Obiettivi Formativi

- Acquisire conoscenze sui metodi e le tecnologie proprie dell'automazione industriale ivi inclusa la programmazione dei PLC. Acquisire le nozioni teoriche ed operative fondamentali relative ai sistemi robotici per applicazioni industriali. - Acquisire la capacità di analizzare e progettare autonomamente sistemi di automazione industriale basati su PLC e di valutare l’impiego di sistemi robotici nelle catene di processo industriali. - Sviluppare autonomia nella scelta della strategia di automazione e della componentistica adatta tramite un confronto critico delle soluzioni possibili. - Favorire la capacità di comunicare con linguaggio tecnico appropriato, anche al fine di una efficace integrazione in un contesto industriale multidisciplinare. – Sviluppare la capacità di mantenere un aggiornamento costante sugli sviluppi tecnologici nel settore dell’automazione industriale.

Learning Goals

- Acquire knowledge of methods and technologies applied to industrial automation including PLC programming. Acquire the fundamental theoretical and operational notions relating to robotic systems for industrial applications. - Acquire the ability to independently analyze and design PLC-based industrial automation systems and to evaluate the use of robotic systems in industrial processes. - Develop autonomy in choosing the automation strategy and suitable components through a critical comparison of possible solutions. - Promote the ability to communicate with appropriate technical language, also for an effective integration in a multidisciplinary industrial context. – Develop the ability to maintain constant updates on technological developments in the industrial automation field.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali ed esercitazioni guidate in aula informatica ed in laboratorio svolte dagli studenti, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.

Teaching Methods

The course, to achieve the expected objectives, mainly takes place through lectures and guided exercises with teacher support in the computer room and in the laboratory, with the aim of stimulating the approach to problem solving with autonomy and a critical thinking. All activities are carried out with the support of lecture slides.

Prerequisiti

Conoscenze di base sui circuiti elettrici, algebra matriciale, equazioni differenziali, linguaggi di programmazione.

Prerequisites

Basic knowledge of electrical circuits, matrix algebra, differential equations and computer programming languages.

Verifiche dell'apprendimento

Realizzazione e discussione orale di due progetti per ogni modulo. Verranno valutati il livello di competenza acquisito, la capacità critica e l’autonomia di giudizio, la capacità comunicativa e l’uso appropriato del linguaggio tecnico. La valutazione di ogni progetto è espressa in trentesimi. La valutazione finale è data dalla media delle votazioni ottenute.

Assessment

Creation and discussion of two project works for each module. The projects have the dual purpose of verifying the level of knowledge and understanding of the course contents and to evaluate the autonomy of judgment, the critical reasoning skills, and the communicative ability and properties of scientific language. The evaluation of each project is scored out of thirty. The final evaluation is given as the arithmetic mean of all the obtained scores.

Programma del Corso

INTRODUZIONE: Classificazione dei sistemi di produzione, Automazione fissa, programmabile e flessibile. Sistemi informatici per il controllo. SISTEMI DI CONTROLLO IN AMBITO INDUSTRIALE: Obiettivi del controllo, schemi di controllo fondamentali. Hardware per l'automazione industriale: logica cablata, controllo analogico, sistemi embedded, PC industriali, PLC. Sensori ed attuatori per applicazioni industriali, caratteristiche di base, funzionamento e scelte implementative. Caratteristiche, architettura e linguaggi di programmazione dei PLC, PLC Siemens caratteristiche Hardware e programmazione, interfaccia utente (HMI), esempi di applicazioni, software di sviluppo, esempi di applicazioni in ambito industriale. ROBOTICA: Automazione e Robot, il mercato dei robot, robotica industriale e di servizio, sensori e attuatori per la robotica caratteristiche generali dei manipolatori, posizione ed orientamento di un corpo rigido, matrici di trasformazione, definizione dello spazio di lavoro, convenzione di Denavit-Hartenberg, determinazione del modello cinematico diretto di strutture tipiche di manipolazione, cinematica inversa, dinamica, pianificazione di traiettorie, metodi di interpolazione polinomiale, controllo del moto, applicativi per la simulazione di sistemi dinamici, esempi di applicazioni di manipolatori in ambito industriale e relativa simulazione dinamica.

Course Syllabus

INTRODUCTION: Classification of production systems, fixed, programmable and flexible automation. IT systems for control. INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS: Control objectives, fundamental control schemes. Hardware for industrial automation: wired logic, analog control, embedded systems, industrial PCs, PLCs, features, architectures and programming languages of PLCs. Sensors and actuators for industrial applications, key features, working mechanisms and implementation choices. Siemens PLCs hardware characteristics and programming, human machine interface (HMI), examples of applications, development software, examples of applications in industrial environments. ROBOTICS: Automation and Robotics, the robot market, industrial and service robots, sensors and actuators for robotics, general characteristics of manipulators, position and orientation of a rigid body, transformation matrices, definition of joint and working space, Denavit-Hartenberg convention, formulation of the direct kinematic model of typical industrial manipulators, inverse kinematics, dynamics, trajectory planning with polynomial interpolation, motion control, software for the simulation of dynamical robotic systems, application examples of industrial manipulators and corresponding dynamic simulation.