La progettazione del sistema di controllo dal punto di vista hardware può avvalersi della reperibilità sul mercato di risorse tecnologicamente avanzate, direttamente compatibili con il campo, scalabili ed interoperabili. La rapida crescita delle funzioni presenti nei moderni sistemi di controllo rende non sempre facile la scelta dell’architettura hardware per una macchina automatica in termini di scelta di un’architettura centralizzata o distribuita, scelta del motion control, scelta del fieldbus, scelta dell’ambiente di sviluppo per la nostra applicazione ecc. L’attività ha lo scopo di valutare le principali soluzioni tecnologiche di controllo PLC-based e PC-based. Presso il laboratorio LIAM è possibile sviluppare test sui principali sistemi di controllo commerciali presenti nel mercato dell’automazione industriale.

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Laboratorio
Referenti
Claudio Melchiorri
Andrea Tilli
Area di specializzazione
Meccatronica e Materiali
Keyword
Automazione
Macchine Automatiche
Piattaforma di Controllo
Il laboratorio di benchmarking
Descrizione prodotto

Presso il LAR ed il LIAM vengono eseguiti test su: dispositivi (I/O, CPU) e bus di campo; motion control; soluzioni di controllo integrate per applicazioni tipiche e speciali. Le prove sui dispositivi intendono andare a misurare: prestazioni dei tempi di scrittura-lettura su I/O; le prestazioni dei PLC in termini di tempo di esecuzione e determinismo; la valutazione dei ritardi introdotti dai moduli e dal bus di campo. Le prove sul motion control vogliono andare a valutare: aspetti software (e.g., implementazione di camme e riduttori elettrici, funzionalità master-slave; algoritmi di auto-tuning); aspetti hardware (e.g., prestazioni dinamiche in termini di precisione di inseguimento e posizionamento). Considerando specifiche applicazioni, è possibile valutare l’intera architettura di controllo valutando aspetti cruciali quali: l’ambiente di programmazione; l’integrazione con il motion, la safety e ambienti di virtual engineering; la configurazione e la diagnostica dei fieldbus.

Aspetti innovativi

Il principale aspetto innovativo del servizio è l’approccio sistematico con cui vengono eseguite le attività di benchmarking. Senza un approccio sistematico che ci permetta di capire pregi e difetti di soluzioni innovative per il controllo si rischia di essere "abbagliati" dal marketing dei fornitori stessi e di perdere di vista la realtà dei fatti. L’attività di benchmarking viene svolta con un aspetto metodologico, partendo da una analisi della tecnologia e misurando tramite prove sperimentali le prestazioni dei sistemi. .

Applicazioni

Le applicazioni sono molteplici e riguardano tutti gli ambiti in cui le prestazioni del sistema di controllo influenzano pesantemente le prestazioni del sistema e, quindi, in cui la scelta dell’architettura di controllo è cruciale per il successo del prodotto.

Stazione di benchmarking per sistemi di controllo distribuito
Esempio di applicazione

Valutazione di piattaforme commerciali per l'automazione di macchine automatiche per il packaging

Descrizione applicazione e risultati

L’applicazione ha riguardato lo studio di soluzioni di controllo PLC-based e PC-based mediante una serie di test eseguiti in tre fasi successive: 1) prove su dispositivi (I/O, CPU) e bus di campo; 2) prove sul sistema di motion control; 3) prove sull’integrazione di sistema. L’ultima fase dei test, volta a valutare l’intera architettura di controllo unendo sia gli aspetti software che hardware, è stata svolta sviluppando una applicazione tipica nel mondo del packaging: una macchina per un incollaggio al volo. Nel corso dell’attività sono state valutate soluzioni di controllo distribuito prodotte da fornitori di tecnologia quali: B&R; Beckhoff; Bosch Rexroth; Lenze; Mitsubishi; Omron; Rockwell; Schneider; Siemens. Sono stati testati sia prodotti provenienti dalla famiglia top di gamma, sia soluzioni dimensionate appositamente sulla applicazione di incollaggio al volo scelta come benchmark finale.

Partner coinvolti

LIAM - Laboratorio Industriale Automazione Macchine per il packaging

Tempi di realizzazione
24 mesi
Livello di maturità tecnologica
TRL 4 - tecnologia validata in laboratorio
Valorizzazione applicazione

La collaborazione tra il CIRI Meccanica Avanzata e Macchine, il LAboratori di Automazione e Robotica ed il LIAM ha dato ottimi risultati e ha portato quest’ultimo a inserire l’attività di benchmarking nel suo portfolio di servizi come attività continuativa.

L’applicazione di incollaggio al volo scelta come benchmark