PROGETTUALITA DIDATTICA DIPARTIMENTO. Disciplina SISTEMI E AUTOMAZIONE

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1 Anno Scolastico 2015/2016 Istituto Tecnico Tecnologico E. Barsanti Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 1 di 10 PROGETTUALITA DIDATTICA DIPARTIMENTO Disciplina SISTEMI E AUTOMAZIONE Classe 3 EN DATI IN EVIDENZA IN PREMESSA (richiami al Regolamento dell Obbligo di Istruzione, alle Linee Guida del I, II Biennio e del Quinto Anno, al POF ed alla progettualità d Istituto) Concordemente con quanto definito nelle schede disciplinari del Il Regolamento degli istituti tecnici la selezione dei contenuti delle abilità è volta al conseguimento delle seguenti competenze 1. progettare strutture, apparati e sistemi, applicando anche modelli matematici, e analizzarne le risposte alle sollecitazioni meccaniche, termiche, elettriche e di altra natura 2. progettare, assemblare collaudare e predisporre la manutenzione di componenti, di macchine e di sistemi di varia natura 3. riconoscere le implicazioni etiche, sociali, scientifiche, produttive, economiche e ambientali dell innovazione tecnologica e delle sue applicazioni industriali 4. riconoscere gli aspetti di efficacia, efficienza e qualità nella propria attività lavorativa 5. identificare ed applicare le metodologie e le tecniche della gestione per progetti La programmazione didattica favorisce l acquisizione della competenza n.2 solo per quanto concerne la progettazione di macchine trascurando altri sistemi per motivi di tempo. La programmazione della classe fornisce solo parzialmente gli strumenti per il raggiungimento delle competenze elencate; quest ultime infatti debbono intendersi come risultati di apprendimento da conseguire al termine del percorso formativo. È previsto lo svolgimento di una UDA con il duplice fine di coinvolgere attivamente gli studenti nell analisi e nella risoluzione di problemi, e di far loro cogliere l interdipendenza tra dimensione teorica e dimensione operativa delle conoscenze. METODOLOGIA E STRUMENTI Metodologie: lezione espositiva frontale, lavori di gruppo Strumenti: strumenti informatici (videoproiettore, LIM) VERIFICHE (tipologia e numero per ogni Periodo) Tutte le verifiche devono contenere al loro interno i criteri di valutazione, giustificanti i punteggi assegnati e la valutazione attribuita Il numero di verifiche per periodo è il seguente: I periodo: almeno 3 valutazioni tra prove scritte ed orali II periodo: almeno 5 valutazioni tra prove scritte ed orali PROVE COMUNI e/o PROVA ESPERTA (indicare classi e periodo di somministrazione) Non ci sono classi parallele e quindi non sono previste prove comuni. La prova esperta per la classe 3^ non è prevista. PROGETTI (sviluppo di contenuti/abilità disciplinari e/o interdisciplinari, attività laboratoriali, strutturazione di UDA)

2 Studio e progettazione di un impianto oleodinamico PROPOSTE DI AGGIORNAMENTO Nessuna Istituto Tecnico Tecnologico E. Barsanti Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 2 di 10 PROGETTUALITA di SISTEMI E AUTOMAZIONE CLASSE 3 EN N. ore settimanali 4 x 33 settimane = ore 132 N. ore previste = ore. N. ore effettive = ore. 1. Competenze Abilità Conoscenze Tempi Modifiche a consuntivo Risolvere i problemi numerici Modulo 7-I circuiti elettrici in 40 h relativi ai circuiti elettrici in corrente alternata corrente alternata. Un. 1 Elettromagnetismo Risolvere una rete elettrica Grandezze magnetiche e alternata in regime stazionario unità di misura Circuiti magnetici Induzione elettromagnetica Autoinduzione e induttanza Esperienza di laboratorio sulla legge di Lenz Un. 2 Analisi dei circuiti elettrici in corrente alternata Grandezze periodiche e alternate Rappresentazione matematica della tensione e della corrente La potenza in corrente alternata Rappresentazione vettoriale delle grandezze alternata Circuiti elementari in corrente alternata Circuiti R-C-L serie e parallelo Risoluzione di reti elettriche in regime sinusoidale

3 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 3 di 10 Competenze Abilità Conoscenze Tempi Modifiche a consuntivo 2. Utilizzare i componenti logici di base realizzati con tecnologia pneumatica ed elettrica, 72 h Utilizzare strumenti di simulazione per la progettazione di circuiti logici combinatori Progettare circuiti combinatori e realizzarli con componenti pneumatici ed elettrici Modulo 8- L algebra Booleana Un.1 Espressioni ed equazioni booleane Proposizioni logiche ed elementi binari Costanti e variabili booleane Operazioni fondamentali Formulazione letterale e simbolica di un problema logico Espressioni ed equazioni booleane Un.2 Algebra Booleana Proprietà algebriche delle espressioni booleane Modulo 9-I sistemi binari combinatori Un.1 Funzioni Booleane Logica combinatoria e sequenziale Principio di equivalenza Forme canoniche Individuazione di un funzione corrispondente ad una data tabella di verità Rappresentazione grafica delle funzioni logiche Vol. 2 mod.1: Un.3 par.3.3; mod.3: Un.1,par.1.2; Un.2, par.2.3. Relè elettromeccanici, Realizzazione elettrica e pneumatica delle operazioni logiche Esercitazioni con realizzazione elettrica e tramite FluidSim dell algebra booleana Un.2 Minimizzazione delle funzioni booleane Metodo delle mappe di Karnaugh Un.3 Risoluzione di problemi logici combinatori Procedimento di risoluzione di un problema combinatorio. Problemi di automazione.

4 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 4 di 10 Competenze Abilità Conoscenze Tempi Modifiche a consuntivo 3. Utilizzare diagrammi e manuali specifici dell oleodinamica; 20 h Orientarsi con sufficiente abilità sulle problematiche degli impianti idraulici; Riconoscere gli organi essenziali delle apparecchiature idrauliche ed i relativi impianti; Applicare i principi inerenti alle macchine idrauliche motrici ed operatrici. Essere in grado di sviluppare il progetto esecutivo di un impianto oleodinamico di azionamento per un attuatore lineare (realizzazione di UDA) Vol.2 Modulo 4 Componentistica Oleodinamica Un.1 Produzione di energia idraulica Simbologia oleodinamica Centraline oleodinamiche Un.2 Componenti Motori e attuatori lineari Valvole di regolazione della pressione Valvole di regolazione della direzione Vol.2 Modulo 5 Tecniche di comando oleodinamico Un.1 Circuiti oleodinamici fondamentali. Circuiti di alimentazione Circuiti di comando attuatori Circuiti di regolazione della velocità Manuale PAC Generatore GM03 Esercitazione di collegamento e misura del potenza della pompa. Disciplina SISTEMI E AUTOMAZIONE Classe 4 EN DATI IN EVIDENZA IN PREMESSA (richiami al Regolamento dell Obbligo di Istruzione, alle Linee Guida del I, II Biennio e del Quinto Anno, al POF ed alla progettualità d Istituto) La programmazione dipartimentale viene stilata modificando opportunamente secondo le esigenze del mondo del lavoro le Linee Guida del II Biennio e del Quinto Anno poiché si ritiene che i contenuti proposti non siano adeguati ad una adeguata formazione dell articolazione di Energia. METODOLOGIA E STRUMENTI Lezioni frontali integrate con attività di laboratorio, svolta in classe ed in laboratorio, al fine di consolidare i concetti teorici. Problemi proposti anche con metodo del problem-solving, incentivando inoltre il lavoro di gruppo VERIFICHE (tipologia e numero per ogni Periodo) Tutte le verifiche devono contengono al loro interno i criteri di valutazione, che giustificano i punteggi assegnati e la valutazione attribuita Come deliberato in sede di dipartimento di specializzazione, le verifiche consisteranno in prove non strutturate (soluzione di problemi, interrogazioni orali, quesiti a risposta aperta, relazioni, ) e/o strutturate (quesiti a scelta multipla, a completamento con termini dati.) con un minimo di 6 nel corso dell anno scolastico, tra: orale e pratico e precisamente: minimo 3 complessive nel primo periodo e minimo 3 complessive nel secondo periodo.

5 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 5 di 10 PROVE COMUNI e/o PROVA ESPERTA (indicare classi e periodo di somministrazione) Non prevista non essendoci classi paralle, prova esperta come previsto dal POF, somministrata indicativamente nel secondo periodo PROGETTI (sviluppo di contenuti/abilità disciplinari e/o interdisciplinari, attività laboratoriali, strutturazione di UDA) Per la classe 4^ la UdA riguarderà lo studio e la realizzazione dell'accoppiamento di una macchina idraulica con una macchina elettrica. Un gruppo di docenti sta ultimandone la stesura. PROPOSTE DI AGGIORNAMENTO Non sono previste proposte di aggiornamento PROGETTUALITA di SISTEMI E AUTOMAZIONE CLASSE 4EN N. ore settimanali 4 x 33 settimane = ore 132 N. ore previste = ore 115 N. ore effettive = ore. Competenze Abilità Conoscenze Tempi Modifiche a consuntivo Essere in grado di progettare Vol.1 mod.10 Unità 1 42 con tecnologia elettropneumatica, sequenze di Funzione memoria: (10) Concetto di memoria automazione per varie Funzione logica memoria tipologie di movimenti con sistemi fino a 3 attuatori. 1. Misurare, elaborare e valutare grandezze e caratteristiche tecniche con opportuna strumentazione; 2. Definire, classificare e programmare sistemi di automazione integrata applicata ai processi produttivi; 3. Progettare strutture apparati e sistemi, applicando anche modelli matematici, e analizzarne le risposte alle sollecitazioni meccaniche, termiche, elettriche, e di altra natura; 4. Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali. Nel dettaglio: essere in grado di individuare eventuali segnali bloccanti presenti nella sequenza e saper disegnare gli schemi elettrici e pneumatici del sistema di comando. Vol.2 mod. 1 componenti pneumatici Unità 1 Aria compressa Produzione aria compressa Distribuzione aria compressa Unità 2 Elementi di lavoro pneumatici Attuatori linea Attuatori rotativi Unità 3 Elementi di pilotaggio e comando pneumatici Controllo direzionale Vol.2 mod. 2 Comando pneumatico Unità 3 circuiti sequenziali senza segnali bloccanti Modelli descrittivi dei cicli di lavoro Analisi dei segnali di comando Vol.2 mod. 3 Comando elettropneumatico Unità 1 Elettrovalvole Componenti elettromeccanici Unità 2 Circuiti elettrici fondamentali

6 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 6 di 10 Essere in grado di valutare le caratteristiche tecniche di macchine elettriche. Saper studiare il comportamento dinamico del sistema rotante composto da motore e carico Essere in grado di comprendere gli schemi elettrici di comando e avviamento per motori asincroni Valutare le soluzioni più adeguate per la regolazione dei giri di un motore elettrico in corrente alternata o continua. Comando attuatori a semplice effetto Comando attuatori a doppio effetto Comandi temporizzati Esercitazioni di laboratorio Unità 3 Realizzazione di sequenze Cicli con più attuatori con tecnica diretta Cicli con segnali bloccanti Cicli con corse ripetute Cicli con corse contemporanee Unità 4 Realizzazione elettrica dei comandi di emergenza Cicli con un solo attuatore Cicli con più attuatori Vol.2 mod. 6 Macchine elettriche Un.1 Generalità Definizione e classificazioni Struttura delle macchine rotanti e tipo di servizio Rendimento di una macchina Dinamica di avviamento ABB-QT7 Appendice B Valutazione del tempo di avviamento Un.2 Trasformatori Trasformatore monofase ideale Trasformatore trifase Autotrasformatori Un.3 Macchine in corrente alternata Principi di funzionamento Alternatore Motore asincrono trifase Regolazione della velocità nei motori asincroni ABB-QT7.Cap.3 Tipi di avviamento di motore trifase a gabbia Un.4 macchine in CC Principi di funzionamento Caratteristiche costruttive Dinamo (senza equazioni) Motori a CC (senza equazioni) Motori DC Brushless Stepping motors 16 (4) Essere in grado di valutare le caratteristiche tecniche e prestazionali di un trasduttore anche al fine di confrontare diversi modelli e tipologie Vol.3 mod. 4 trasduttori Circuiti di trasmissione: segnali in tensione e a loop di corrente (appunti) Un.1 Nozioni generali Definizioni e classificazioni Parametri caratteristici Un.2 Funzionamento dei trasduttori 20 (5)

7 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 7 di 10 Eseguire i calcoli necessari per la scelta del Kvs di una valvola miscelatrice o deviatrice al fine di ottenere un circuito avente una determinata autorità di regolazione di Forza: estensimetri Di Pressione Di Livello Di Flusso Di Temperatura: termocoppie, termistori e termoresistenze Umidità Di prossimità R. Cyssau - Manuale della regolazione - Cap.2 Il sistema valvola- circuitoscambiatore: comportamento statico degli scambiatori di calore e loro regolazione: per variazione di temperatura al primario, di portata al primario, per miscelazione. Comportamento idraulico delle valvole: l autorità e il Kv Sistemi: ingressi, uscite, parametri. Sistemi continui lineari e sistemi binari. Controllo ad anello aperto e ad anello chiuso. Componenti di un sistema di controllo automatico. Esempi. Regolazione ON-OFF. Regolatori standard: P, PI, PID. Controllo digitale. Conversione A/D e D/A 24 (6) 12 (3) Disciplina SISTEMI E AUTOMAZIONE Classe 5 EN DATI IN EVIDENZA IN PREMESSA (richiami al Regolamento dell Obbligo di Istruzione, alle Linee Guida del I, II Biennio e del Quinto Anno, al POF ed alla progettualità d Istituto) La programmazione dipartimentale viene stilata modificando opportunamente secondo le esigenze del mondo del lavoro le Linee Guida del II Biennio e del Quinto Anno poiché si ritiene che i contenuti proposti non siano adeguati ad una adeguata formazione dell articolazione di Energia. METODOLOGIA E STRUMENTI Lezioni frontali integrate con attività di laboratorio, svolta in classe ed in laboratorio, al fine di consolidare i concetti teorici. Problemi proposti anche con metodo del problem-solving, incentivando inoltre il lavoro di gruppo VERIFICHE (tipologia e numero per ogni Periodo) Tutte le verifiche devono contengono al loro interno i criteri di valutazione, che giustificano i punteggi assegnati e la valutazione attribuita Come deliberato in sede di dipartimento di specializzazione, le verifiche consisteranno in prove non strutturate (soluzione di problemi, interrogazioni orali, quesiti a risposta aperta, relazioni, ) e/o strutturate (quesiti a scelta multipla, a completamento con termini dati.) con un minimo di 6 nel corso dell anno scolastico, tra: orale e pratico e precisamente: minimo 3 complessive nel primo periodo e minimo 3 complessive nel secondo periodo.

8 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 8 di 10 PROVE COMUNI e/o PROVA ESPERTA (indicare classi e periodo di somministrazione) Non prevista prova comune, non essendoci classi parallele. Prova esperta come previsto dal POF, rivolta alla classe 5AEN da effettuarsi nel secondo periodo. PROGETTI (sviluppo di contenuti/abilità disciplinari e/o interdisciplinari, attività laboratoriali, strutturazione di UDA) Non sono previsti progetti per questa disciplina. L UDA, ancora in via di definitiva stesura, riguarderà la progettazione di un impianto idro-sanitario PROPOSTE DI AGGIORNAMENTO Sono in fase di analisi alcune proposte presentate da docenti del dipartimento. PROGETTUALITA di SISTEMI E AUTOMAZIONE CLASSE 5EN N. ore settimanali 4 x 33 settimane = ore 132 N. ore previste = ore 115 N. ore effettive = ore. Competenze Abilità Conoscenze Tempi Modifiche a consuntivo Essere in grado di 26 comprendere e disegnare gli schema di comando e di potenza per l avviamento di motori elettrici. Calcolare il tempo di avviamento di un motore asincrono in funzione del carico ed essere in gradi di valutare la necessità di un avviamento che a tensione ridotta Calcolare la corrente nominale di un motore trifase e monofase Calcolare la corrente di spunto in connessione a stella e a triangolo. Saper riconoscere i principali componenti utilizzati per il comando di motori: teleruttori, salvamotori, portafusibili, relè termici e saper il significato della numerazione dei morsetti 1. progettare strutture, apparati e sistemi, applicando anche modelli matematici, e analizzarne le risposte alle sollecitazioni meccaniche, termiche, elettriche e di altra natura Simbologia degli schemi elettrici (pag. 19,20,21, 24 Barezzi, impianti elettrici civili e industriali) apparecchi di comando: bobine, contatti con comando manuale, temporizzatori numerazione dei morsetti di componenti di comando e potenza apparecchi di protezione: fusibili, termici, magnetici motori elettrici Mod. 6 Macchine elettriche Un.1 Generalità Definizione e classificazioni Struttura delle macchine rotanti e tipo di servizio Rendimento di una macchina Dinamica di avviamento ABB-QT3.Cap.4 Classificazione dei sistemi di distribuzione elettrici Un.3 Avviamento dei motori asincroni Coppi motrice e coppia resistente ABB-QT7 Cap.2 Protezione dei motori Cap.3 Tipi di avviamento di motore trifase a gabbia Valutazione del tempo di avviamento Schemi di comando e potenza per: avviamento diretto,

9 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 9 di 10 avviamento stella-triangolo, avviamento con reattanze statoriche 1. redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali 1. Definire, classificare e programmare sistemi di automazione integrata e robotica applicata ai processi produttivi 2. documentare e seguire i processi di industrializzazione Essere in grado di riconoscere le tipologie di componenti e saperne valutare le caratteristiche prestazionali Essere in grado di redigere uno schema elettrico di regolazione per un generico controllore con comando di: caldaia, bollitore, circuiti miscelati e circuiti diretti. Componenti dei sistemi di controllo per climatizzazione, produzione di acqua calda sanitaria e trattamento dell'aria (R. Cyssau - Manuale della regolazione - Cap.5,10) Termostati Elettrovalvole e valvole Servomotori per valvole sonde di controllo temperatura regolatori ambientali valvole termostatiche schemi di collegamento elettrico per servomotori con comando a 3 punti o proporzionale 0-10 V schemi di collegamento al regolatore di termoresistenze e termistori Valvole di espansione termostatiche per circuiti frigo Componenti e sistemi di controllo per climatizzazione ad acqua calda sanitaria (R. Cyssau - Manuale della regolazione - Cap.6-9) Sistemi di controllo per impianti autonomi schemi elettrici per consenso di funzionamento delle caldaie Sistemi di controllo per impianti centralizzati e contabilizzazione termoregolatori per regolazione impianti di riscaldamento modulanti, climatici e sequenza caldaie Sistemi di controllo per la produzione di acqua calda sanitaria Definire, classificare e programmare sistemi di automazione integrata e robotica applicata ai processi produttivi 2. documentare e seguire i processi di Redazione di uno schema di regolazione per sistema di trattamento aria e scelta componenti idonei. Saper configurare un regolatore elettronico programmabile per impianti di trattamento dell aria tipo Siemens Synco 700 tramite software ACS componenti e sistemi di controllo per trattamento dell'aria (VAC systems), (R. Cyssau - Manuale della regolazione - Cap. 11) regolazione della temperatura di mandata in impianto ad aria primaria regolazione per riscaldamento 35

10 Via dei Carpani 19/B Castelfranco V. ( TV ) Pag. 10 di 10 industrializzazione con e senza umidificazione in impianto a tutta aria regolazione per raffreddamento e deumidificazione in impianto a tutta aria Castelfranco Veneto, Il Responsabile di Dipartimento prof. Dolzan Isidoro