Paniere con risposte aperte - Sistemi di controllo distribuiti (2023/2024)

STATI A VALLE vengono ATTIVATI.

Ma questa rappresentazione VIOLA il FORMALISMO dei DIAGRAMMI SFC. La violazione consiste nel

Prima del PARALLELISMO c’è una TRANSIZIONE, PRECEDUTA da uno STATO e non da una

DIVERGENZA o altro. La soluzione è quella di introdurre uno STATO DUMMY, che non fa NULLA, la

cui TRANSIZIONE è sempre TRUE. L’utilità degli stati dummyè quella di conservare la CORRETTEZZA

FORMALE del diagramma SFC.

147. Verificare la correttezza del parallelismo introdotto nel diagramma SFC riportato in calce.

In caso si rilevi un errore, modificare il diagramma per correggerlo. Verifica21Prodotto rilevato

dal sensore otticoMovimento NastroIdentificazioneProdotto di tipo AProdotto di tipo

B3Riscaldamento pezzo di tipo A4Foratura di tipo ARiscaldamento completatoPARALLELISMO

148. Nel contesto dei diagrammi SFC, quale è la differenza tra DIVERGENZA e

PARALLELISMO? Il parallelismo è La STRUTTURA DI COLLEGAMENTO che permette l’attivazione

di SEQUENZE PARALLELE a partire da una singola TRANSIZIONE. Quando la TRANSIZIONE viene

ATTIVATA, TUTTI gli STATI A VALLE vengono ATTIVATI. Nella DIVERGENZA invece avremo che la

prima struttura di collegamento è appunto la DIVERGENZA tra due o più stati successivi. Quando

lo stato è attivo, le condizioni a valle sono abilitate. Per decidere quale sarà lo stato successivo, è

necessario verificare quali delle condizioni abilitate è TRUE. Lo standard IEC 61131-3 richiede che

la STRUTTURA DI COLLEGAMENTO di tipo SCELTA o DIVERGENZA soddisfi il vincolo di MUTUA

ESCLUSIONE delle scelte. Per IMPORRE tale vincolo, viene aggiunto alle condizioni di scelta l’AND

LOGICO di tutte le CONDIZIONI precedenti NEGATE.

- Lezione50

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149. Cosa sono gli STATI DI ATTESA e in quali casi risulta utile il loro utilizzo?

L’inserimento degli STATI di ATTESA serve a far TERMINARE gli stati operativi INDIPENDENTEMENTE

l’uno dall’altro.

150. Spiegare in che cosa consiste la struttura di collegamento chiamata

«SINCRONIZZAZIONE» nei diagrammi SFC.

La STRUTTURA DI COLLEGAMENTO duale al parallelismo è la SINCRONIZZAZIONE. Essa è data da

una TRANSIZIONE con più STATI A MONTE

151. Relativamente ai diagrammi SFC, quale è la differenza tra una CONVERGENZA e

una SINCRONIZZAZIONE?

La STRUTTURA DI COLLEGAMENTO che vede TERMINARE PIÙ SEQUENZE in un MEDESIMO STATO

attraverso DIFFERENTI TRANSIZIONI, è la CONVERGENZA. La CONVERGENZA è la logica

TERMINAZIONE di una DIVERGENZA MUTUAMENTE ESCLUSIVA. La STRUTTURA DI COLLEGAMENTO

duale al parallelismo è la SINCRONIZZAZIONE. Essa è data da una TRANSIZIONE con più STATI A

MONTE. La differenza sta nel fatto che nella convergenza terminano nel medesimo stato.

- Lezione 51

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152. Mostrare un esempio di uso della struttura a SEMAFORO in un diagramma SFC.

Usiamo il semaforo, il parallelismo e la sincronizzazione per risolvere il problema di accesso

concorrente ad una risorsa condivisa mutuamente esclusiva. Supponiamo che li stati n-1, m-1 sono

Attivi. Supponiamo che la risorsa condivisa sia LIBERA. Supponiamo che le condizioni n-1 e m-1 non

siano verificata.Dato che gli stati n-1 e m-1 sono attivi, le rispettive transazioni sono abilitate.

Supponiamo che ad un istante di tempo t, la condizione n-1 sia verificata. Conseguentemente la

sequenza n può passare allo stato n e bloccare la risorsa condivisa. Supponiamo intanto che la

sequenza n proceda. Prima passando allo stato n+1, quindi allo stato n+2 che libera la risorsa

condivisa. Appena la risorsa condivisa si libera la transizione m-1 è attivitata e quindi l’azione m

viene eseguita occupando nuovamente la risorsa condivisa.

153. Perché l'accesso mutuamente esclusivo ad una risorsa da parte di due sequenze di

codice SFC non può essere gestito semplicemente agendo sulle condizioni?

Cosa succede se due SEQUENZE INDIPENDENTI devono accedere ad una RISORSA CONDIVISA,

MUTUAMENTE ESCLUSIVA, del sistema da automatizzare? Supponiamo che gli STATI n ed n+1 della

SEQUENZA n e gli STATI m ed m+1 della SEQUENZA m ACCEDANO CONCORRENTEMENTE alla

STESSA RISORSA CONDIVISA. E’ necessario evitare che gli stati n o n+1 siano attivi

contemporaneamente con gli stati m o m+1. Proviamo ad imporre una condizione di mutua

esclusione sulla condizione m-1 := (Condizione m-1)*(not condizione n-1). Proviamo ad imporre una

condizione di mutua esclusione sulle condizioni ma tale soluzione non garantisce la mutua

esclusione.

154. Definire la struttura a SEMAFORO dei diagrammi SFC.

- Lezione 52

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155. Date due sequenze SFC, se la prosecuzione dell'una dipende dalla esecuzione

dell'altra, mostrare perché non è necessario l'uso di una struttura a semaforo.

Se due sequenze A e B sono dipendenti l’una dall’altra, la sequenza B non può procedere oltre lo

stato m prima che la sequenza A non abbia completato le azioni dello stato n.

156. Nel gestire l'accesso condiviso a risorse mutuamente esclusive per mezzo della

struttura semaforo, in quale conflitto si può incorrere e come si può risolvere tale conflitto?

Ipotizziamo che due condizioni n-1 e m-1 si attivino insieme, si corre il rischio di attivare entrambi

gli stati che accedono in maniera concorrente alla risorsa condivisa generando cosi un conflitto. La

soluzione consiste nell’evitare questa possibile AMBIGUITA’. Assegnando una priorità alle condizioni.

Ad esempio Condizioni m-1 := (Condizione m-1)*(not(n-1).X).

157. Date due sequenze SFC, se la prosecuzione dell'una dipende dalla esecuzione

dell'altra, mostrare perché non è sufficiente l'uso delle strutture di PARALLELISMO e

SINCRONIZZAZIONE, oppure il ricorso alle sole CONDIZIONI.

Se due sequenze A e B sono dipendenti l’una dall’altra, la sequenza B non può procedere oltre lo

stato m prima che la sequenza A non abbia completato le azioni dello stato n. Una soluzione basata

sull’uso di sincronizzazione e parallelismo non va bene. Tale soluzione impone una dipendenza

anche allo stato N. lo stato n non può proseguire senza che lo stato m possa transitare nello stato

m+1. Una soluzione basata sull’imposizione di determinate CONDIZIONI è anch’essa destinata a

fallire. La condizione n può essere verificata indipendentemente se le azioni delle stato n siano

eseguite o meno. Avremo che la condizione m :=(condizione m)*(condizione n)* (n.X). In questo

caso non si ha memoria che lo stato n sia stato eseguito. Pertanto se la condizione m è verificata

dopo che lo stato n viene terminato, oppure dopo che la condizione n sia verificata m allora la

transizione m non si attiva mai.

Quando lo stato n passa allo stato n+1, il semaforo viene attivato, permettendo allo stato m di

passare allo stato m+1. Se il semaforo non viene attivato, lo stato m non potrà passare allo stato

m+1. Quando lo stato m passa allo stato m+1 il semaforo viene disattivato.

Lezione53

158. Dare la definizione di Grafo di Petri ed enunciare le sue proprietà.

159. Quali vantaggi offre la modellizzazione tramite Reti di Petri?

160. Dare la definizione di funzione di marcatura di un Grafo di Petri.

Lezione 54

161. In cosa consiste l'evoluzione di una Rete di Petri e come essa si lega con la funzione

di transizione?

162. In cosa consiste la regola di evoluzione di una Rete di Petri?

163. Quando una transizione di una Rete di Petri è abilitata?

Lezione 55

164. Data una Rete di Petri esprimere analiticamente l'equazione di evoluzione e spiegarne

il significato.

165. Definire il vettore delle occorrenze e mostrare come esso si lega con l'equazione

di evoluzione di una Rete di Petri.

166. Data una Rete di Petri, spiegare cosa sono la matrice di ingresso e la matrice di uscita.

Lezione 56

167. Dare la definizione di grafo marcato e verificare che esso non ammette strutture

in conflitto.

168. Data una Rete di Petri, spiegare e fare un esempio per le

seguenti strutture : Struttura in conflitto;

Struttura in concorrenza;

Struttura in confusione.

169. Dare la definizione di macchina a stati e verificare che essa non ammette strutture

in concorrenza.

Lezione 57

170. Data una Rete di Petri, quando un posto è detto k-limitato?

171. Quando una Rete di Petri è reversibile?

172. Esprimere il concetto di marcatura raggiungibile.

Lezione 58

173. Dare la definizione di Rete di Petri temporizzata.

174. Dato il modello di un generico processo client-server informatico, mostrare e discutere

la sua evoluzione temporale.

175. Modellizzare un generico processo client-server informatico, usando le Reti di

Petri temporizzate.

Lezione 59

176. Data una Rete di Petri, quando una marcatura x ricopre una marcatura y?

177. Qualsiasi Rete di Petri ha un albero di copertura? Fare un esempio a supporto della

propria risposta.

178. Mostrare l'albero di copertura della seguente Rete di Petri:Verifica p1 t2 t1 p2 p3 t3

Lezione 60

179. Tradurre la seguente Rete di Petri in un diagramma SFC equivalente

. Verificap3 p1 p2 t1 t3 t2 p4

180. Tradurre la seguente Rete di Petri in un diagramma SFC

equivalente. Verifica p3 p1 p2 t1 t3 t2 p4

181. Data una Rete di Petri, quando essa si dice binaria?

Lezione 61

182. Quali sono le tecnologie di telecomunicazione di vecchia generazione?

183. Quale è lo schema di un sistema di controllo distribuito?

184. Quali sono le tecnologie di telecomunicazione di nuova generazione?

Lezione62

185. Esercizio – Soluzione

a. Esercizio Immaginiamo di avere un sistema di generazione (A) da monitorare in remoto

con un PC (B) tramite un sistema di telecomunicazione basato su connessione TCP/IP. La

connessione TCP emette costantemente segmenti tra A e B. Gli ACK sono emessi

immediatamente da B alla ricezione del segmento. Diagrammare lo schema di scambio

messaggi tra A e B tenendo conto che: Si possa utilizzare come sequence number il

numero di segmento che si sta inviando e come ACK number il segmento che si aspetta di

ricevere. I segmenti 2 e 5 si perdono per errori della rete. Il timeout di ritrasmissione non

scada in nessuno dei due casi

186. Esercizio – Soluzione Il throughput massimo T di una connessione TCP in bit/s si

calcola come: Soluzione: R*RTT/8=2.000.000*0.5/8=125.000 ByteW

187. Quale è la struttura di una pacchetto IP?

Continua sotto

188. Esercizio Ipotizziamo di avere un sistema da controllare collocato in un sito remoto,

raggiungibile solo da un satellite Geostazionario con :RTT (Round Trip Time) = 500msB (Banda

richiesta) = 2 Mbit/sW (Finestra) = 65536 Byte (la massima possibile)Quale è il massimo

Throughput raggiungibile dal livello di trasporto della connessione TCP instaurata tra il sistema

da controllare ed il satellite?

Lezione 63

189. Quale differenza c'è tra la MTU e la RTU?

Un sistema SCADA p