Laboratorio di Automazione industriale – Soluzione base con PLC Siemens S7-1214C

Il laboratorio didattico per l'automazione industriale con PLC Siemens S7-1214C, basato sui sistemi FESTO, rappresenta una soluzione avanzata e versatile per apprendere i principi fondamentali delle linee di produzione automatizzate. Progettato per fornire un’esperienza pratica, il laboratorio integra moduli di magazzino, trasporto e manipolazione, gestiti tramite il PLC Siemens S7-1214C e sistemi elettro-pneumatici. È ideale per sviluppare competenze operative e progettuali nell’ambito dell’automazione.

Obiettivi e Finalità Didattiche

Obiettivi Principali

• Comprendere i principi base dell’automazione industriale: apprendere a gestire sistemi modulari e processi industriali automatizzati.
• Sviluppare competenze nell’uso del PLC Siemens S7-1214C: programmare e controllare sistemi complessi attraverso logiche programmabili.
• Promuovere l’interdisciplinarità: integrare concetti di meccanica, elettronica, programmazione e automazione.
• Stimolare il problem-solving e la progettualità: creare soluzioni innovative per processi produttivi automatizzati.
• Preparare gli studenti al mercato del lavoro: offrire un ambiente formativo che rispecchi le tecnologie e le pratiche industriali.

Finalità Didattiche

• Integrazione Teoria-Pratica: fornire agli studenti la capacità di applicare le conoscenze teoriche a scenari pratici e simulazioni.
• Preparazione Professionale: formare figure professionali capaci di operare in ambienti di automazione industriale avanzata.
• Consapevolezza Tecnologica: sviluppare una conoscenza approfondita delle tecnologie attuali e delle loro applicazioni industriali.
• Adattabilità Multidisciplinare: abituare gli studenti a lavorare in contesti che richiedono competenze trasversali in meccanica, elettronica, programmazione e automazione.
• Innovazione e Sostenibilità: incoraggiare soluzioni efficienti e sostenibili per i processi industriali.

Descrizione Approfondita del Sistema

Il laboratorio si compone di moduli avanzati che simulano le funzionalità di una linea di produzione industriale:

Modulo Magazzino

• Permette l’immagazzinamento e la separazione di semilavorati.
• Simula operazioni come il montaggio meccanico tramite cilindri elettro-pneumatici e finecorsa magnetici.
• Controllato tramite PLC Siemens S7-1214C.

Modulo Trasporto

• Riproduce un sistema di trasporto con nastro bidirezionale.
• Include sensori induttivi e ottici per il rilevamento e la selezione automatica dei pezzi.
• Sistema di espulsione per componenti non conformi.

Modulo Manipolazione

• Simula operazioni di manipolazione e assemblaggio con un manipolatore cartesiano a 2 gradi di libertà.
• Dotato di cilindri pneumatici e una pinza pneumatica per spostare e assemblare componenti tra stazioni.

PLC Siemens S7-1214C

• PLC industriale con CPU compatta, dotato di:
  • Ingressi/Uscite Digitali: 14 ingressi e 10 uscite.
  • Ingressi/Uscite Analogici: 2 ingressi e 2 uscite.
  • Interfaccia PROFINET: per la comunicazione tra moduli e dispositivi.
  • Memoria: 125 KB per programmi e 2 MB per dati.
• Licenza del software TIA Portal PRO per progettazione, programmazione e monitoraggio.
• Accessori: cavi di connessione, pannelli di controllo e terminali SysLink per integrare i moduli del laboratorio.

Componenti Aggiuntivi

• Compressore portatile silenziato: per alimentazione pneumatica (4 bar, portata 28 l/min).
• Banco di supporto: robusto e ignifugo, con capacità di carico fino a 1000 kg.
• PC All-in-One: Processore Intel Core i5, 16GB di RAM, SSD da 512GB, display da 23.8”.

Esempi di Esercitazioni Pratiche

Programmazione del PLC Siemens S7-1214C

• Sviluppare programmi per gestire i moduli di magazzino, trasporto e manipolazione.
• Simulare un processo produttivo completo.

Controllo e Monitoraggio

• Utilizzare il software TIA Portal PRO per monitorare i processi in tempo reale e ottimizzarne le prestazioni.

Simulazione di Processi Industriali

• Creare una linea di produzione integrata collegando i vari moduli.
• Analizzare le prestazioni dei sensori e degli attuatori.

Integrazione e Ottimizzazione

• Configurare il PLC Siemens per ottimizzare il ciclo produttivo mediante logiche di controllo.

Progetti Multidisciplinari

• Collaborare su progetti che richiedano competenze in meccanica, elettronica e programmazione, sviluppando soluzioni innovative.

Tecnologie e Consulenza

Tecnologie Utilizzate

• Sistemi modulari Festo.
• PLC Siemens S7-1214C con software TIA Portal PRO.
• Sensori e attuatori per l’automazione industriale.

Servizi di Consulenza

• Supporto tecnico: assistenza nell’installazione e configurazione del laboratorio.
• Formazione personalizzata: training per docenti e studenti sull’utilizzo dei moduli e del PLC Siemens S7-1214C.

In sintesi, il laboratorio didattico per l'automazione industriale con PLC Siemens S7-1214C offre un'esperienza formativa completa e avanzata, preparando gli studenti per future carriere nel settore industriale attraverso un apprendimento pratico e sicuro.