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Gianmaria De Tommasi » 2.Requisiti dei dispositivi di controllo


Indice della lezione

  • Requisiti e funzionalità di base dei dispositivi di controllo
  • Funzionalità di un dispositivo di controllo
  • Modalità di esecuzione dei compiti
  • Requisiti di tempo reale

Requisito fondamentale per i dispositivi di controllo

I due requisiti fondamentali che caratterizzano i dispositivi di controllo sono:

  • la capacità di rilevare stimoli provenienti dall’esterno (dal Processo Fisico);
  • la capacità di agire sull’ambiente esterno (modificando il comportamento del Processo Fisico).

Un dispositivo di controllo è un particolare sistema per l’elaborazione dell’informazione, destinato al controllo dei processi fisici. Un dispositivo di controllo deve potersi interfacciare con l’ambiente esterno.

Nel modello proposto, i sensori e gli attuatori fanno parte del Processo Fisico, quindi i dispositivi di controllo devono possedere opportuni moduli di interfaccia con sensori ed attuatori (moduli di I/O).

 

Modello di riferimento per un sistema automatizzato.

Modello di riferimento per un sistema automatizzato.

Modello di riferimento per un dispositivo di controllo.

Modello di riferimento per un dispositivo di controllo.


Funzionalità di un dispositivo di controllo

  • controllo a ciclo chiuso classico (regolazione, asservimento)
  • calcolo dei valori di riferimento (set-point)
  • gestione di allarmi e anomalie
  • realizzazione dell’interfaccia operatore (HMI)
  • realizzazione dell’interfaccia di comunicazione con altri dispositivi

In generale, in un dispositivo di controllo non vengono necessariamente implementate tutte le funzionalità elencate. 

Modalità di esecuzione dei compiti

Un’applicazione di controllo può essere suddivisa in più compiti (task) che possono essere eseguiti con modalità diverse a seconda delle necessità.

In generale, un dispositivo di controllo può prevedere le seguenti modalità di esecuzione dei compiti:

  • periodico (es. controllo in retroazione classico)
  • ciclico (es. sequenzializzazione di movimentazioni)
  • ad eventi (es. gestione di una condizione di anomalia)

Anche in questo caso, non è necessario che un dispositivo di controllo implementi tutte le modalità di esecuzione elencate.

 

Nel modello di riferimento, un’applicazione di controllo può essere scomposta in più compiti i quali possono essere distribuiti tra dispositivi diversi, oppure tra risorse dello stesso dispositivo.

Nel modello di riferimento, un'applicazione di controllo può essere scomposta in più compiti i quali possono essere distribuiti tra dispositivi diversi, oppure tra risorse dello stesso dispositivo.


Requisiti di tempo reale

Dovendosi interfacciare con il Processo Fisico, i dispositivi di controllo hanno la necessità di operare in tempo reale.

Un sistema a tempo reale (real-time) deve rispondere in modo certo ed entro tempi fissati ad eventi esterni asincroni (non prevedibili).

In un sistema a tempo reale (hard real-time) un ritardo nell’esecuzione è considerato un malfunzionamento del sistema stesso.

Nel caso di sistemi soft real-time un ritardo di esecuzione comporta un degrado delle prestazioni

Scalabilità di un dispositivo di controllo

La scalabilità è la capacità di un sistema di crescere o decrescere (aumentare o diminuire di scala) in funzione delle funzionalità richieste.

Un dispositivo di controllo scalabile consente di inserire o meno delle funzionalità (e relativo hardware di supporto) solo se necessarie per il raggiungimento dell’obiettivo.

Solidità di un dispositivo di controllo

Tipicamente i dispositivi di controllo devono operare in ambiente ostili.

Per questo motivo la solidità è un requisito importante.

In particolare un dispositivo di controllo deve essere fisicamente robusto nei confronti di:

  • urti
  • vibrazioni
  • interferenze elettromagnetiche
  • variazioni di temperatura
  • presenza di polveri
  • ecc.
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