Analisi di un pendolo inverso ad attuazione pneumatica con controllo tramite PLC ed HMI = Analysis of an inverse pendulum with pneumatic actuation controlled by PLC and HMI

Il presente elaborato di tesi è dedicato all’analisi e stabilizzazione di un pendolo inverso ad attuazione pneumatica con controllo tramite PLC ed HMI. L’attività consta di un lavoro iniziale di rinnovamento di un banco di prova presente nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica ed Aerospaziale (DIMEAS) tramite un cablaggio elettrico e pneumatico e l’aggiunta di nuove valvole per ampliare le configurazioni di funzionamento. Lo studio del banco prosegue con la realizzazione del modello non lineare tramite il software Simcenter Amesim®, con il quale è stato possibile effettuare sia una prima analisi parametrica del PID per il controllo della sola posizione del carrello ed una sua stabilizzazione, sia un’analisi del sistema completo per ottenere la stabilizzazione del pendolo inverso. A seguire è stato programmato il PLC S7-1200 della Siemens per il controllo dell’azionamento del banco di prova e la realizzazione delle prove sperimentali. Successivamente sono state confrontate le prestazioni del sistema utilizzando le diverse tipologie di valvole (proporzionali, digitali) in differenti situazioni di funzionamento, effettuando un confronto fra le varie tecnologie di controllo (modulazione PWM, controllore PID) con lo scopo di ottenere le migliori condizioni di lavoro e i parametri di risposta ottimizzati per ciascuna configurazione. Infine è stata programmata ed installata una HMI (interfaccia uomo-macchina) per garantire una comunicazione intuitiva per il controllo del banco e l’acquisizione dei dati.