Ricerca | Ingegneria dei Sistemi di Controllo

Missione

Le attività di laboratorio sono focalizzate nell’ambito dell’automazione industriale, dei magazzini automatici, dei sistemi embedded e dell’ottimizzazione di sistemi logistici e sanitari al fine di fornire un supporto sperimentale alla derivazione di nuove metodologie di pianificazione, controllo e sviluppo di sistemi di automazione, logistici e di movimentazione in senso ampio ad elevato grado di autonomia e flessibilità.

Il laboratorio offre un ambiente di apprendimento pratico e teorico per formare ingegneri e ricercatori altamente qualificati e permette di stabilire collaborazioni con aziende per sviluppare progetti di ricerca congiunti, trasferire le tecnologie sviluppate al settore industriale e favorire lo sviluppo economico.

Attività

Pianificazione, controllo e sviluppo di sistemi di automazione, logistici e di movimentazione in senso ampio

L'automazione dei processi produttivi rappresenta una delle tematiche applicative più significative nell'ambito dell'ingegneria industriale e dell'informazione. Ciò è dovuto essenzialmente alla complessità strutturale dei sistemi produttivi ed alla molteplicità delle funzionalità che ne caratterizzano il comportamento. In particolare, è centrale nei sistemi manifatturieri il problema della movimentazione e dell'immagazzinamento automatico dal momento che essi giocano un ruolo chiave nell'ottimizzazione dei sistemi manifatturieri nel loro complesso.

L'attività di ricerca è incentrata sullo sviluppo di algoritmi di controllo in tempo reale finalizzati all'ottimizzazione delle prestazioni di ogni sottosistema di movimentazione all'interno di un impianto automatizzato. A questo proposito, ogni controllore locale (sulla base della conoscenza dello stato del sistema) deve affrontare problemi quali: definizione delle sequenze con cui i pezzi devono essere caricati nel sottosistema, determinazione degli istanti in cui caricare i pezzi, scelta del routing da associare a ciascun pezzo, definizione delle priorità di servizio fra pezzi che richiedono, simultaneamente, l'uso della stessa risorsa.

Il prototipo di magazzino installato presso il laboratorio consente la validazione sperimentale degli algoritmi di controllo su macchine di largo uso, permettendo di sposare gli obiettivi teorici della ricerca con quelli della realizzazione pratica.

Sviluppo, implementazione e validazione di controllori e supervisori basati su modelli ad eventi discreti

Dal momento che l’evoluzione di un sistema di automazione può essere vista come una sequenza di eventi che indicano l’inizio e la terminazione di attività, è conveniente avvalersi, per lo studio di tali siffatti sistemi, delle metodologie fornite dalla teoria dei sistemi ad eventi discreti. La teoria dei sistemi ad eventi discreti è applicabile a settori diversi come le reti di calcolatori e di comunicazione, i sistemi operativi, la gestione dei sistemi sanitari, i sistemi di trasporto e di movimentazione in genere. Lo sviluppo e l’implementazione di algoritmi di controllo su dispositivi di controllo commerciali (controllori a logica programmabile o microcontrollori) per sistemi ad eventi discreti pone rilevanti problemi dal punto vista computazionale e di implementazione. La Speedgoat real-time target machine e le postazioni PC equipaggiate con l’ambiente di emulazione SIMIT consentono l’emulazione di sistemi di automazione complessi per la validazione degli algoritmi di controllo mediate approccio Hardware in the loop. La Speedgoat real-time target machine può essere altresì impiegata per la prototipazione rapida di algoritmi di controllo.

Strumentazione

La strumentazione disponibile in laboratorio è la seguente:

magazzino automatico dotato di rulli trasportatori ed elevatori controllato da 1 PLC SIMATIC S7-300 e 3 moduli I/O remoto SIMATIC ET 200M collegati via PROFIBUS o PROFINET

3 x controllori NxtDCSmini per l’implementazione di sistemi di controllo distribuiti conformi allo standard IEC 61499

4 x postazioni PC con Matlab, TIA Portal e SIMIT

Foto e maggiori informazioni reperibili sul sito di riferimento del gruppo www.automatica.unisa.it