Corso di Istruzione e Formazione Tecnica Superiore
TECNICO SUPERIORE DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
con Specializzazione in gestione dei Sistemi Meccatronici
PIANO FORMATIVO SECONDA ANNUALITA’ 2012/13
COMPETENZE DI BASE
LINGUISTICHE
U.F. 1) LINGUA INGLESE SPECIALISTICA DI SETTORE - 20 ORE
- Saluti e presentazioni
- Lettura di documenti tecnici e manuali in lingua inglese
- Vocabolario di lingua inglese tecnico-specialistico di settore
SCIENTIFICHE E TECNOLOGICHE
U.F. 2) INFORMATICA DI BASE ED APPLICATA ALLE MACCHINE - 24 ORE
- La rappresentazione dell'informazione nei sistemi di elaborazione
- Architettura HW/SW di un PC, i software di sviluppo, il ciclo di sviluppo del software
- Algoritmi e programmazione: la rappresentazione di algoritmi con DdF e codifica;
l'elaborazione di strutture dati (array e strutture)
- Elementi di programmazione visuale in ambiente Windows: oggetti, proprietà, metodi ed
eventi.
- Utilizzo delle porte seriali/parallele e programmazione per il comando di dispositivi
interfacciati alle porte seriali e parallele.
U.F. 3) ELEMENTI BASE DI STATISTICA GENERALE - 24 ORE
- Variabili e funzioni
- La rappresentazione statistica
- Interpretazione dei dati utilizzando indicatori di sintesi e variabilità
- Studio di connessioni e correlazioni
- Analizzare le caratteristiche e le proprietà di una variabile
- Gli indicatori di sintesi dei risultati
GIURIDICO-ECONOMICO-AZIENDALI
U.F. 4) LA SICUREZZA E LA PREVENZIONE - 12 ORE CON RILASCIO DEL “LIBRETTO SICUREZZA ALLIEVO”
- Il sistema di sicurezza in ambiente di lavoro
- La valutazione dei rischi
- L’applicazione dei principi di sicurezza e prevenzione
- Sicurezza di macchine ed impianti e direttiva macchine
- Procedure di valutazione della conformità
U.F. 5) IL RAPPORTO DI LAVORO - 12 ORE
- Il rapporto di lavoro e la lettera d'assunzione
- L’ordinamento sindacale e la contrattazione collettiva
- Le principali prestazione della previdenza sociale
U.F. 6) L’IMPRESA E LA SUA ORGANIZZAZIONE - 24 ORE
- La struttura organizzativa di un’azienda
- Diritti, doveri e responsabilità
- L’analisi economica ed i costi industriali e la catena del valore
- La misura dell’efficacia gestionale
- La centralità del Cliente
- Il confronto con gli obiettivi aziendali
-
Il modello ISO 9001
il Sistema Qualità aziendale
COMPETENZE TRASVERSALI
U.F. 7) DIAGNOSTICARE, RELAZIONARSI, AFFRONTARE - 20 ORE
- Strumenti e tecniche operative per diagnosticare, affrontare e risolvere i problemi
- Capacità comunicativo-relazionali, negoziazione e lavoro di gruppo
- Le relazioni interne ed esterne: le attività di interfaccia tra il tecnico ed il Sistema Cliente
- La motivazione e l’autoapprendimento
COMPETENZE TECNICO-PROFESSIONALI
U.F. 8A) RECUPERO SAPERI DI BASE DI MECCANICA, TERMOTECNICA E FLUIDICA - 40 ORE
- Grandezze scalari e vettoriali: calcolo vettoriale
- Statica del punto
- Statico dei corpi rigidi
- Statica dei corpi rigidi vincolati: vincoli e reazioni vincolari
- Calcolo delle reazioni vincolari
- Resistenza dei materiali: Sollecitazioni semplici. Diagrammi delle sollecitazioni
-
Bilancio di energie per sistemi fluenti (per fluidi comprimibili e incomprimibili)
Primo e secondo principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti
Trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti
Cicli termodinamici a gas e a vapore (diretti e indiretti)
Rendimenti termodinamici dei cicli. Coefficiente di prestazione per cicli indiretti.
U.F. 8) MECCANICA, TERMOTECNICA E FLUIDICA - 80 ORE
- Elementi di meccanica e macchine automatiche
o Direttiva Macchine 2006/42- Norme Europee
o Sicurezza Dec.leg. 81/2008 e Dec. leg. 231
o Applicazioni industriali e mobili
o Circuito aperto e chiuso. Sigle e codici di riferimento
o Piping e flussaggio, procedure per l'esecuzione
o Fluidi e tecnica di filtrazione. Inserimento negli schemi
o Simbologia secondo ISO 1219-1, Distributori
o Schemi secondo ISO 1219-2, Scambio termico e accumulo di energia
o Pompe e attuatori. Applicazioni industriali
o Sistemi con proporzionali e servovalvole. Conntrolli in anello aperto e chiuso
o Sistemi per lubrificazione centralizzata, Standardizzazione, Applicazioni
o Lettura di schemi
-
Elementi di Pneumatica
o Grandezze fondamentali dei gas. Leggi dei gas. Efflusso dei gas
o Compressione. Trattamento dell’aria compressa. Immagazzinamento. Distribuzione
o Componenti di lavoro. Attuatori. Valvole. Distributori. Simbologia ISO. Comandi
o Cicli semiautomatici ed automatici. Diagrammi delle fasi. Schemi funzionali
o Elementi logici pneumatici. Memoria pneumatica. Applicazioni
o Circuiti pneumatici di base. Comandi sequenziali senza segnali bloccanti
o Sequenze con segnali bloccanti. Tecnica in cascata.
o Arresti di emergenza
-
Elementi di Cinematica e Dinamica
o richiami sui sistemi di misura, statica, corpi vincolati, principali leggi della cinematica
e della dinamica.
o fluidodinamica per fluidi incomprimibili e comprimibili, macchine idrauliche,
termodinamica, cicli termodinamici diretti e indiretti, impianti e macchine termiche
U.F. 9A) RECUPERO SAPERI DI BASE DI ELETTROTECNICA/ELETTRONICA - 40 ORE
RECUPERO SAPERI DI BASE DI ELETTROTECNICA
- Corrente Continua
Origine dei fenomeni elettrici – Generatore elettrico – Grandezze elettriche
fondamentali : Tensione e Corrente – Definizione e calcolo della resistenza –
Collegamento serie e parallelo delle resistenze – Legge di Ohm – Studio di una rete
elettrica : Principi di Kirchhoff – Collegamento dei generatori e degli utilizzatori
elettrici – Potenza elettrica.
Corrente Alternata
o Circuiti monofase
- Generazione delle correnti alternate e loro rappresentazione – Relazione di
fase – Somma e differenza tra grandezze alternate – Definizione del valore
efficace di tensione e corrente – Studio dei parametri ohmico , induttivo e
capacitivo - Collegamenti in serie e parallelo dei componenti circuitali –
Definizione di reattanza , impedenza , suscettanza e ammettenza –
Frequenza di risonanza – Potenza attiva – Potenza reattiva – Potenza
apparente – Fattore di potenza.
o Circuiti trifase
- Generalità sui sistemi trifasi – Collegamento a stella e a triangolo – Studio dei
sistemi simmetrici ed equilibrati – Espressioni delle potenze elettriche nei
sistemi trifasi – Teorema di Boucherot – Fattore di potenza convenzionale
o
-
RECUPERO SAPERI DI BASE DI ELETTRONICA
- Semiconduttori, diodo, Zener, ponte, alimentatore non stabilizzato, transistor in on/off
- Amplificazione dei segnali (Operazionale e configurazioni base, IA e log)
- Elaborazione dei segnali (Fourier, diagr. di Bode, filtri, comparatori, convertitori, trigger)
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO DI ELETTROTECNICA/ELETTRONICA
- Concetto di Misura elettrica
o Concetto di misura
o Errori di misura e loro classificazione
o Errore nella misura indiretta di una grandezza
o Classificazione degli strumenti di misura
o Caratteristiche degli strumenti di misura: portata, costante di lettura, sensibilità,
classe di precisione.
-Strumenti di misura e loro impiego
o Strumenti magnetoelettrici: principi di funzionamento
o Strumenti elettromagnetici: principi di funzionamento
o Strumenti elettrodinamici: principi di funzionamento
o Misura di grandezze elettriche con strumenti analogici e con strumenti virtuali
o Misura della potenza in corrente alternata monofase : circuiti , strumenti e metodi
o Misura di impedenza con il metodo industriale
U.F. 9) ELETTROMECCANICA/ELETTRONICA - 80 ORE
ELETTROTECNICA
- Trasformatore Monofase
o Caratteristiche costruttive – Principio di funzionamento – Funzionamento a vuoto :
caso ideale e reale – Funzionamento in ct.ct. – Funzionamento a carico – Variazione
di tensione da vuoto a carico – Potenze , perdite e rendimento.
- Trasformatori Trifasi
o Caratteristiche costruttive – Collegamenti avvolgimenti di fase – Rapporto di
trasformazione – Potenze , perdite e rendimento.
- Macchine in corrente continua
o Dinamo
- Principio di funzionamento – Caratteristiche costruttive – Avvolgimenti di
indotto – Sistema induttore : Circuiti di eccitazione – Funzionamento a vuoto
– Cenni sulla reazione d’indotto – Funzionamento a carico : Curve di
funzionamento – Potenze , perdite e rendimento.
o Motore
- Principio di funzionamento – Funzionamento a carico – Condizioni di
avviamento: Corrente assorbita – Coppia – Variazione di velocità - Potenze ,
perdite e rendimento.
- Motore asincrono trifase
Principio di funzionamento e caratteristiche costruttive – Definizione di scorrimento –
Caratteristica meccanica – Condizioni di avviamento – Calcolo delle potenze ,
delle perdite e del rendimento.
Sicurezza Elettrica
Equipaggiamento Elettrico a bordo Macchina ( cenni )
o
-
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
- Misure elettriche in sistemi trifasi
o Wattmetro elettrodinamico: principio di funzionamento,wattmetro a coppia
indebolita
o Misura delle potenze nei sistemi trifasi : circuiti , strumenti e metodi
o Misura delle potenze in un sistema trifase a tre fili mediante l'inserzione Aron
- Il collaudo delle macchine elettriche :
o rilievo della caratteristica esterna di un Motore sincrono Trifase con metodo diretto (
dinamo freno )
ELETTRONICA DI POTENZA APPLICATA ALLE MACCHINE ELETTRICHE
- Conversione AC/DC (switching e dissipatori), SCR, TRIAC e ponti controllati
- Il controllo della potenza DC e AC, componenti (MOSFET, IGBT, DIAC, GTO) e tecniche
- Elettronica per il controllo di velocità di motori c.c. e passo-passo (PWM e PTO da PLC)
- Motore brushless e azionamento
- Azionamenti per motore asincrono (soft-start e inverter)
-
Elementi di elettronica
o Elettronica digitale. Stati logici. Immunità al rumore. Codice binario e codice Gray.
Famiglie logiche. Margini di rumore, ritardo di propagazione, dissipazione di
potenza. Porte OR, AND, NOT, NAND, NOR, Exclusive OR.
o Applicazioni di circuiti digitali
o Identità logiche. Teorema di De Morgan. Porte logiche in tecnologia CMOS
(Inverter, NAND e NOR). Dimensionamento dei dispositivi. Circuiti combinatori e
sequenziali CMOS. Minimizzazione. Mappe di Karnaugh. Sommatori binari. Decoder.
Strutture CMOS per circuiti VLSI. Logiche pseudo NMOS.
o Applicazioni di circuiti combinatori
o Introduzione ai simulatori circuitali. LTSpice
o Simulazione circuitale di circuiti analogici
o Riflettometria nel dominio del tempo
o Simulazione circuitale di circuiti analogici complessi
U.F. 10) PRINCIPI DI CONTROLLO MACCHINE E IMPIANTI – 56 ORE
-
Introduzione Sensori
o Caratteristiche statiche e dinamiche
o Sensori Primari: Bimetalli, Tubo di Bourdon, Tubo di Pitot
- Sensori resistivi: Termoresistenze
- Sensori resistivi: Termistori, Magnetoresistenze, Fotoresistenze
Esercitazione: Condizionamento, acquisizione e conversione dati da termistore NTC
Reti di condizionamento per sensori resistivi:
- Trasmissione differenziale e single-ended
- Ponte di Wheatstone
- Amplificatore da strumentazione
Sensori capacitivi e magnetici
Sensori generatori:
- Termocoppie (esempio comp. giunzione fredda)
- Sensori Piezoelettrici
- Sensori elettrochimici
Sensori Digitali
- Sensori basati su giunzione a semiconduttore:
- Termometri integrati
- Fotodiodi e circuiti di lettura fotocorrente
- Sensori di immagine: CCD e CMOS
- Esercitazione lettura fotodiodo e utilizzo 555 per convertire luce in frequenza
-
-
-
-
-
Applicazioni automotive fotodiodi
Camere (esempio analisi immagine digitale)
MEMS
Esercitazione con piattaforma inerziale MEMS
Esempio sensore integrato SHT25 (Temperatura e umidità) Oscilloscopio: descrizione ed
esercitazione
Introduzione Alimentatori
Criteri di scelta alimentatore
Trasformatore
Esercitazione con alimentatore da banco
Batterie
Circuiti di raddrizzamento
Esercitazione con raddrizzatore a ponte di diodi
Dissipazione di calore - resistenza termica
Diodo Zener e metodi di stabilizzazione tensione
Regolatori lineari retroazionati:
- Famiglie 78XX e 79XX
- LDO
- Esercitazione con regolatore 7805
Regolatori Switching:
- Buck o step-down
- Boost o step-up
- Pompa di carica
Cavi unipolari, multipolari e coassiali
Esercitazione con LTSpice: progetto e simulazione di un circuito per monitorare la velocità di
rotazione di una ruota dentata con sensore induttivo
-
Trasduttori
o Catena di misura e controllo per processi industriali. Trasduttori: classificazione e
caratteristiche. Trasduttori di posizione lineare: a potenziometro, capacitivo a
lamina, capacitivo cilindrico, trasformatore differenziale.
o Applicazioni di trasduttori di posizione lineare.
o Trasduttori di posizione angolare: a potenziometro, Encoder binario e a codice
Gray, Encoder incrementale. Trasduttori di velocità angolare: dinamo tachimetrica,
elettroottico, a carica e scarica capacitiva.
o Applicazioni di trasduttori di posizione e di velocità angolare.
o Trasduttori di accelerazione: a massa e molla, accelerometro piezoelettrico.
Estensimetri, misura di forza, coppia e pressione con estensimetri.
o Applicazioni di trasduttori di accelerazione ed estensimetri.
o Circuiti elettronici di potenza (SCR, TRIAC). Motori elettrici: Motore in corrente
continua, Motore Passo-Passo, circuiti per il pilotaggio di motori Passo-Passo.
o Applicazioni di motori e circuiti elettronici di potenza.
-
I Microcontrollori:
o Introduzione ai microcontrollori; Aritmetica binaria e elettronica digitale
o I microcontrollori PIC Microchip
o Programmazione dei mircocontrollori. Linguaggio Assembler
o Programmazione dei mircocontrollori. Linguaggio Assembler. Cenni di linguaggio C
o Aula informatica:Simulazioni e programmazione
o Esame di verifica apprendimento. Aula informatica:Simulazioni e programmazione
Introduzione ai microcontrollori; Aritmetica binaria e elettronica digitale
o I microcontrollori PIC Microchip
o Programmazione dei mircocontrollori. Linguaggio Assembler
o Programmazione dei mircocontrollori. Linguaggio Assembler. Cenni di linguaggio C
o Aula informatica:Simulazioni e programmazione
o Esame di verifica apprendimento. Aula informatica:Simulazioni e programmazione
U.F. 11) APPLICAZIONE DEI PRINCIPI DI CONTROLLO MACCHINE-IMPIANTI – 56 ORE
- Evoluzione delle tecnologie microelettroniche.
- Amplificatore operazionale: reazione negativa.
- Integratore (puro e approssimato). Differenziatore.
-
Applicazione dei circuiti con amplificatori operazionali
Filtro passa-banda. Amplificatore da strumentazione.
Applicazioni di filtro passa-banda e amplificatore da strumentazione.
Circuiti non lineari con amplificatori operazionali. Comparatore. Rettificatori a mezza onda
e a onda intera. Rivelatori di picco.
Applicazioni di circuiti non lineari con amplificatori operazionali
-
l'azionamento di sistemi meccanici
le curve caratteristiche dei motori
panoramica su sistemi articolati e camme
esempi
U.F. 12) ELEMENTI DI DISEGNO MECCANICO INDUSTRIALE – 24 ore
- Introduzione Disegno Tecnico Industriale - Le Norme ISO
- I sistemi di coordinate, i formati dei fogli, i tipi di linee. Proiezioni ortogonali con metodo
Europeo ed Americano
- Proiezioni ortogonali di semplici oggetti. Le sezioni.
- Sistemi di quotatura
- Tolleranze dimensionali.
- Tolleranze di forma e posizione
- Esecuzione di disegni meccanici e particolari di macchine
- Approccio alla manualistica: gestione degli esplosi
- Lettura e interpretazione di manuali di funzionamento di macchine
- Differenza tra Progettare e Gestire
U.F. 13) ELEMENTI DI PROGRAMMAZIONE MACCHINE-IMPIANTI – 68 ore
- Programmazione macchine utensili CNC (16 ore)
o Gli assi di una macchina utensile (due, tre, cinque), i punti di riferimento, il punto
zero macchina, il punto zero pezzo, il punto zero utensile
o La scelta degli utensili per le lavorazioni da effettuare, la geometria e la durata degli
utensili, la velocità di taglio e di avanzamento, la gestione della vita dell’utensile
o La struttura di un programma e gli indirizzi ISO per la programmazione
o La funzione preparatoria (G), la funzione ausiliaria (M), la programmazione assoluta
e incrementale mista (G 90 e G 91)
o La programmazione metrica ed in pollici, il movimento rapido (G 0), l’interpolazione
lineare (G 1), l’interpolazione circolare (G 2 e G 3), la compensazione utensile (G 41
e G 42)
o La scelta dei piani di lavoro (G 17, G 18, G 19)
o I cicli fissi di foratura di fori profondi con rompitruciolo, i cicli fissi di maschiatura, i cicli
fissi di alesatura, i cicli fissi di barenatura
Programmazione CAM (32 ore) con sw Pro/E
o Utilizzo del sw Pro/E - Modellizzazione i un software CAM per la generazione dei
programmi CN
o Concetti di “Parametri Tecnologici”
o Fase di PostProcessing per adeguare il percorso APT al controllo numerico della
macchina utensile
-
Programmazione PLC base
o Struttura Hardware del PLC: Alimentatore. Unità centrale. Unità di ingresso e di
uscita. Unità di programmazione. ed interfaccia di programmazione. Memorie.
o Software del PLC: I linguaggi di programmazione dei PLC. La memoria dati.
Suddivisione della memoria dati per tipo. L’indirizzamento della memoria dati :
indirizzamento byte-bit, indirizzamento a byte a word e double-word.
o Programmazione del PLC mediante il linguaggio KOP e il software STEP S7 della
Siemens. Le istruzioni per la programmazione Ladder : contatti NA e NO; Contatti
impulsivi; Bobina di uscita; Bobina di SET e di RESET; Bistabile SR, Timer (TON);
Contatori (CTU). Uso dei merker e degli special merker. La tabella dei simboli
o Esempi di programmazione: realizzazione di funzioni logiche. Realizzazione di
sequenze tramite il metodo del sequenziatore e il metodo a sommare.
o Esempi di programmi con Timer TON e contatore CTU…
U.F. 14) SISTEMI DI MONITORAGGIO MACCHINE-IMPIANTI – 24 ORE
- Le reti industriali, il bus di campo, i sistemi di interfaccia
o Livello fisico per linee e bus ( riflessioni, distorsioni, diafonia, rumori, filtri, protezioni,
EMC)
o Livello elettrico (tx sincrona/asincrona, baudrate e velocità, standard RS 232- 422485, LVDS)
o Data link ( frame ASCII e binari, CKS, controllo di flusso) e concentrazione dati (HART,
MODBUS)
o Il controllo distribuito, tecniche (polling, arbitro, CSMA) e tecnologie (CAN, Ethernet)
o Tecnologie wireless locali (RF, ZB, BT) ed estese (GSM, GPRS, comandi AT)
o Sistemi di interfaccia (pannelli operatore) e di riconoscimento (badge, RFID,
telecamere)
U.F. 15) MANUTENZIONE ED AGGIORNAMENTO MACCHINE-IMPIANTI – 36 ore
o Obblighi relativi alla attività di manutenzione
o I metodi di manutenzione programmata: Preventiva, Predittiva, Detettiva
Reliability centered maintenance
o Cause del guasto: fratture satto cerico, a fatica, problemi di corrosione, rotture in
sistemi idraulici, gestione della lubrificazione, guasti elettrici
o L’analisi del guasto: Root cause analisys (fermate improvvise prolungate) e Fault tree
analysis (microfermate)
o Total productivity maintenance: introduzione alla metodologia
o Gestione della sicurezza negli interventi manutentivi
o Pianificazione del carico di lavoro di manutenzione: gestione del parco macchine,
gestione delle risorse, FMEA e programma di manutenzione
o Gestione del team di manutenzione: specificità e competenze e competenze del
manutentore, generalisti e specialisti, la matrice delle competenze
o Gestione dei ricambi: identificazione dei ricambi, scelta dei fornitori, gestione delle
scorte a magazzino
o Gestione del budget di manutenzione: l’attività di prevenzione, l’attività
programmata, la gestione dei guasti
STAGE IN AZIENDA
POSSIBILI ATTIVITÀ PREVISTE DURANTE LO STAGE PER IL PROFILO PROFESSIONALE
I giovani partecipanti del progetto, già in possesso di un diploma di area tecnica (tecnici e periti
elettrico-elettronici, meccanici, informatici) vengono formati sul profilo professionale del Tecnico
superiore di automazione industriale.
Secondo gli standard europei di competenze tecnico-professionali richieste a tale profilo:
- possiede competenze di automazione industriale, ottenute dalla sintesi di competenze
specifiche dei settori elettrico, elettronico, meccanico ed informatico
- collabora alla progettazione delle macchine automatiche e all’integrazione degli impianti
automatizzati per la gestione dei processi produttivi
- cura la conduzione di macchine/impianti relativi a specifiche fasi del processo produttivo
- verifica la conformità del risultato rispetto agli standard, effettuando le regolazioni
necessarie e/o intervenendo su eventuali anomalie.
Può ricoprire in azienda ruoli di: tecnico di assistenza specialistica di prodotto, oppure assistente al
responsabile di impianto/macchina per la gestione, programmazione e controllo dei sistemi
meccatronici, anche interfacciandosi strettamente con le funzioni di progettazione degli impianti
automatizzati e quella commerciale per il supporto tecnico verso il cliente.
Le attività professionali caratterizzanti sono:
- intervenire presso il cliente su macchine/impianti nelle fasi di installazione, avvio e
manutenzione, con eventuale addestramento operatori, sia per quanto attiene alla parte
meccanica, che elettrica ed elettronica in modo integrato, fornendo al cliente una
professionalità “a tutto sesto” e contribuendo sostanzialmente alla competitività
economico-commerciale della funzione di assistenza tecnica;
-
-
-
sulla base della conoscenza delle problematiche rilevate nella fase di cui sopra,
interfacciarsi con la progettazione per l’analisi della situazione e lo studio congiunto delle
soluzioni migliorative in fase di pre-progetto e progetto di massima, sia sulla struttura di
macchina/impianto, che relativamente alle funzioni operative, intervenendo anche sulla
parte specifica di automazione vera e propria;
assumere la responsabilità della conduzione e della manutenzione autonoma di
macchine/impianti automatizzati a rilevante criticità, sia dal punto di vista prettamente
operativo, che in relazione agli elevati valori patrimoniali in gioco;
risolvere secondo criteri metodologicamente strutturati problemi legati alle aree di:
gestione dei macchinari, manutenzione, assistenza tecnica ed interventi in genere presso i
clienti, supporto tecnico-commerciale, prototipazione, controlli, prove e collaudi.
Sicurezza e coperture assicurative
Tutti gli allievi sono in possesso di coperture assicurative INAIL e RC ed hanno ricevuto una
formazione specifica sulla sicurezza, con rilascio di attestato.
Per la fase di stage viene stipulata regolare Convenzione di stage tra il soggetto proponente (la
scuola o l’ente di formazione) e l’azienda ospitante.
