Docente/i: Francesco Leporati  

Denominazione del corso: Elettronica industriale
Codice del corso: 501167
Corso di laurea: Ingegneria Elettronica e Informatica
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Elettronica e Informatica
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso di Elettronica Industriale ha l'obiettivo di fornire agli studenti una visione teorica e pratica di un sistema digitale che permetta l'acquisizione e l'elaborazione di grandezze fisiche ambientali come temperatura, forza, accelerazione, ecc. applicando concetti e tecniche in gran parte già affrontate nei corsi di Fisica, Elettronica e Calcolatori.

Programma del corso

Catene elettroniche di misura.

Introduzione al corso
Sistemi di misura. Catena elettronica di acquisizione e controllo. Segnali analogici e digitali. Analisi di Fourier (cenni). Spettro in frequenza. Filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda. Diagrammi di Bode. Analisi della risposta al gradino.

Trasduttori
Generalità sui trasduttori. Trasduttori di misura della posizione lineare e angolare, della velocità lineare ed angolare, dell'accelerazione, della pressione, della temperatura, della portata, del livello e dell'acidità.

Reti di condizionamento
Convertitori tensione-corrente e corrente-tensione, carica-tensione, frequenza-tensione. Circuiti a ponte. L'uso degli amplificatori operazionali nelle catene di misura: amplificazione con diodo e convertitore AC-DC a semionda singola e doppia. Raddrizzatore sincrono. Amplificatore per strumentazione. Problemi legati al campionamento: il teorema di Shannon. Interfacciamento verso il microprocessore. Realizzazione di un circuito peer il set point analogico digitale. Visualizzazione su display LCD.

Attuatori
SCR, Triac e Transistor unigiunzione. Motore in corrente continua. Motore passo-passo.

Algoritmi di controllo
Ripresa del controllo proporzionale, proporzionale-integrale e proporzionale-integrale-derivativo. Controllo in cascata e feed-forward. Controllori numerici. Controllo di velocità. Predittore di Smith. Compensazione di un ritardo puro. Tecniche numeriche e controllori ottimali.

Processi industriali
Esempi di catene di acquisizione e controllo di processi in applicazioni tipiche del mondo dell'automazione.

Prerequisiti

Nozioni generali di elettronica, controlli, calcolatori elettronici e fondamenti di informatica.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Francesco Leporati. Materiale didattico fornito dal docente - Slide corso. (si veda il sito del corso mclab.unipv.it).

Modalità di verifica dell'apprendimento

La preparazione dello studente verrà valutata attraverso una prova scritta. Tale prova sarà organizzata in una serie di domande di teoria che richiederanno la scelta di un trasduttore, il suo interfacciamento con un microprocessore e l'uso di un attuatore adeguato con riferimento ad un caso concreto di controllo di processo. Di quest'ultima verrà, infine, richiesta la funzione di trasferimento per realizzare un controllo in anello chiuso che renda l'intero sistema stabile. Non sono previste prove orali.