Metodologia di simulazione di software per PLC nel contesto dell'analisi di linee di taglio per materiali metallici

The thesis proposes a simulation methodology dedicated to automation programs for PLC devices. The first part of the work is characterized by the description of the state of the art, presenting the SCADA and PLC systems, the functioning of the cutting lines and the phases of the industrial plant planning, composed by mechanical, electrical and software areas. The thesis proceeds with the explanation of the main objectives required by a simulation methodology of automation programs and with the description of the tools used in the project. After the theoretical arguments, the work proposes a possible implementation of the method using the software devoted to each modules: model of the plant, control system, supervisor and communication system. At the end of the project it is introduced a practical experimentation of the methodology in the context of the simulation of controlled cutting line which permitted the quantitative and qualitative process analysis. To reach the objective it was necessary the development of a plant model, an automation program installed in a PLC device and an HMI supervisor which also allows the communication between the modules. It was possible to make a comparison between the original project and an its alternative based on a centralized control philosophy: in this part of the thesis are also highlighted some critical situations of the simulation system implemented.

La tesi presentata propone una metodologia di simulazione per programmi d'automazione per PLC. Il lavoro è costituito da una parte iniziale in cui vengono descritti i sistemi SCADA e PLC, il funzionamento delle linee di taglio trasversale e longitudinale per materiali metallici e le varie fasi di progettazione di un impianto industriale, divise in meccanica, elettrica e software. Successivamente vengono esposti gli obiettivi generali legati allo sviluppo di una metodologia di simulazione per programmi d'automazione e gli strumenti utilizzati per la realizzazione del progetto. La tesi tratta quindi una possibile implementazione del metodo, tramite i software utili all'applicazione di ogni modulo: modello dell'impianto, controllore, supervisore e mezzo di comunicazione tra i dispositivi. Infine viene proposta una sperimentazione della metodologia nel contesto della simulazione di una linea di taglio trasversale sotto controllo: è stato possibile effettuare un'analisi quantitativa e qualitativa del processo e valutare praticamente la realizzabilità del metodo attraverso la produzione di un modello del sistema, di un programma d'automazione eseguito da PLC e di un supervisore HMI in grado anche di permettere la comunicazione tra modello e controllore. Si sono identificate inoltre alcune situazioni critiche del sistema di simulazione prodotto, attraverso il confronto tra il progetto originale ed una sua alternativa sviluppata basandosi su una filosofia di controllo centralizzata.