUZIONE

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5 SISTEMI PER L INDUSTRIA E PLC, parte B 28/03/18 Minimo 4 punti su 12 di Programmazione Programmazione, ES 2 (90 minuti) Un sistema automatico di etichettatura per confezioni alimentari, utilizzato in una ditta che produce cibo in scatola deve funzionare nel modo seguente: Al reset (stato 0) tutte le uscite sono a zero. In presenza di ABIL, si attende il pulsante PRES_PEZZO quindi si attiva la ETICHETTATRICE per 3 s. Al termine della etichettatura, il pezzo viene visionato da TELECAMERA per 1 s: se l uscita ETICHETTA_OK della telecamera è a 1 allora si attiva il NASTRO che fa scorrere il pezzo per 2 s, si attiva STAMPA per la scrittura della data di scadenza per 1 s, si attiva lo SCARICO per 1 s quindi ci si rimette in attesa del pulsante PRES_PEZZO; se invece l uscita ETICHETTA_OK della TELECAMERA è a 0, si fa intervenire un ROBOT posizionatore Avanti fino al finecorsa A (FC_A) e poi Indietro fino al finecorsa B (FC_B), quindi si riattiva la ETICHETTATRICE, che incolla una nuova etichetta sopra la precedente, procedendo come subito dopo aver premuto il pulsante PRES_PEZZO. Si considerino i timeout di sicurezza di 4s per i finecorsa FC_A e FC_B. In assenza di ABIL, si riparta dallo stato zero. Si disegni la macchina a stati del programma Si realizzi il programma secondo la tabella data e nominandolo COGNOME_MATRICOLA_BASE (4 punti) Si modifichi il programma base nel modo seguente: si considerino gli ingressi S2 S1 S0 (LSB) che, moltiplicati per 100ms, diano il tempo di attivazione di NASTRO (se gli switch sono tutti a zero si mantenga 1.5 s). (COGNOME_MATRICOLA_A) Si modifichi il programma precedente in modo che, se ETICHETTA_OK è falso per 2 volte di fila, dopo che è stato attivato NASTRO, si passi direttamente ad attivare SCARICO accendendo LAMPADA (il pezzo viene scartato, LAMPADA viene resettata dal pulsante PRES_PEZZO). COGNOME_MATRICOLA_B Si modifichi il programma precedente per fare in modo che se ABIL cade mentre sono nello stato ETICHETTATRICE subito dopo aver premuto PRES_PEZZO, il conteggio dei 3 s viene interrotto, per poi essere ripreso quando torna ABIL, senza cambiare stato. Se non sono nello stato ETICHETTARICE, si riparte dallo stato zero. COGNOME_MATRICOLA_C Nome I/O Polarità Filtro PRES_PEZZO I0.0 NA 0.1s ETICHETTA_OK I0.1 NA 0.1s FC_A I0.2 NC 0.1s FC_B I0.3 NC 0.1s S0 I0.4 NC 1s S1 I0.5 NC 1s S2 I0.6 NC 1s ABIL I0.7 NA 0.5s ETICHETTATRICE Q0.0 TELECAMERA Q0.1 NASTRO Q0.2 STAMPA Q0.3 SCARICO Q0.4 ROBOT_AV Q0.5 ROBOT_IND Q0.6 ALLARME Q0.7