INDUSTRIAL INFORMATICS

Obiettivo del corso è la conoscenza delle caratteristiche fondamentali dei dispositivi di calcolo e di controllo utilizzati in ambito industriale. Conoscenza dei principali standard di riferimento per la programmazione di tali dispositivi e per lo sviluppo di applicazioni industriali distribuite basate sui sistemi di comunicazione industriale. Conoscenza delle caratteristiche principali degli ambienti di sviluppo per la programmazione di dispositivi industriali e per lo sviluppo di applicazioni industriali distribuite. Il corso permetterà di acquisire capacità di progettazione e sviluppo di programmi tramite il supporto di tali ambienti di sviluppo.

Altro obiettivo è la conoscenza dei principali standard di riferimento per la definizione di modelli di informazioni in ambito industriale e per la realizzazione dello scambio dati tra applicativi basati sui paradigmi di comunicazione client/server e publish/subscriber. Il corso permetterà di acquisire capacità di progettazione e sviluppo di sistemi distribuiti basati su tali modelli per la realizzazione di applicazioni orientate al monitoraggio, al controllo e alla supervisione di processi industriali.

Il corso si basa essenzialmente su lezioni frontali, che includono lo svolgimento al calcolatore di esercizi da parte del docente. Il corso prevede anche esercitazioni pratiche svolte dagli studenti. Tali esercitazioni vengono svolte nelle aule multimediali dell'Ateneo. Ad ogni studente viene assegnato un compito che deve essere svolto al calcolatore o su un PLC distribuito dal docente. Il docente supervisiona il lavoro degli studenti fornendo le spiegazioni e gli aiuti didattici necessari per il completare i compiti assegnati.
Le modalità di svolgimento dell'insegnamento appena descritte permettono il raggiungimento degli obiettivi formativi prefissati, che includono l’acquisizione di conoscenze e la capacità di applicare la conoscenza.

• Conoscenza dei linguaggi di programmazione Assembly e C
• Concetti di programmazione ad Oggetti e conoscenza linguaggio Java
• Conoscenza delle architetture dei calcolatori e Sistemi Operativi
• Conoscenza di Reti di Calcolatori

consigliata, ma non obbligatoria

Parte I - Sviluppo di Applicazioni nei Controllori a Logica Programmabile (PLC)

• Architettura dei PLC. L’automazione nei processi Industriali; sistema di controllo e misura di un processo industriale. Il Controllore a logica programmabile.
• Programmazione dei PLC. Standard IEC 61131-3. Caratteristiche principali. Tipi di Dati. Variabili. Funzioni. Function Blocks. Programmi. Risorse. Task. Configurazioni. Linguaggio di Programmazione Ladder Diagram (LD). Linguaggio di Programmazione Sequential Function Chart (SFC).
• Sviluppo di Applicazioni basate sullo standard IEC 61131-3
• Ambienti di Sviluppo per PLC. Il Caso di Studio: Ambiente Siemens TIA Portal Step 7.
• Esercitazioni in Aula sulla programmazione dei PLC utilizzando l'Ambiente di Sviluppo Siemens TIA Portal Step 7.

Parte II - Sviluppo di Applicazione nei Sistemi di Controllo Distribuito

• Sistemi di Comunicazione per Dispositivi di Controllo
• I sistemi di comunicazione Profibus DP e Profinet. Servizi di Comunicazione.
• Sviluppo di Applicazioni Distribuite in Ambiente di Bus di Campo. Esempi Applicativi basati sui Sistemi di Comunicazione Profibus DP, Profinet e sul sistema Siemens TIA Portal Step7.
• Lo standard OPC. Storia ed evoluzione. Gli standard OPC COM e OPC XML. Lo standard OPC UA: Information Model, Session, Subscription, Monitored Items, OPC UA Services, OPC UA Communication Stack, Il modello OPC UA Publish/Subscriber.
• Sviluppo di Applicazioni Distribuite basate sullo standard OPC UA.

[1] P.Chiacchio, "PLC e Automazione Industriale", McGraw Hill.

[2] R.W.Lewis, "Programming industrial control systems using IEC 1131-3", IEE Control Engineering Series 50.

[3] W.Mahnke, S.H.Leitner, M.Damm, “OPC Unified Architecture”, Springer Verlag, ISBN 978-3-540-68899-0, 2009.

[4] Dispense del docente presenti sul portale studium di unict (indirizzo http://studium.unict.it )

L'esame consiste in una prova orale che include anche lo svolgimento di un esercizio al calcolatore/PLC.

Gli studenti hanno la possibilita' di sviluppare un elaborato di corso il cui argomento viene concordato con il docente. L'elaborato riguarda l'approfondimento di uno o più argomenti trattati nel corso. Tipicamente consiste nello sviluppo di progetti software o hardware. L'elaborato sviluppato dagli studenti viene discusso alla prova orale. Lo sviluppo dell'elaborato è del tutto facoltativo.

E’ possibile scaricare esempi di domande e/o esercizi svolti al protale studium all’indirizzo http://studium.unict.it