Sistemi, automazione e organizzazione della produzione - Traccia

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Sessione ordinaria 2011

Seconda prova scritta

23148.2.1/1

Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca

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 ciclo di trattamento e stoccaggio di alimenti. I prodotti scorrono su un nastro trasportatore che si deve prima fermare sotto la stazione di lavaggio per un tempo T1, per poi ripartire e rifermarsi sotto la seconda stazione per la fase di asciugatura di durata T2. Dopo l'asciugatura, il nastro si rimette in moto per trasportare il prodotto sotto un pistone che lo spinge dentro una scatola per l'imballaggio. Una volta riempita la scatola con N prodotti, questa viene portata via da un secondo nastro trasportatore.

Il motore del primo nastro è inserito in un sistema di controllo della velocità ad anello chiuso. Le funzioni di trasferimento del motore e del sistema di comando valgono rispettivamente

G_mot(S) = 0,8 / ((1 + S/50)(1 + S/500))

G_c(S) = 62,5

La funzione di trasferimento della catena di reazione presenta un guadagno pari a 0,0625 V s / rad e un polo con costante di tempo = 0,2 10^-4 s.

Il candidato, fatte eventuali ipotesi aggiuntive,

• Descriva il sistema di controllo tramite uno schema a blocchi inserendo un regolatore proporzionale K_P = 3,2 e calcoli la funzione di trasferimento totale;
• Verifichi la stabilità del sistema di controllo ad anello chiuso ricavando margini di ampiezza e di fase;
• Calcoli la velocità di rotazione del motore sapendo che la tensione di riferimento V_R relativa alla velocità desiderata vale 5 V;
• Illustri gli effetti sulla precisione, la velocità e la stabilità del sistema di controllo se la costante del regolatore viene incrementata fino ad avere K_P = 8;
• Descriva una possibile configurazione del sistema automatico di trattamento e stoccaggio, indicando di conseguenza i dispositivi necessari, integrandolo eventualmente con altre funzionalità e illustri una soluzione dell'automatismo usando un linguaggio di sua scelta.

Durata massima della prova: 6 ore.

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

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