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Esperienza e simulazioni

Come affrontare i progetti elettronici

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pubblicato 16 anni fa, 14.457 visualizzazioni

PLC è l'acronimo di Programmable Logic Controller, cioè di controlllore logico programmabile .

Ho evidenziato l'ultima parola perchè lì sta l'essenza di questo formidabile apparato che ha rivoluzionato il mondo del controllo industriale. Rivoluzione che risale a quarant'anni fa (in pieno boom della logica statica "cablata") e che ho avuto la ventura di vivere di persona.

Ero infatti allora progettista di sistemi di automazione industriale e l'impiego di elementi a transistor in sostituzione dei tradizionali relè era ancora considerata una tecnologia avanzata, ma già era nell'aria l'innovazione di programmare la logica di controllo invece che cablarla.

In effetti solo negli anni '70 (dopo l'avvento del microprocessore) apparvero i primi apparati industrialmente applicabili: non era infatti responsabilità da poco affidare il controllo di un'intera area produttiva ad un apparato che in caso di malfunzionamento avrebbe bloccato tutto! (per non parlare della sicurezza fisica del personale addetto alla produzione).

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pubblicato 16 anni fa, 2.199 visualizzazioni

Recenti richieste nel Forum, mi inducono a richiamare i metodi di trasformazione dei tradizionali regolatori di tipo analogico (ad es. PI) in equivalenti soluzioni digitali. Le basi concettuali di tali trasformazioni sono già illustrate nel Corso " Elaborazione Numerica dei Segnali " da tempo presente nel sito di ElectroiPortal, ma è forse opportuno sottolinearne qui i principali passaggi per una più rapida comprensione. Il cap.21 introduce il principio del controllo in anello chiuso , che è appunto la base della regolazione automatica e a questo punto si dà per scontata la conoscenza della rappresentazione dei blocchi costituenti l'intero sistema in forma di funzioni di trasferimento . Ovviamente queste sono state introdotte in precedenza nel Corso (in particolare nei cap.6 e 7 ). [...]

pubblicato 16 anni fa, 13.476 visualizzazioni

Le attuali possiibilità grafiche di ElectroYou permettono di ampliare un argomento già affrontato all'inizio di quest'anno nel Forum (vedi), che poneva a confronto funzione di trasferimento e risposta in frequenza.

La Funzione di Trasferimento (FdT) di un blocco espressa in termini s di Laplace è definita come il rapporto delle funzioni, sempre espresse in s, del segnale d'uscita rispetto a quello di ingresso.

La variabile s è complessa, cioè costituita da una parte reale, σ, e da una parte immaginaria, ω, per cui :[Formula]

Vediamo di chiarire questa definizione.

Supponiamo di avere un blocco che modifichi il segnale al suo ingresso con relazioni integro-differenziali (cioè esprimibili con integrali e derivate) e di applicare il metodo di Laplace di sostituzione dei simboli di derivazione con s e di integrazione con 1/s, a queste relazioni. Otterremo un'espressione in s che rappresenta la "trasformata di Laplace" del blocco.

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pubblicato 16 anni fa, 6.102 visualizzazioni

Una recente richiesta al Forum poneva il problema dell'applicazione di una macchina a stati finiti (Finite State Machine, FSM) per il trattamento di una stringa seriale di 8 bit. Fra le pubblicazioni disponibili in Internet, mi è sembrata ben fatta questa , a cui rimando per eventuali approfondimenti. Per comodita', riproduco qui le due principali immagini che in questa pubblicazione illustrano la struttura della FSM secondo Mealy: [Immagine] In sintesi, le variabili di ingresso X vengono legate ai segnali Q provenienti da un set di Flip-Flop (che rappresentano i vari stati del sistema) per ottenere una "decodifica" in uscita. La parte centrale della FSM e' costituita dalle relazioni fra "ingressi" ed "uscite" rappresentabili con una tabella di corrispondenza: [...]

pubblicato 16 anni fa, 5.842 visualizzazioni

Un recente Topic nel Forum di Electroportal ha posto il problema della progettazione di un partitore di tensione. All'apparenza nulla di piu' semplice: era chiesto di ricavare una tensione di 5V data una tensione di alimentazione di 12V. La risposta più ovvia è stata: 2 resistenze in serie (Ra ed Rb) alìmentate dai 12V (Va) e con una scelta dei valori in modo tale che ai capi di Rb risultino 5V (Vb). Il "progetto" sembra quindi limitato a trovare i valori opportuni di Ra ed Rb. Applicando le regole dell'elettrotecnica possiamo scrivere che (uguaglianza ricavata dal fatto che la stessa corrente precorre le 2 resistenze) e da cui possiamo ricavare: Vediamo quindi che, dati Va e Vb, non possiamo determinare Ra ed Rb, ma soltanto il "rapporto" che deve intercorrere fra i 2 valori. [...]

pubblicato 16 anni fa, 7.523 visualizzazioni

Viene ripreso un argomento trattato nel Forum il gennaio scorso , con un approfondimento reso possibile dalle innovazioni grafiche di ElectroYou. Per la basi teoriche del metodo di Laplace, si rimanda ad articoli già pubblicati, come ad es. questo , sottolineando soltanto che il metodo permette di passare dalle equazioni integro-differenziali nel tempo ad equazioni algebriche in s (operatore di Laplace). Questa trasformazione consente quindi una facile elaborazione, puramente algebrica, delle equazioni per raggiungere un risultato in una forma di cui sia già nota la relativa "antitrasformata" (cioè il passaggio inverso da s al tempo). Poiché lo scopo preminente è qui la soluzione relativa ai circuiti elettrici, si ritiene utile riportare un prontuario delle relazioni che governano tensione e corrente istantanee nei principali elementi circuitali (resistenze, capacità ed induttanze). [...]

pubblicato 16 anni fa, 2.177 visualizzazioni

Come modello del motore in corrente continua a magneti permanenti (e ad eccitazione indipendente più in generale) , viene assunto quello riportato nell' articolo di admin . Si rimanda quindi a questo articolo per le definizioni delle variabili e per le relazioni fra di esse, mentre viene qui illustrata l'applicazione del programma di simulazione MicroCap9 , che permette di ottenere direttamente in grafici, il comportamento dinamico del motore a seguito dell'applicazione della tensione di alimentazione. Per comodità si riportano i valori relativi al primo esempio dell'articolo citato: tensione di alimentazione resistenza d'armatura momento d'inerzia motore costante di coppia e per il carico [...]

pubblicato 17 anni fa, 1.902 visualizzazioni

Per esemplificare l’applicazione del metodo delle differenze finite (vedi articolo ) ho rispolverato il vecchio problema del cane che insegue una lepre. Si suppone che un cane punti una lepre che dista inizialmente D , e che poi la insegua, sempre puntandola, mentre questa fugge ad una velocità costante ed in linea retta perpendicolare al tratto iniziale D. Data le velocità vl della lepre e vc del cane, determinare in quanto tempo quest’ultimo raggiungerà la lepre. Questo problema e’ l’edizione “pacifista” di quello di un missile ad inseguimento automatico, che punta un bersaglio mobile in linea retta, e con velocità uniforme. (Per i più sensibili amanti della natura e contrari della caccia, e’ pero' possibile sostituire un leone al cane e una gazzella alla lepre). [...]

pubblicato 17 anni fa, 3.969 visualizzazioni

IL PROBLEMA Dato un circuito serie composto da una resistenza R e da 2 condensatori C1 e C2, il tutto alimentato con una tensione a gradino da 0 a VA, determinare l’andamento nel tempo delle tensioni ai capi dei 2 condensatori, ed in particolare i valori delle tensioni alla fine del transitorio. Per essere concreti, assumiamo VA=12V, R=10 Kohm, C1=100 uF, C2=20 uF. SOLUZIONE CONVENZIONALE Per l'equilibrio dei valori istantanei del circuito serie, vale l’equazione: dove va(t) e’ l’andamento nel tempo del segnale applicato (gradino) ed i l’andamento sempre nel tempo della corrente che percorre il circuito, cioe' la funzione incognita da ricavare. Applicando il metodo di Laplace (e ricordando che la trasformata di un gradino è 1/s), l'equazione può essere trasformata in : [...]

pubblicato 17 anni fa, 6.387 visualizzazioni

Gli elementi che si usavano quando la logica era cablata, possono ancora esserci utili. [...]
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(10 pagine)

Chi sono

g.schgor - profilo

Nome: Giovanni Schgör

Reputation: 57.730 9 12 13

Bio: Laureato nel 1955 in Ingegneria Elettrotecnica, dopo esperienze nelle telesegnalazioni e telecomandi a relè, ho progettato automazioni di impianti con logiche statiche cablate (a transistor). Dal 1970 dirigente responsabile del settore Automazione Industriale di una grande azienda elettromeccanica, con impiego di PLC e calcolatori di processo. In pensione dal 1994, ho sviluppato molti programmi didattici e di simulazione per l'insegnamento della Logica Booleana e dell'Elettronica, sia analogica che digitale. Dal 2004 collaboro al Forum di ElectroYou.

Web: http://nonnog.altervista.org/index.html

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