Controlli Automatici Elementi base Ing. F.Criseo

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Biaggio Maggi
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1 1. Pneumatica - Meccanica Elettropneumatica 2. Attuatori: (esempio cilindri pneumatici) 3. Sensori: di posizione, di spostamento 4. Sistemi di comando: esempio valvole 5. Elementi in un sistema pneumatico 6. Sistemi elettronici di comando 7. Schemi elettrici/logici/funzionali 1

2 Generalmente con il termine automatico si intende qualunque operazione che viene eseguita senza l intervento manuale dell uomo a seguito di un comando. Per raggiungere questo risultato è necessario introdurre un sistema capace di mettere a disposizione l energia necessaria al compimento dell azione. Fra i vari metodi studiati per ottenere un automatismo nell ambito della produzione industriale quelli più usati sono la pneumatica, l elettropneumatica, la meccanica 2

3 Nella pneumatica ed elettropneumatica l energia impiegata è ottenuta per mezzo della PRESSIONE (producendo Lavoro) dell aria => aria compressa Se per mezzo di un compressore si comprime una certa quantità d aria, questa alla fine del processo per il principio di conservazione dell energia, si troverà arricchita di una quantità di energia (PRESSIONE) pari al lavoro meccanico speso. 3

4 feedback utilizzata Sistema in catena chiusa => Controllo in retroazione => Conosco cosa succede in uscita al sistema => Complessità nel progetto e negli elementi di comando feedback =>Impiego di più componenti nella sua realizzazione 4

5 UNITA DI ELABORAZIONE E/O DI COMANDO COMANDO / ATTUATORE UNITA DI ATTUAZIONE O DI LAVORO Blocco di comando Cosa fa il sistema in uscita? L unità di elaborazione non ne conosce il comportamento Blocco di potenza Attuatori- sposto un pezzo aziono un servo meccanismo 5

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7 UNITA DI ELABORAZIONE E/O DI COMANDO COMANDO / ATTUATORE SENSORI UNITA DI ATTUAZIONE O DI LAVORO Blocco di comando Blocco di potenza Controllo ad anello chiuso (feedback) Dall uscita rilevo una frazione delle informazioni utili e le reinvio al sistema di elaborazione in ingresso 7

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11 SENSORI/TRASDUTTORI: elemento atto al rilevamento delle grandezze fisiche. Fornisce all unità di elaborazione lo stato del sistema. Sensore o trasduttore? Quali differenze? Vedremo fra un attimo COMANDO: sistema che serve a prendere le opportune decisioni Analogico o digitale? CONTROLLO: sistema che serve ad elaborare la logica di comando Logica? ATTUATORI: sistema che serve ad eseguire le decisioni prese dal sistema di comando Elettronico? Pneumatico? Elettropneumatico? 11

12 Spesso si confonde l uno con l altro perché il passaggio è molto sottile.. Sensore: Elemento in grado di rilevare una grandezza fisica (temperatura, accelerazione, pressione, umidità ) Trasduttore: Sistema capace di convertire una grandezza fisica in una Tensione elettrica o in una Corrente elettrica 12

13 Definiamo le possibili realizzazioni di un sistema automatico Sistema pneumatico: quando sia il blocco di comando che di controllo sono realizzati con tecnologia pneumatica Sistema elettropneumatico: quando il blocco di - comando è realizzato con tecnologia pneumatica - controllo è realizzato con tecnologia elettrica/elettronica 13

14 Termine generico impiegato per indicare tutti gli elementi in grado di fornire informazioni (che possono essere anche semplici impulsi elettrici) a strumenti di misura, centraline elettroniche => all unità di elaborazione principale In pratica i sensori/trasduttori trasformano in segnali elettrici quelli di tipo meccanico, ottico, termico, di posizione, ecc. 14

15 Dall attuatore/uscita All ingresso/ elaborazione 15

16 CLASSIFICAZIONE DEI SENSORI -Grandezza di ingresso: -Meccanici (di spostamento, di velocità, di accelerazione, di portata, ecc ) -Temperatura (uscita analogica, digitale, passiva, attiva) -Livello (resistivi, induttivi, a galleggiamento) -Pressione (capacitivi, induttivi, a membrana) A seconda del segnale fornito in uscita i sensori si dividono in -Analogici (Il segnale elettrico ha una variazione continua entro un determinato range di valori) -Digitali (assumono solo due valori alto (H) basso (L)) 16

17 Fine corsa pneumatici/meccanici: questo tipo di sensori determinano se è stata raggiunta una determinata posizione per cui il dispositivo azionato (leva, rullo, ecc ) aziona la commutazione della valvola (sistema di comando) Fine corsa 17

18 Elettromeccanici: questi dispositivi hanno un funzionamento simile a quello già definito nel caso precedente solo che in questo caso il dispositivo di azionamento eccita o diseccita un Relé/dei contatti a lamelle=> switch Sensori induttivi: funzionano come rilevatori di prossimità o di spostamento, mediante lo sfruttamento delle variazioni di campi elettromagnetici (LVDT ). 18

Ottici rotativi Funzionano come rilevatori sfruttando la rotazione e il verso della

19 Sensori ottici: Funzionano come rivelatori di presenza sfruttando, ad esempio, una cellula fotoelettrica. Ottici rotativi Funzionano come rilevatori sfruttando la rotazione e il verso della stessa: encoder Sensori capacitivi: sfruttano la variazione di capacità che si crea tra essi e il corpo da rilevare Sensori di umidità, sensori di pressione 19

20 Sensori magnetici: rilevano la posizione del pistone nei cilindri con l ausilio di un anello magnetico, che in prossimità del contatto REED ne provoca la chiusura o, quando se ne allontana, l apertura... Contatto aperto Contatto chiuso 20

21 La presenza di un magnete in prossimità dei reofori, genera delle linee di flusso che attraggono le lamine => Poli opposti si attraggono 21

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