Sistemi, automazione e organizzazione della produzione (18766)

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Sessione ordinaria 2009

Seconda prova scritta

M045 - Esame di Stato di istituto professionale

Corso di ordinamento

Indirizzo: Tecnico delle industrie elettriche

Tema di: Sistemi, automazione e organizzazione della produzione

Si desidera automatizzare il processo per la miscelazione di 3 liquidi. Il sistema prevede la presenza di 3 condotte di carico separate. La condotta del terzo liquido contiene un trasduttore di portata che fornisce un impulso per ogni litro transitato. I primi 2 liquidi vengono versati nella vasca simultaneamente aprendo le valvole per un tempo t₁; successivamente viene inserito anche il terzo liquido. A conclusione del riempimento della vasca, un motore centrifuga i liquidi per un tempo t prima che la soluzione venga immessa in un altro serbatoio, il cui modello matematico è G_s(s) = 5 / (1 + 12,5 s), allo scopo di mantenere costante la temperatura.

Il candidato, sapendo che:

• La funzione di trasferimento G_C del sistema di comando presente nel sistema di controllo ad anello chiuso è G_C(s) = 4 / (1 + 1,25 s);
• Il gruppo trasduttore-circuito di condizionamento presenta un guadagno pari a 0,2V/°C e un polo con una costante di tempo = 0,125s;
• Il sistema di controllo prevede inizialmente la presenza di un regolatore di tipo On/Off;

Fatte eventuali ipotesi aggiuntive,

1. Descriva il sistema di controllo, rappresentandolo tramite uno schema a blocchi, e illustri le differenze nel caso in cui il regolatore On/Off venga sostituito da uno di tipo proporzionale;
2. Calcoli la funzione di trasferimento del sistema di controllo e ne analizzi la stabilità se la costante del regolatore vale K_p = 2,5;
3. Determini il valore della temperatura se la tensione riportata in ingresso dal blocco di reazione vale 4,8V;

Infine descriva una possibile configurazione del sistema di riempimento, indicando i dispositivi necessari e illustri una soluzione dell'automatismo, usando un linguaggio a sua scelta.

Durata massima della prova: 6 ore.

È consentito soltanto l'uso di manuali tecnici e di calcolatrici non programmabili.

Non è consentito lasciare l'Istituto prima che siano trascorse 3 ore dalla dettatura del tema.