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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-04192012-094338


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
NARDI, DANIELE
URN
etd-04192012-094338
Titolo
Analisi e progettazione di sistemi DCS conformi a standard industriali
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA INFORMATICA
Relatori
relatore Prof. Foglia, Pierfrancesco
relatore Prof. Prete, Cosimo Antonio
Parole chiave
  • DCS
  • PLC
  • 4Diac IDE
  • 4Diac FORTE
  • IEC 61131-3
  • OPC-UA
  • IEC 61499
Data inizio appello
10/05/2012
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
10/05/2052
Riassunto
Il dispositivo più usato per il controllo industriale è sicuramente il Controllore a Logica Programmabile, abbreviato in PLC (dall’inglese Programmable Logic Controller). Un PLC è un dispositivo programmabile usato per il controllo di una o più macchine, che realizza quindi una legge di controllo. La legge di controllo deve essere definita in un opportuno linguaggio.
Lo standard IEC 61131-3 definisce un modello per descrivere il PLC ed il suo contenuto, i moduli software da utilizzare per realizzare una legge di controllo ed i linguaggi con cui definire tali moduli. Il modulo base più usato per l’implementazione di una legge di controllo è il Function Block, un modulo che fornisce un’uscita che dipende dagli ingressi e dallo stato delle variabili interne.
Fino a poco tempo fa ogni macchinario era un’entità monolitica controllata da un PLC, prendeva materiali ed informazioni in ingresso e forniva un prodotto finito o un semilavorato in uscita. Quando è nata la necessità di affiancare più macchine per realizzare un processo produttivo, è stato l’uomo a fare da interfaccia tra una macchina e l’altra, trasportando manualmente il semilavorato in uscita da una macchina all’ingresso della successiva. Queste macchine, quindi, non scambiavano informazioni tra loro e la coordinazione era eseguita manualmente.
Il trend degli ultimi anni, grazie ai progressi nel campo dell’elettronica e delle telecomunicazioni, è quello di mettere in comunicazione tra loro le varie macchine, così da realizzare leggi di controllo non una macchina per volta, bensì all’interno di un insieme di macchine coinvolte in un processo produttivo, realizzando così un sistema di controllo distribuito (Distributed Control System, DCS), cioè un sistema in cui più macchine, ognuna controllata da un PLC, interagiscono e comunicano per la realizzazione di un processo produttivo.
Sul mercato esistono molti tipi di PLC, vari tipi di interfacce fisiche e diversi protocolli di comunicazione, c’è quindi la necessità di garantire l’interoperabilità tra sistemi eterogenei, così da permettere una più ampia libertà di scelta ai progettisti. Lo standard IEC 61131 si è rivelato inadeguato per l’implementazione di un sistema di controllo distribuito, è nata quindi la necessità di sviluppare nuovi standard che rispondano a queste esigenze.
A tale scopo sono stati definiti gli standard IEC 61499 ed OPC-UA.
Lo standard IEC 61499 definisce una serie di modelli software per la modellazione di applicazioni di controllo distribuite, mentre OPC-UA definisce dei modelli per la modellazione dei dati e per definire i meccanismi di trasporto di tali dati.
L’azienda ISAC Srl è un’azienda produttrice di sistemi di controllo che sviluppa soluzioni basate su PLC secondo lo standard IEC 61131. Essa si è prefissata l’obiettivo di sviluppare dei function block basati sulla specifica IEC 61131-3 per implementare un sistema di controllo distribuito.
Scopo di questa dissertazione è quello di analizzare il problema posto da ISAC e proporne delle soluzioni basate sulle specifiche IEC 61499 e OPC-UA.

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