AS5_2025

Giugno-Luglio 2025 Automazione e Strumentazione Tecnica 90 FORMAZIONE il pallet che transita; mediante l’acquisizione dei segnali da tre diversi sensori, la cella è in grado di determinare se il pallet è scuro, chiaro o metallico. La terza stazione è composta da un braccio mec- canico rotante su piano verticale, dotato di ventosa che aderisce sulla superficie del pallet, lo afferra dalla tavola rotante della cella N. 2 e lo sposta sulla stazione successiva. Quindi la quarta stazione è rappresentata da un trapano a colonna con una morsa atta ad ospitare il pallet. Infine, la quinta e ultima stazione è composta da un braccio elettrico rotante su piano orizzontale anch’esso dotato di ventosa; lo scopo della cella è quello di prendere il pallet dalla stazione trapano e di smistarlo in tre diversi piccoli silos (uno per ogni tipo di materiale di cui sono composti i pallet). Ogni studente ha preso in carico il controllo auto- matico di una cella. A valle di ciò, tutti i PLC sono stati collegati e interfacciati con la strumentazione delle stazioni e verificata la continuità elettrica dei collegamenti sia mediante l’utilizzo di un multi- metro che dei led presenti sulle schede di I/O del PLC. Per ogni stazione presa in considerazione, è stata effettuata la mappatura dei segnali di Input (relativi ai sensori presenti) e di Output (inerenti agli attuatori). In particolare, sono stati acquisiti tutti i segnali provenienti dai sensori (togliendo aria a ciascuna singola cella, sono stati mossi a mano gli organi meccanici al fine di attivare i sen- sori, rilevando quindi su ciascun canale di Input del PLC l’accensione del relativo LED), mentre gli attuatori sono stati comandati forzando le uscite del PLC (dopo aver ripristinato la pressione del circuito dell’aria compressa). In tal modo è stata creata una tabella riassuntiva riportante i nomi (label) dei vari segnali scambiati di I/O, la relativa tipologia (Input o Output), il corrispondente valore logico (0 o 1) e la funzione di controllo associata (per esempio: “con il segnale di Output XYZ = 1, il braccio ruota verso destra”). Una volta appron- tata e mappata la parte meccatronica del sistema, è iniziata la progettazione del software di controllo. Dopo aver deciso come far funzionare l’impianto ed in particolare la singola cella, il comporta- mento desiderato e definito per ogni cella è stato rappresentato mediante schemi di flusso. Come esempio, in Figura 2 è illustrato lo schema ine- rente la stazione a braccio rotante verticale. Ne è scaturita quindi la fase di programmazione dei vari PLC, traducendo prima lo schema di flusso in un programma scritto nel linguaggio Sequential Functional Chart (SFC - IEC 61131), poi traducendo l’algoritmo SFC in linguaggio Ladder. Durante questa attività è emersa la neces- sità di frazionare il problema di automazione com- plessivo di ogni cella in sottoproblemi più piccoli, ma più semplici da trattare, con il fine di ridurre la complessità dei vari algoritmi di controllo da implementare, rendendoli così anche più facil- mente manutenibili. I test finali hanno consen- tito di verificare ciò che non funzionava corret- tamente, come per esempio il settaggio di alcuni intervalli di tempo troppo piccoli tra l’aziona- mento di un attuatore e un altro, i quali rendevano il comportamento delle celle troppo “nervoso”; oppure l’errata regolazione di alcuni regolatori di flusso dei cilindri pneumatici: per esempio il brac- cio rotante verticale ha necessitato più attenzione perché, a volte, il braccio ruotava troppo veloce- mente causando la perdita di presa del pallet dalla ventosa. Dopo diversi test, è stata trovata la giusta regolazione, ottenendo un comportamento soddi- sfacente per ogni stazione. In Figura 3 è mostrato il sistema automatizzato finale, composto dal pro- cesso manifatturiero e dal sistema di automazione integrato con esso, assieme al gruppo di studenti che lo hanno sviluppato. Considerazioni conclusive dei partecipanti Il progetto è stato condotto nel laboratorio di Mec- catronica dell’Istituto don Bosco, con una fre- quenza di due ore settimanali per dieci incontri. Esso ha permesso a tre studenti del ciclo di studi di Meccatronica di fare esperienza diretta su macchi- nari con caratteristiche industriali (strumentazione utilizzata industriale), ma progettati e realizzati per svolgere attività didattiche sperimentali, ossia adibiti all’analisi, progettazione, uso e persino alla modifica dell’intero sistema meccatronico (sia per la parte meccanica che dell’automazione), senza Figura 2 - Esempio di schema di flusso per la stazione a braccio rotante verticale