Sviluppo del controllo del movimento mediante oggetti tecnologici nel portale TIA = Development of Motion Control Using Technology Objects in the TIA Portal

Nel panorama in continua evoluzione dell'automazione industriale, i controllori logici programmabili (PLC) svolgono un ruolo fondamentale nel garantire un controllo preciso ed efficiente sui sistemi di movimento. Questa tesi esplora lo sviluppo del controllo del movimento utilizzando Technology Objects nel portale Totally Integrated Automation (TIA) di Siemens, offrendo un approccio strutturato per modernizzare i flussi di lavoro di automazione tramite tecniche avanzate di programmazione del movimento. Lo studio inizia con una panoramica dei PLC, della loro evoluzione storica, della struttura hardware e software e del loro ruolo critico nell'automazione industriale. Passa quindi ai principi del controllo del movimento, descrivendo in dettaglio i vari tipi di strategie di controllo del movimento come posizionamento punto a punto, controllo della velocità, ingranaggi elettronici e profilazione CAM. La tecnologia di controllo del movimento di Siemens viene esplorata in modo approfondito, concentrandosi sull'integrazione di servoazionamenti, blocchi di movimento e algoritmi di sincronizzazione per migliorare la precisione nei sistemi automatizzati. Una parte significativa della tesi è dedicata al concetto e all'implementazione di CAM meccaniche e virtuali. Le CAM meccaniche sono state a lungo utilizzate nell'automazione per generare sequenze di movimento precise e il passaggio alle CAM virtuali, un'alternativa basata su software, consente maggiore flessibilità, adattabilità e precisione. La tesi presenta formulazioni matematiche per definire i profili delle camme, tra cui equazioni di spostamento, velocità e accelerazione, evidenziando come queste possano essere programmate nei sistemi PLC per prestazioni ottimali. Il contributo principale di questo lavoro è l'implementazione pratica del controllo del movimento utilizzando Cam Handler in TIA Portal. La libreria LCamHdl, una libreria Siemens progettata per gestire sequenze di movimento complesse basate su camme, viene esaminata in vari scenari industriali. Questa ricerca illustra la configurazione dei dischi delle camme in fase di esecuzione, dimostrando come passare dai tradizionali sistemi basati su camme a framework di controllo del movimento completamente digitali. Sfruttando i PLC S7-1500T di Siemens, i blocchi di controllo del movimento avanzati e l'integrazione HMI, questa tesi propone una metodologia completa per ottenere un controllo del movimento sincronizzato in tempo reale in ambienti industriali. I risultati indicano che l'adozione di profili di movimento virtuali e basati su software migliora significativamente l'adattabilità del sistema, riduce l'usura meccanica e aumenta la precisione nelle attività di automazione. Lo studio si conclude esplorando i futuri progressi nel controllo del movimento basato su PLC, in particolare l'integrazione di Industrial IoT (IIoT), ottimizzazione basata su AI ed edge computing. Un focus chiave è il ruolo dei profili CAM virtuali nel raggiungimento di una sincronizzazione ad alta precisione all'interno dei sistemi di automazione industriale. Sfruttando il sequenziamento del movimento basato su software, i PLC moderni possono regolare dinamicamente i profili delle camme in tempo reale, consentendo un coordinamento senza soluzione di continuità di più assi. Questo approccio migliora la precisione del movimento, l'adattabilità del sistema e riduce le dipendenze meccaniche, aprendo la strada a soluzioni di automazione più efficienti e scalabili. In definitiva, questa tesi fornisce una metodologia s