METODOLOGIE, STANDARD E LINGUAGGI OBJECT ORIENTED Dipartimento di Informatica e Sistemistica...
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METODOLOGIE, STANDARD E LINGUAGGI OBJECT ORIENTED
Dipartimento diInformatica e Sistemistica
Alessandro DE CARLI
Anno Accademico 2006-07
ASPETTI INNOVATIVI
NELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE, LE ATTIVITÀ INGEGNERISTICHE SONO ORIENTATE ALLA REALIZZAZIONE DI SISTEMI DI AUTOMA-ZIONE CHE CONSENTANO DI MIGLIORARE L’EFFICIENZA, LA PRO-DUTTIVITÀ ED IL RENDIMENTO DEI SINGOLI IMPIANTI
È DI FONDAMENTALE IMPORTANZA RIDURRE I TEMPI CHE INTER-CORRONO TRA LA PROGETTAZIONE E L’INSTALLAZIONE DEGLI IMPIANTI E MANTENERE IL SISTEMA DI PRODUZIONE SEMPRE IN CORRETTE CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO PER TUTTO IL SUO CICLO DI VITA
PER REALIZZARE QUESTI OBIETTIVI È NECESSARIA UNA INTEGRAZIONE TOTALE TRA SISTEMI, APPARECCHIATURE, SOFT-WARE DI CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE, SOFTWARE DI TRASMISSIONE DATI E INFORMAZIONI E DELLE ATTIVITÀ GESTIONALI
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
ASPETTI INNOVATIVI 2
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
LA NECESSITÀ DI CONTROLLARE ED ACCEDERE ALLE INFORMAZIONI CHE DEFINISCONO I DIVERSI ASPETTI DI UN GRAN NUMERO DI ELEMENTI FISICI, PORTA ALLA MODELLAZIONE DELL’IMPIANTO CON STRUTTURE ORIENTATE AGLI OGGETTI PER GLI ASPETTI CHE RI-GUARDANO LA STRUTTURA, LA REALIZZAZIONE E IL CONTROLLO
PER MIGLIORARE L’ACCESSO ALLE INFORMAZIONI DEI DISPOSI-TIVI DI CAMPO VENGONO UTILIZZATE LE TECNOLOGIE E GLI STANDARD DEI BUS DI CAMPO (FIELDBUS, PROFIBUS)
ATTUALMENTE NELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE VENGONO UTILIZ-ZATE METODOLOGIE SVILUPPATE INIZIALMENTE PER APPLICAZIONI TIPICHE DELL’INFORMATICA, COME AD ESEMPIO LA MODELLAZIONE ORIENTATA AGLI OGGETTI E LO SVILUPPO DI APPLICAZIONI DEL TIPO WEB SERVER
• PER AUMENTARE LE CAPACITÀ DECISIONALI E GESTIONALI DEGLI OPERATORI OCCORRE REALIZZARE UN PORTALE DI TIPO WEB CON AMBIENTE DI NAVIGAZIONE BROWSER PER L’ACCESSO SIA AI DATI REAL-TIME SIA AI DATI STORICI DELL’IMPIANTO
aspetti innovativi 3
INGEGNERIZZAZIONE DI PROCESSO
INTERAZIONE TRA L’ AUTOMAZIONE E PROCESSI PRODUTTIVI
DISPOSITIVIDI CAMPO
MANUTENZIONE
INGEGNERIZZAZIONE DI IMPIANTO
UNITÀ OPERATIVE
OTTIMIZZAZIONEDELLE RISORSE
FUNZIONAMENTOMANUTENZIONE
IDEE PROGETTAZIONEINSTALLAZIONE
4
PIANIFICAZIONE E PROGRAMMAZIONE
GESTIONEDELLA
PRODUZIONE
RISORSE CICLODI VITA
INFORMAZIONICENTRALIZZATE
OP
ER
AZ
ION
I
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
ASPECTORIENTED
DISEGNI COSTRUTTIVI
DIAGRAMMI DEI COLLEGAMENTI
INFORMAZIONI SULLA
MANUTENZIONE
INFORMAZIONI SULLA
UBICAZIONE
VIDEO DEL FUNZIONAMENTO
INFORMAZIONI SULLA QUALITÀ
INTERAZIONE TRA L’ AUTOMAZIONE E PROCESSI PRODUTTIVI 4 DIFFERENTI ASPETTI DI UN OGGETTO 5
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
IMPLEMENTAZIONE DEGLI ASPETTI
GESTIONE DEGLI ASPETTI DI UN OGGETTOCON SOFTWARE SPECIALISTICI
VENGONO EVIDENZIATI CON SOFTWARE SPECIALISTICI GLI ASPETTI CARATTERIZZANTI DI CIASCUN OGGETTO AL FINE DI ARCHIVIARE, DI GESTIRE, DI AGGIORNARE E DI PRESENTARE IN TEMPO REALE LE RICHIESTE DI INFORMAZIONE
IL RISULTATO È UN SISTEMA APERTO DI SOFTWARE SPECIALISTICI INDIPENDENTI, REALIZZATI IN MODO CHE POSSANO ESSERE AGGIUNTI SOFTWARE NON PREVISTI IN FASE INIZIALE SENZA ALTERARE QUELLI GIÀ IN FUNZIONE
OGGETTO REALE
SUDDIVISIONEIN OGGETTIASTRATTI ASPETTI
SOFTWARESPECIALISTICI
6
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
STRUTTURE MULTIPLE
MODELLAZIONE DI UN IMPIANTOCON STRUTTURE AD OGGETTI
7
PER NAVIGARE TRA LE VARIE STRUTTURE SI UTILIZZA UN BROWSER EXPLORERGLI OGGETTI VENGONO INSERITI, CANCELLATI O SPOSTATI AGGIUNGENDO CANCELLANDO E MODIFICANDO DINAMICAMENTE GLI ASPETTI STRUTTURALI
STRUTTURA FUNZIONALE STRUTTURA FISICA STRUTTURA BATCH
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
TIPOLOGIE DI OGGETTI
LE TIPOLOGIE DI OGGETTI DEFINISCONO UN INSIEME DI CARATTERISTICHE CONDIVISE DA TUTTI GLI ELEMENTI DI UNA CLASSE
CIÒ RENDE POSSIBILE IL RIUTILIZZO DI IMPLEMENTAZIONI STANDARD IN PROBLEMI RICORRENTI
IL MODELLO A OGGETTI SUPPORTA IL CONCETTO DI EREDITARIETÀ E LE MODIFICHE APPORTATE AD UNA TIPOLOGIA DI OGGETTI POSSONO ESSERE AUTOMATICAMENTE RISPECCHIATE IN TUTTI GLI ELEMENTI DI UNA CLASSE PER UNA MANUTENZIONE PIÙ EFFICIENTE
ASPETTOASPETTOEREDITARIETÀ
8
ARCHITETTURA DI SISTEMA
LIVELLODI
CONTROLLO
LIVELLODEI
SERVER
LIVELLODI AMBIENTIDI LAVORO
CONTROLLORILOCALI
DISPOSITIVI DI
CAMPO
PLC
SERVER OPC
SERVER APPLICAZIONI
SOFTWARE
SERVER ASPECT
ORIENTED
AMBIENTE DI LAVORO
PC STANDARD
AMBIENTE DI LAVORO WIRELESS
AMBIENTE DI LAVORO
LAN
9
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
ARCHITETTURA DI SISTEMA
INTRANET RETE D’ IMPIANTO
BUS DI CAMPO
RETE CLIENT-SERVER
IEEE802 E TCP-IP
RETE DI CONTROLLO
IEEE802 E TCP-IP
WIRELESS LAN
O BLUETOOTH
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
INTERNET
PORTALE WEB
SERVER OPC
SERVER CONFIGURAZIONE
SERVER APPLICAZIONI
CONTROLLER
ROUTER
PROTEZIONERETE
CONTROLLER
10
BUS DI CAMPO
ARCHITETTURA FUNZIONALE
FIELDBUS
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
PIATTAFORMA DI INTEGRAZIONE
CONNESSIONEDISPOSITIVI
CONNESSIONEDISPOSITIVI
APPLICAZIONI FUTURE
ASPECT OBJECTS
STAZIONE OPERATORE
SISTEMA DI MANUTENZIONE MES
11
DISPOSITIVIDI CAMPO
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
PORTALE WEB REAL - TIME
UN PORTALE REAL-TIME È UNA INFRASTRUTTURA CHE CONSENTE LA DISTRIBUZIONE E LA PRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN UN AMBIENTE WEB
LE INFORMAZIONI SONO VISUALIZZATE ATTRAVERSO INTERFACCE CHE CONSENTONO DI AGGIORNARE I DATI IN TEMPO REALE E SONO CONFIGURABILI DALL’UTENTE PER MEZZO DI WEB PARTS
LE WEB PARTS SONO COMPONENTI SOFTWARE INTERATTIVI CHE IN-CORPORANO DIVERSE FUNZIONI OPERATIVE PER LA PRESENTAZIONE DI EVENTI IN TEMPO REALE
LO STANDARD SVG (SCALABLE VECTOR GRAPHICS) CONSENTE L’AGGIORNAMENTO IN TEMPO REALE DELLE PARTI GRAFICHE
GLI STANDARD XML E SOAP (SIMPLE OBJECT ACCESS PROTOCOL) SONO GLI STANDARD UTILIZZATI PER LA COMUNICAZIONE TRA LE WEB PARTS E I SERVIZI DEL PORTALE ATTRAVERSO UN PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE TRA APPLICAZIONI SU INTERNET INDIPENDENTE DALLA PIATTAFORMA
12
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
PORTALE WEB REAL - TIME
NAVIGAZIONE
SELEZIONE DI VISTE
DATI STORICI
DATI CORRENTI
SVG DISPLAY
TRENDING
INTERAZIONI WEB PARTS
13
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
ELABORAZIONE DEI DATI
AGGIORNAMENTO WEBREAL-TIME
VISUALIZZAZIONE WEB
ANALISI VALIDAZIONE
INFORMAZIONI
DATI DAL CAMPO
ELABORAZIONE DEI DATI
14
IMPLEMENTAZIONE OBJECTS ORIENTED
PRESENTATION OBJECTSWEB PARTS
APPLICATION OBJECTSWEB SERVICES
ANALISIS PLUG-IN
DATA OBJECTSELEMENTIMODELLI
TEMPLATES
COMPONENTISOFTWARE
RIUTILIZZABILI
OGGETTI SOFTWARE
RIUTILIZZABILI
MODELLAZIONE AD OGGETTICOMPONENTI SOFTWARE
METODOLOGIE ORIENTATE AGLI OGGETTI
LA CAPACITÀ DI GESTIRE EVENTI IN TEMPO REALE È APPLICATA A TUTTI I COMPONENTI DELL’INFRASTUTTURA, DALL’ACQUISIZIONE DEI DATI DI BASE AGLI STRUMENTI DI ANALISI, ALLA DISTRIBUZIONE DELL’INFORMAZIONE SUL WEB, ALL’AGGIORNAMENTO DELLA RAPPRESENTAZIONE SUL BROWSER
15
IL LINGUAGGIO UML
IN UN MONDO COSTANTEMENTE IN FERMENTO ED IN EVOLUZIONE L’ESIGENZA PRIMARIA È QUELLA DI RIDURRE L’INTERVALLO DI TEMPO CHE VA DALLA PROGETTAZIONE ALLA REALIZZAZIONE
QUESTO HA DETERMINATO L’INTRODUZIONE DELLE METODOLOGIE DI PROGETTAZIONE DEL TIPO OBJECT ORIENTED NELL’AMBITO DELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
PER MODELLARE GLI OGGETTI CHE COMPONGONO UN SISTEMA SI UTILIZZA IL LINGUAGGIO UML (UNIFIED MODELLING LANGUAGE)
UML COSTITUISCE UNA NOTAZIONE UNIVERSALE PER RAPPRE-SENTARE QUALUNQUE TIPO DI SISTEMA SOFTWARE, HARDWARE, ORGANIZZATIVO
ASPETTI GENERALI 16
È UN LINGUAGGIO DI RAPPRESENTAZIONE E PROGETTAZIONE E NON DI PROGRAMMAZIONE (COME JAVA, VISUAL BASIC, C++..)
UTILIZZANDO OPPORTUNAMENTE IL SIGNIFICATO E LA NOTAZIONE PROPRIA DI UML È POSSIBILE SUDDIVIDERE LA MODELLAZIONE DI UN SISTEMA IN UNA SERIE DI SOTTOSISTEMI COERENTI E DI DIMENSIONI MINORI
IL LINGUAGGIO UML
ALBERO GENEALOGICO DI UML 17
È DEFINITO DALLO STANDARD OMG (OBJECT MANAGEMENT GROUP) DAL NOVEMBRE 1997
IL LINGUAGGIO UML
COSA È UML
È UN LINGUAGGIO DI MODELLAZIONE VISUALE E NON UN LINGUAG-GIO DI PROGRAMMAZIONE VISUALE
DEFINISCE UNO STANDARD FORMALE APPROVATO DAI COMITATI DI STANDARDIZZAZIONE
NON È UN MODELLO PER LA DEFINIZIONE DI INTERFACCIA
18
SERVE PER PROGETTARE UN NUOVO SISTEMA O PER DOCUMENTARNE UNO ESISTENTE SENZA PERDERSI NEI DETTAGLI DEI LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE
È UNIVERSALE E PUÒ RAPPRESENTARE SISTEMI ETEROGENEI PER ARCHITETTURA, PER TECNOLOGIA, PER TIPOLOGIA APPLICATIVA
PUÒ ESSERE UTILIZZATO DA PERSONE E GRUPPI CHE SEGUONO METODI DIVERSI MANTENENDO LA COERENZA DELLE INFORMAZIONI E LA COORDINAZIONE DEI GRUPPI
NON È UN LINGUAGGIO PROPRIETARIO
IL LINGUAGGIO UML
UML META-MODELLO E DIAGRAMMI
UML È BASATO SU UN META-MODELLO INTEGRATO, COMPOSTO DA
NUMEROSI ELEMENTI (CLASSI, ATTRIBUTI, MODULI) COLLEGATI TRA
LORO SECONDO REGOLE PRECISE
UTILIZZANDO GLI ELEMENTI DEL META-MODELLO È POSSIBILE
CREARE I MODELLI PER I SISTEMI DA RAPPRESENTARE
GLI ELEMENTI DEL META-MODELLO POSSONO COMPARIRE IN
DIAGRAMMI DI TIPO DIVERSO ED ALCUNI ELEMENTI (AD ESEMPIO LA
“CLASSE”) HANNO UN’ICONA CHE LI RAPPRESENTA GRAFICAMENTE
UML È UNA RIUTILIZZAZIONE RAZIONALIZZATA DI MODELLI E
DIAGRAMMI PREESISTENTI (MODELLI ENTITY-RELATIOSHIP, FLOW-
CHART, MODELLI OBJECT ORIENTED, DIAGRAMMI DI STATO) CHE NE
ESTENDE IL SIGNIFICATO PER ADATTARSI ALLE NUOVE ESIGENZE DI
MODELLAZIONE
19
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMI UML
DIAGRAMMA DEI
CASI D’USO
DIAGRAMMA DELLE CLASSI
DIAGRAMMA DI
SEQUENZA
DIAGRAMMADI
STATO
DIAGRAMMA DELLE
ATTIVITÀ
DIAGRAMMADI
DISTRIBUZIONE
DIAGRAMMA DEI
COMPONENTI
20
META-MODELLO
UML
DIAGRAMMI RELATIVI ALLA STRUTTURA
DIAGRAMMI RELATIVI ALLA COMUNICAZIONE
DIAGRAMMADEGLI
OGGETTI
DIAGRAMMADI
COLLABORAZIONE
DIA
GR
AM
MI R
EL
AT
IVI
AL
CO
NT
RO
LL
O
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DEI CASI D’ USO
• COSA RAPPRESENTA
IL DIAGRAMMA DEI CASI D’USO È UTILIZZATO PER MODELLARE LE FUNZIONALITÀ DEL SISTEMA PERCEPITE DA UN UTENTE ESTERNO
DESCRIVE LE INTERAZIONI TRA SISTEMA ED ENTITÀ ESTERNE COME UNA COLLEZIONE DI SCENARI, IN CUI OGNI SCENARIO RAPPRESENTA UNA SEQUENZA DI EVENTI
LE ENTITÀ ESTERNE DETERMINANO L’INIZIO DELLA SEQUENZA DI EVENTI
DIAGRAMMA DEI CASI D’USO
21
RAPPRESENTANO LE MODALITÀ DI UTILIZZAZIONE DEL SISTEMA DA PARTE DI UNO O PIÙ UTENTI
SONO DEFINITI “ATTORI” E POSSONO RAPPRESENTARE UN OPERATO-RE, O UN COMANDO PROVENIENTE DA UN ALTRO SISTEMA O DA UN DISPOSITIVO HARDWARE
DIAGRAMMA DEI CASI D’USO (USE CASES DIAGRAM)
PERMETTE DI INDIVIDUARE E RAFFIGURARE I DIVERSI MODI DI UTILIZZAZIONE DI UN SISTEMA DA UNO O PIÙ UTENTI ESTERNI
I PROTAGONISTI SONO GLI “ATTORI” DEL SISTEMA CIOÈ COLORO CHE PRENDONO PARTE AI CASI D’USO
GLI ATTORI POSSONO ESSERE PRIMARI COME OPERATORI, UTENTI GENERICI O CLIENTI; E SECONDARI COME SISTEMI HW E SW QUALI RETI, SISTEMI DI CONTABILITÀ O UNITÀ DI CALCOLOGLI ATTORI INTERAGISCONO CON I CASI D’USO TRAMITE ASSOCIAZIONI GENERICHE O DI GENERALIZZAZIONE O INCLUSIONEDI SEGUITO E’ RIPORTATO IL DIAGRAMMA DEI CASI D’USO DELLA PIATTAFORMA DI PERFORAZIONE
DIAGRAMMA DEI CASI D’ USO 22
IL LINGUAGGIO UML
DESCRIVE LE INTERAZIONI TRA SISTEMA ED ENTITÀ ESTERNE COME UNA COLLEZIONE DI SCENARI, IN CUI OGNI SCENARIO RAPPRESENTA UNA SEQUENZA DI EVENTI
LE ENTITÀ ESTERNE DETERMINANO L’INIZIO DELLA SEQUENZA DI EVENTI
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DEI CASI D’ USO
I CASI D’USO SONO COMPOSTI GRAFICAMENTE PRINCIPALMENTE DA DUE ENTITÀ DISTINTE:
ATTORE CASO D’ USO
• UTILIZZAZIONE
IL DIAGRAMMA DEI CASI D’USO COSTITUISCE UN ECCELLENTE STRUMENTO PER STIMOLARE I POTENZIALI UTENTI AD INTERVENIRE CON LE LORO CRITICHE ED OPINIONI NELLA DEFINIZIONE DELLE FUNZIONALITÀ CHE TALE SISTEMA DOVRÀ AVERE
“MODO”DI UTILIZZAZIONE
DEL SISTEMA
UTILIZZATOREDEL SISTEMA
• STRUTTURA
23
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DELLE CLASSI
UN DIAGRAMMA DELLE CLASSI CONSENTE DI DESCRIVERE GLI OGGETTI CHE COMPONGONO IL SISTEMA ATTRAVERSO LE LORO ASTRAZIONI, OSSIA LE CLASSI
MEDIANTE LE ASSOCIAZIONI VENGONO SPECIFICATI I VINCOLI CHE LEGANO TRA LORO LE CLASSI A PRESCINDERE DAL LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE CHE VERRÀ UTILIZZATO PER L’IMPLEMENTAZIONE DEL PROGETTO
CLASSE: È LA DESCRIZIONE DI UN INSIEME DI OGGETTI (ELEMENTI DI UNA CLASSE) CHE CONDIVIDONO DETERMINATE CARATTERISTICHE COMUNIATTRIBUTI: RAPPRESENTANO LE PROPRIETÀ CHE SONO CONDIVISE DA TUTTI GLI OGGETTI APPARTENENTI AD UNA DATA CLASSE
OPERAZIONI: UN’OPERAZIONE RAPPRESENTA UN SERVIZIO CHE PUÒ ESSERE RICHIESTO AD UN OGGETTO APPARTENENTE ALLA CLASSE E CHE MODIFICA IL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA A CUI L’OGGETTO APPARTIENE
DIAGRAMMA DELLE CLASSICLASS DIAGRAM
24
TRAMITE OPPORTUNE RELAZIONI FRA LE CLASSI CHE COSTITUISCONO IL DIAGRAMMA, VENGONO IMPLEMENTATI I MECCANISMI DI EREDITARIETÀ SEMPLICE E MULTIPLA, POLIMORFISMO E RIDEFINIZIONE
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DELLE CLASSI
• UTILIZZAZIONE
LA CLASSE RAPPRESENTA UN EFFICACE MECCANISMO DI ASTRAZIONE PER MODELLARE ENTITÀ DEL MONDO REALE, CHE DEVONO ESSERE POI REALIZZATE NEL SISTEMA HARDWARE E/O SOFTWARE DA SVILUPPARE
VISUALIZZANO L’ELEMENTO DEL SISTEMA SOTTOPOSTO ALLA ANALISI E METTONO IN EVIDENZA I LEGAMI TRA LE VARIE ENTITÀ PRESENTI SENZA RIFERIMENTO AGLI EVENTI DI SINCRONIZZAZIONE
NOME CLASSE
ATTRIBUT0 1 ATTRIBUT0 2 ……………….
OPERAZIONE 1 OPERAZIONE 2 ………………….
RAPPRESENTAZIONEDI UNA CLASSE
25
IL LINGUAGGIO UML
2626LIVELLI DI VISIBILITÀ 26
• LIVELLI DI VISIBILITÀ
LA VISIBILITÀ È UNA PROPRIETÀ RELATIVA AGLI ATTRIBUTI ED ALLE OPERAZIONI, CHE SPECIFICA LA POSSIBILITÀ CHE HANNO LE CLASSI DI UTILIZZARE GLI ATTRIBUTI E LE OPERAZIONI DI UNA ALTRA CLASSE.
SONO CONSENTITI TRE LIVELLI DI VISIBILITÀ :• LIVELLO PUBBLICO: L’UTILIZZO VIENE ESTESO A TUTTE LE CLASSI
• LIVELLO PROTETTO: L’UTILIZZO È CONSENTITO SOLTANTO ALLE CLASSI CHE DERIVANO DALLA CLASSE ORIGINALE
• LIVELLO PRIVATO: SOLTANTO LA CLASSE ORIGINALE PUÒ UTILIZZARE GLI ATTRIBUTI E LE OPERAZIONI DEFINITI COME TALI
A LIVELLO GRAFICO VENGONO UTILIZZATI, GENERALMENTE, I SEGUENTI SIMBOLI PER DISTINGUERE I TRE LIVELLI:
LIVELLO PUBBLICO: +
LIVELLO PROTETTO: #
LIVELLO PRIVATO : -
IL LINGUAGGIO UML
INTERFACCIA 27
• INTERFACCIA
UN’INTERFACCIA RAPPRESENTA UN INSIEME DI OPERAZIONI CHE UNA CLASSE OFFRE AD ALTRE CLASSI
UN’INTERFACCIA NON HA ATTRIBUTI MA SOLTANTO OPERAZIONI
<<INTERFACE>>
NOME
OPERAZIONE 1 OPERAZIONE 2 ………………….
RAPPRESENTAZIONEDI UN’ INTERFACCIA
IL LINGUAGGIO UML
RELAZIONI 28
• RELAZIONI
ASSOCIAZIONE:
È UNA CONNESSIONE CONCETTUALE TRA DUE CLASSI
AGGREGAZIONE:
RAPPRESENTA UNA GERARCHIA IN CUI UNA CLASSE DETTA “INTERO” È AL DI SOPRA DI ALTRE CLASSI DETTE “COMPONENTI”
COMPOSIZIONE:
UNA COMPOSIZIONE È UN’AGGREGAZIONE DI TIPO PIÙ FORTE IN CUI UN COMPONENTE PUÒ APPARTENERE SOLTANTO AD UN INTERO
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA
IL LINGUAGGIO UML
RELAZIONI 29
• RELAZIONI
REALIZZAZIONE:
È UNA RELAZIONE TRA UNA CLASSE ED UN’INTERFACCIA
EREDITARIETÀ:
È UNA RELAZIONE IN CUI UNA “CLASSE FIGLIA” PUÒ EREDITARE GLI ATTRIBUTI E LE OPERAZIONI DA UNA CLASSE PIÙ GENERICA DEFINITA “CLASSE PADRE”
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DELLE CLASSI
CLASSE 1
OPERAZIONI
ATTRIBUTI
CLASSE 3
OPERAZIONI
ATTRIBUTI
CLASSE 2
OPERAZIONI
ATTRIBUTI
CLASSE 4
OPERAZIONI
ATTRIBUTI
CLASSE 5
OPERAZIONI
ATTRIBUTI
CLASSE 6
OPERAZIONI
ATTRIBUTI
CLASSE 7
OPERAZIONI
ATTRIBUTI
EREDITARIETÀ
AGGREGAZIONE
• STRUTTURA
30
CLASSE
OGGETTO
DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI 31
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI
IL DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI RAPPRESENTA L’INSIEME DEGLI OGGETTI CHE COSTITUISCONO GLI ELEMENTI DI CIASCUNA CLASSE
SENSORI
DI POSIZIONE
SENSORI
POTENZIOMETRICI
SENSORI
CAPACITIVI
SENSORI
MAGNETICI
SENSORI AD
EFFETTO HALL
SENSORI
OTTICI
SENSORI AD ULTRASUONI
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DI SEQUENZA
UN DIAGRAMMA DI SEQUENZA RAPPRESENTA LA SEQUENZA TEMPORALE DELLE INTERAZIONI CHE AVVENGONO FRA GLI OGGETTI DEL SISTEMA
DIAGRAMMA DI SEQUENZA
• COSA RAPPRESENTA
È UN DIAGRAMMA BIDIMENSIONALE IN CUI SU DI UN ASSE VENGONO DISPOSTI GLI OGGETTI CHE INTERAGISCONO, MENTRE SULL’ALTRO VIENE RAPPRESENTATO IL TEMPO
LE INTERAZIONI TRA OGGETTI SONO COSTITUITE DALLO SCAMBIO DEI MESSAGGI CHE AVVIENE TRA ESSI
• UTILIZZAZIONE
RAPPRESENTANO LA SEQUENZA CON CUI SI SUSSEGUONO LE SINGOLE AZIONI, SENZA SPECIFICARE I DETTAGLI SUI COMPONENTI, EVIDENZIANDO ESCLUSIVAMENTE LA SEQUENZA TEMPORALE DEI MESSAGGI
32
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DI SEQUENZA
MESSAGGIO
ATTORE
NOME 1 NOME 2
OGGETTO
ATTIVITÀDELL’OGGETTO
MESSAGGIO RICORSIVO
• STRUTTURA
33
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DI COLLABORAZIONE
DIAGRAMMA DI COLLABORAZIONE
• COSA RAPPRESENTA
UN DIAGRAMMA DI COLLABORAZIONE RAPPRESENTA L’INSIEME DEGLI OGGETTI CHE IN UN CASO D’USO COLLABORANO PER REALIZZARE IL COMPORTAMENTO DI UNO SCENARIO
LA SEQUENZA DEI MESSAGGI È MENO EVIDENTE CHE NEL DIAGRAMMA DI SEQUENZA, MENTRE SONO PIÙ EVIDENTI I LEGAMI TRA OGGETTI
• UTILIZZAZIONE
IL DIAGRAMMA DI COLLABORAZIONE È MOLTO UTILE PER MODEL-LARE LA SEQUENZA DEGLI ASPETTI DI UNA PROCEDURA, MET-TENDO IN EVIDENZA IL LEGAME TRA I VARI OGGETTI
TALI OGGETTI (ELEMENTI DI UNA CLASSE) REALIZZANO TUTTI INSIEME UNA DELLE FUNZIONALITÀ RICHIESTE AL SISTEMA
34
IL LINGUAGGIO UML
• STRUTTURA
DIAGRAMMA DI COLLABORAZIONE
ATTORE
NOME 1 NOME 3
NOME 2
AZIONE 1 AZIONE 3
AZIONE 2MESSAGGIO
OGGETTO
35
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DI STATO
DIAGRAMMA DI STATO
• COSA RAPPRESENTA
IL DIAGRAMMA DI STATO CONSENTE DI VISUALIZZARE GLI STATI CHE UN OGGETTO PUÒ ATTRAVERSARE E I PASSAGGI CHE INTER-CORRONO TRA TALI STATI
MOSTRA IL PUNTO DI PARTENZA ED IL PUNTO DI ARRIVO DI UNA SEQUENZA DI CAMBIAMENTI DI STATO
• UTILIZZAZIONE
IL DIAGRAMMA DI STATO AIUTA GLI ANALISTI, I PROGETTISTI E GLI SVILUPPATORI A CAPIRE IL COMPORTAMENTO DEGLI OGGETTI IN UN SISTEMA
SPECIFICA IL CICLO DI VITA DEGLI OGGETTI DI UNA CLASSE DEFINENDO LE REGOLE CHE LA GOVERNANO
GLI SVILUPPATORI DEVONO TRADURRE TALE COMPORTAMENTO IN SOFTWARE
36
IL LINGUAGGIO UML
• STRUTTURA
DIAGRAMMA DI STATO
STATO INIZIALE NOME 1
VARIABILI CARATTERIZZANTI
LO STATO
ATTIVITÀ
STATO FINALE
STATO
TRANSIZIONEDI STATO
37
NOME 2
VARIABILI CARATTERIZZANTI
LO STATO
ATTIVITÀ
NOME 3
VARIABILI CARATTERIZZANTI
LO STATO
ATTIVITÀ
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DI ATTIVITA’
DIAGRAMMA DI ATTIVITÀ
• COSA RAPPRESENTA
IL DIAGRAMMA DI ATTIVITÀ PERMETTE DI RAPPRESENTARE LE ATTIVITÀ DA SVOLGERE (PROCESSI) IN MODO PARALLELO E LA LORO SINCRONIZZAZIONE
È UN CASO PARTICOLARE DI DIAGRAMMA DI STATO, IN CUI OGNI STATO È UNO STATO DI ATTIVITÀ
• UTILIZZAZIONE
PERMETTE DI MODELLARE LE ATTIVITÀ DA SVOLGERE IN MODO PARALLELO E LA LORO SINCRONIZZAZIONE
COSTITUISCE LA BASE PER LA SCRITTURA DEL CODICE NELLA FASE DI SVILUPPO
38
ATTIVITÀ 1
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DI ATTIVITA’
ATTIVITÀ 3
ATTIVITÀ 5
ATTIVITÀ
ATTIVITÀ 4
? SINO
PERCORSICONCORRENTI
PERCORSODECISIONALE
BARRA DI SINCRONIZZAZIONE
TRANSIZIONE
• STRUTTURA
ATTIVITÀ 2
39
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DEI COMPONENTI
DIAGRAMMA DEI COMPONENTI• COSA RAPPRESENTA
• UTILIZZAZIONE
IL DIAGRAMMA DEI COMPONENTI EVIDENZIA L’ORGANIZZAZIONE E LA DIPENDENZA ESISTENTE TRA I VARI COMPONENTI
I COMPONENTI SONO MODULI DOTATI DI IDENTITÀ E CON INTER-FACCIA BEN SPECIFICATA
VARI COMPONENTI (COME A LIVELLO LOGICO I CASI D’USO O LE CLASSI) POSSONO ESSERE RAGGRUPPATI PER FORMARE UN INSIEME
PERMETTONO DI ILLUSTRARE LA VISIONE STATICA DELLA REA-LIZZAZIONE DEL SISTEMA E PERTANTO SONO STRETTAMENTE CONNESSI AI DIAGRAMMI DELLE CLASSI
CIASCUN COMPONENTE È UN CONTENITORE DI CLASSI E INTERFACCE
40
IL LINGUAGGIO UML
• STRUTTURA
DIAGRAMMA DEI COMPONENTI
[NOME SOTTOSISTEMA]
NOMECOMPONENTE 1
COMPONENTE
RELAZIONE DI DIPENDENZA
41
[NOME PACKAGE]
NOME COMPONENTE 1
[NOME PACKAGE]
NOME COMPONENTE 2
IL LINGUAGGIO UML
DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE
DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE
• COSA RAPPRESENTA
• UTILIZZAZIONE
IL DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE MODELLA LA STRUTTURA HARDWARE DI UN SISTEMA EVIDENZIANDO LA CONFIGURAZIONE DEI NODI DI ELABORAZIONE IN AMBIENTE DI ESECUZIONE E GLI OGGETTI UBICATI IN QUESTI NODI
PERMETTONO DI RAPPRESENTARE A DIVERSI LIVELLI DI DETTAGLIO L’ARCHITETTURA FISICA DEL SISTEMA, MOSTRANDO COME SONO CONFIGURATE E ALLOCATE LE UNITÀ HARDWARE E SOFTWARE PER UNA APPLICAZIONE
42
IL LINGUAGGIO UML
• STRUTTURA
DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE
CLIENT
APPLICATION SERVER
DATA SERVER
TCP/IP TCP/IP
NODO
CONNESSIONE TRA NODI
43
IL LINGUAGGIO UML
PACKAGE
SOTTOSISTEMACONSENTE DI SUDDIVIDERE UN SISTEMA IN SOTTOSISTEMI COSTITUITI DA ELEMENTI OMOGENEI, CHE POSSONO ESSERE DI:
• NATURA LOGICA (CLASSI, CASI D’ USO, ….)• NATURA FISICA (MODULI, TABELLE, ….)• ALTRA NATURA (PROCESSORI, RISORSE DI RETE, ….)
OGNI ELEMENTO APPARTIENE AD UN SOLO SOTTOSISTEMA
UN SOTTOSISTEMA PUÒ FARE RIFERIMENTO AD ELEMENTI APPARTENENTI AD ALTRI SOTTOSISTEMI
NOME SOTTOSISTEMA
44
USO DEI DIAGRAMMI 45
IL LINGUAGGIO UML
USO DEI DIAGRAMMI UML1 DEFINIZIONE DELLE ATTIVITÀ: ATTRAVERSO COLLOQUI CON
L’UTILIZZATORE VENGONO ANALIZZATE IN MODO DETTAGLIATO LE ATTIVITÀ FONDAMENTALI DEL SISTEMA, DEFINENDO UN DIAGRAMMA DELLE ATTIVITÀ
5 COMPRENSIONE DELL’UTILIZZO DEL SISTEMA: ATTRAVERSO COLLOQUI CON I POTENZIALI UTENTI VENGONO DEFINITI GLI ATTORI E I RELATIVI CASI D’ USO, PER REALIZZARE UN DIAGRAMMA DEI CASI D’USO
4 PRESENTAZIONE DEI RISULTATI: TERMINATA LA RACCOLTA DELLE INFORMAZIONI VENGONO PRESENTATI I RISULTATI DELLE ANALISI ALL’UTILIZZATORE
3 CORRELAZIONE TRA I SISTEMI: VENGONO IDENTIFICATE LE RELAZIONI DI DIPENDENZA TRA I VARI SISTEMI ATTRAVERSO LA REALIZZAZIONE DI UN DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE
2 ANALISI DEL SISTEMA: VENGONO DEFINITI GLI ATTRIBUTI E LE OPERAZIONI DELLE VARIE CLASSI CHE COMPONGONO IL SISTEMA, PER REALIZZARE UN DIAGRAMMA DELLE CLASSI
USO DEI DIAGRAMMI 46
IL LINGUAGGIO UML
6 ANALISI DELLE TRANSIZIONI DI STATO: DURANTE LA CREAZIONE DEI MODELLI VENGONO ANALIZZATE LE EVENTUALI TRANSIZIONI DI STATO DI OGNI OGGETTO, REALIZZANDO UN DIAGRAMMA DI STATO
10 DEFINIZIONE DEI COMPONENTI: VENGONO VISUALIZZATI I COMPONENTI DEL SISTEMA E LE LORO DIPENDENZE, REALIZZANDO UN DIAGRAMMA DEI COMPONENTI
9 DEFINIZIONE DEGLI OGGETTI: DALL’ANALISI DEL DIAGRAMMA DELLE CLASSI VIENE GENERATO IL DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI
8 ANALISI DELL’INTEGRAZIONE DEL SISTEMA CON SISTEMI PREESISTENTI: SI SVILUPPA UN DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE PER DEFINIRE L’ INTEGRAZIONE CON I SISTEMI PREESISTENTI O CON ALTRI SISTEMI CON I QUALI È NECESSARIO COOPERARE
7 INTERAZIONE TRA GLI OGGETTI: PER METTERE IN RELAZIONE GLI OGGETTI, DEFINITI NEI PRECEDENTI DIAGRAMMI, CON LE TRANSIZIONI DI STATO, SI REALIZZANO IL DIAGRAMMA DI SEQUENZA ED IL DIAGRAMMA DI COLLABORAZIONE
USO DEI DIAGRAMMI 47
IL LINGUAGGIO UML
11 REALIZZAZIONE DEL CODICE: CON IL DIAGRAMMA DELLE CLASSI, IL DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI, IL DIAGRAMMA DELLE ATTIVITÀ ED IL DIAGRAMMA DEI COMPONENTI A DISPOSIZIONE, VIENE REALIZZATO DAI PROGRAMMATORI IL CODICE PER IL SISTEMA
15 PROVE SUL SISTEMA INSTALLATO
14 INSTALLAZIONE DEL SISTEMA COMPLETO SULL’ HARDWARE APPROPRIATO
13 COSTRUZIONE DELL’ INTERFACCIA UTENTE E COLLEGAMENTO AL CODICE: UNA VOLTA CHE È A DISPOSIZIONE IL SISTEMA FUNZIONANTE E COMPLETO CON L’ INTERFACCIA UTENTE
12 PROVE DEL CODICE
IL LINGUAGGIO XML
ASPETTI GENERALI
LINGUAGGIO XML
48
• XML È L’ ACRONIMO DI EXTENSIBLE MARKUP LANGUAGE
• XML È STATO ORGANIZZATO PER EFFETTUARE LO SCAMBIO E LA INTERUSABILITÀ DI DOCUMENTI SU INTERNET
• XML È STATO ORGANIZZATO IN MODO DA FORNIRE UNA STRUTTURA AI DATI PER LA DESCRIZIONE E CONDIVISIONE DELLE INFORMAZIONI
• XML È FLESSIBILE, NON CI SONO TEICHETTE PREDEFINITE
• XML È UN LINGUAGGIO DI MARKUP SIMILE AD HTML PENSATO PER DESCRIVERE DATI ED INFORMAZIONI
IL LINGUAGGIO XML
ASPETTI GENERALI
VANTAGGI
APPLICAZIONI PERMETTE LO SCAMBIO DI DATI TRA APPLICAZIONI DIVERSE
SUPERANDO I PROBLEMI DI COMPATIBILITÀ (INTEROPERABILITÀ)
CONSENTE L’ACCESSO A DATABASE ETEROGENEI SUPERANDO I PROBLEMI LEGATI ALLA STRUTTURA E ALLA SINTASSI DEI DATI
DOCUMENTI AUTODESCRITTIVI
STRUTTURA NAVIGABILE DEI DOCUMENTI
INDIPENDENTE DALLA PIATTAFORMA (STANDARD APERTO)
STRUTTURAZIONE GERARCHICA DEI DOCUMENTI
SINTASSI UNIVERSALE, MINIMALE E RIGOROSA
FACILE CONVERTIBILITÀ AI FORMATI WEB
49
CONTENUTOCONTENUTO
IL LINGUAGGIO XML
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO XML
STRUTTURASTRUTTURA
RAPPRESENTAZIONERAPPRESENTAZIONE
CONTENUTO
INIZIO DELLA ETICHETTA
FINE DELLA ETICHETTA
COMPONENTI DI UN DOCUMENTO ELEMENTO XML
BLOCCO ELEMENTARE
50
STANDARD ISA
RUOLO STANDARD ISA
STANDARD ISA SP95 PARTE3
STANDARD ISA SP95
PARTE 1 & 2STANDARD
ISA SP88
SISTEMA DI PRODUZIONE
IMPIANTO DI PRODUZIONE
CONTINUA
IMPIANTO DI PRODUZIONE
CONTINUA
IMPIANTO BATCH
IMPIANTO BATCH
IMPIANTO DI PRODUZIONE
DISCRETA
IMPIANTO DI PRODUZIONE
DISCRETA
AREA PRODUTTIVA
AREA PRODUTTIVA
AREA PRODUTTIVA
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IMPRESAIMPRESA
STANDARD ISA
ISA SP95 (ENTERPRISE CONTROL SYSTEM INTEGRATION)
LO STANDARD SP95 È UN INSIEME DI DOCUMENTI ELABORATI DAL COMITATO ISA SP95 PER SPECIFICARE IL MODELLO DI DATI E LE PRATICHE MIGLIORI PER LO SCAMBIO DI INFORMAZIONI FRA IL LIVELLO DI IMPRESA ED IL LIVELLO DI IMPIANTO
FORNISCE MODELLI STANDARD E LA TERMINOLOGIA PER LA DEFINIZIONE DELLE INTERFACCE E DELLE INTERAZIONI
OGNI INDUSTRIA È ORGANIZZATA DIFFERENTEMENTE DA UNA ALTRA E UTILIZZA DIFFERENTI SISTEMI DI AUTOMAZIONE E LE INFORMAZIONI SCAMBIATE SONO CODIFICATE IN MODO DIFFERENTE
UN’ INTERFACCIA AUTOMATIZZATA FRA IMPRESA ED I SISTEMI DI CONTROLLO RENDE LE INFORMAZIONI ACCESSIBILI AL MOMENTO GIUSTO PERMETTENDO UN’OTTIMIZZAZIONE NOTEVOLE DELLA PRODUZIONE E DELLA UTILIZZAZIONE DELLE RISORSE
STANDARD ISA SP95
STANDARD ISA
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STANDARD ISA
STRUTTURA DELLO STANDARD ISA SP95
CARATTERISTICHE DELLO STANDARD SP95
• PARTE 1
LA PARTE 1 DELLO STANDARD SP95 FORNISCE I MODELLI CON TERMINOLOGIA STANDARD CHE POSSONO ESSERE USATI PER DEFINIRE I SISTEMI DI IMPRESA ED I SISTEMI DI CONTROLLO
È UN METODO ECCELLENTE PER DETERMINARE QUALI INFORMAZIONI DEDDANO ESSERE SCAMBIATE FRA I SISTEMI DI IMPRESA ED I SISTEMI DI CONTROLLO DI PRODUZIONE
• PARTE 2
DEFINISCE UNA METODOLOGIA PER SVILUPPARE L’INTERFACCIA FRA I SISTEMI DETERMINANDO GLI ATTRIBUTI DI TUTTI GLI OGGETTI DEFINITI NELLA PARTE 1
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I MODELLI DELLA PARTE 1 SONO LA BASE PER LA PARTE 2
STANDARD ISA
STRUTTURA DELLO STANDARD ISA SP95
• PARTE 3
QUESTA PARTE DELLO STANDARD DETERMINA LE ATTIVITÀ ED I FLUSSI DELLE INFORMAZIONI PIÙ IMPORTANTI DEL MES (MANUFACTORING EXECUTION SYSTEM)
VANTAGGI
RIDUZIONE DEI COSTI
RIDUZIONE DEI RISCHI E DEI POSSIBILI ERRORI NEI PROGETTI D’ INTEGRAZIONE
MIGLIORAMENTO DELLA COMUNICAZIONE ATTRAVERSO L’INTRODUZIONE DI UNA TERMINOLOGIA STANDARD
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LO STANDARD SP95 È STATO SVILUPPATO CON I SEGUENTI OBIETTIVI:
STANDARD ISA
STRUTTURA DELLO STANDARD ISA SP88
ISA SP88 (SEQUENZE BATCH)LA NORMATIVA ISA SP88 COSTITUISCE UN MODELLO DI RIFERIMENTO PER LO SVILUPPO DELLE SEQUENZE BATCH
MODELLO FISICO
IL PRIMO PASSO DELLA METODOLOGIA PROPOSTA DALLO STANDARD ISA SP88 È LA COSTRUZIONE DEL MODELLO FISICO DELL’IMPIANTO CHE È GERARCHICAMENTE SUDDIVISO IN QUATTRO LIVELLI:
CONTROL MODULE
EQUIPEMENT MODULE
UNIT
PROCESS CELL
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STANDARD ISA
MODELLO FISICO
PROCESS CELL
UNIT
EQUIPMENT MODULE
CONTROL MODULE
PROCESS CELL: UN INSIEME DI APPARECCHIATURE INCLUSIVE DELLE UNITÀ DI PRODUZIONE DEL BATCH
UNIT: È UN INSIEME DI CONTROL MODULE O DI EQUIPMENT MODULE IN CUI POSSONO ESSERE EFFETTUATE UNA O PIÙ ATTIVITÀ SIGNIFICATIVE DAL PUNTO DI VISTA DELLA PRODUZIONE
EQUIPMENT MODULE : UN GRUPPO FUNZIONALE DI APPARECCHIATURE CHE PUÒ SVOLGERE UN NUMERO FINITO DI SEMPLICI ATTIVITÀ
CONTROL MODULE : UN INSIEME DI DISPOSITIVI DI REGOLAZIONE O CON UN NUMERO FINITO DI STATI POSSIBILI, O ANCORA UN INSIEME DI QUESTI DISPOSITIVI CHE PUÒ ESSERE UTILIZZATO SOLO COME UN TUTTO UNO
MODELLO FISICO
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STANDARD ISA
STRUTTURA DELLO STANDARD ISA SP88
ISA SP88 (SEQUENZE BATCH)
LA NORMATIVA ISA SP88 COSTITUISCE UN MODELLO DI RIFERIMENTO PER LO SVILUPPO DELLE SEQUENZE BATCH
MODELLO PROCEDURALE
IL SECONDO PASSO DELLA METODOLOGIA PROPOSTA DALLO STANDARD ISA SP88 È QUELLO DI DEFINIRE GLI ELEMENTI PROCEDURALI CORRISPONDENTI AI VARI LIVELLI DELLE APPARECCHIATURE CHE COSTITUISCONO UN IMPIANTO, COSTRUENDO QUELLO CHE VIENE DEFINITO IL MODELLO PROCEDURALE, CHE RISULTA COSI SUDDIVISO:
PHASE
OPERATION
UNIT PROCEDURE
PROCEDURE
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STANDARD ISA
MODELLO PROCEDURALE
PROCEDUREPROCEDURE
UNIT UNIT PROCEDUREPROCEDURE
OPERATIONOPERATION
PHASEPHASE
PROCEDURE: LA PROCEDURA PER IL COMPLETAMENTO DI UN CERTO PROCESSO. CONSISTE DI UNA SEQUENZA DI UNIT PROCEDURE NECESSARIE PER PRODURRE UN BATCH IN UNA CERTA PROCESS CELL
UNIT PROCEDURE: UNA SEQUENZA DI PRODUZIONE COSTITUITA DA OPERATION SUCCESSIVE E DALLE ATTIVITÀ ACCESSORIE PER L’INIZIALIAZZAZIONE, ORGANIZZAZIONE E CONTROLLO DI QUESTE OPERAZIONI
OPERATION : È UN ELEMENTO PROCEDURALE CHE DEFINISCE UN’ ATTIVITÀ DI PROCESSO INDIPENDENTE
PHASE : IL PIÙ PICCOLO ELEMENTO PROCEDURALE CHE DEFINISCE UNA AZIONE SIGNIFICATIVA DAL PUNTO DI VISTA DEL PROCESSO
MODELLO PROCEDURALE
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STANDARD ISA
CORRISPONDENZA TRA MODELLI
CORRISPONDENZA TRA MODELLO FISICO E MODELLO PROCEDURALE
PROCESS CELL
UNIT
EQUIPMENT MODULE
CONTROL MODULE
PROCEDURE
UNIT PROCEDURE
UNIT OPERATION
PHASE
MODELLO FISICO MODELLO PROCEDURALE
STRUMENTAZIONE DI PROCESSO
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STANDARD ISA SP88
ESEMPIO IMPIANTO BATCH 60
EQUIPMENT MODULE
EQUIPMENT MODULE
CONTROL MODULE
CONTROL MODULE
EQUIPMENT MODULE
EQUIPMENT MODULE
NORME IEC
STANDARD IEC
STANDARD IEC
PER AFFRONTARE IL PROGETTO DI MODERNI SISTEMI DI AUTOMAZIONE È NECESSARIO DEFINIRE METODI E STRUMENTI CHE PERMETTANO DI RAPPRESENTARE SISTEMI DI AUTOMAZIONE COMPLESSI IN MANIERA SEMPLICE E SICURA
SIA IN FASE DI PROGETTO SIA IN FASE DI VERIFICA LA MODULARITÀ È UN ELEMENTO CRUCIALE PER AFFRONTARE LA COMPLESSITÀ DEI SISTEMI DI CONTROLLO INDUSTRIALE
LA POSSIBILITÀ DI RIUTILIZZARE SOLUZIONI DI AUTOMAZIONE GIÀ SVILUPPATE RISULTA ACCRESCIUTA ATTRAVERSO L’ADOZIONE DI MODELLI FORMALI MODULARI, RIDUCENDO COSÌ I COSTI E I TEMPI RICHIESTI PER IL PROGETTO E LA REALIZZAZIONE DI NUOVI SISTEMI
L’USO DI STANDARD INTERNAZIONALI GARANTISCE LA INTEROPERABILITÀ E L’INTERSCAMBIABILITÀ DELLE SOLUZIONI DI CONTROLLO DEFINITE IN PROGETTI DIVERSI.
61
NORME IEC
NORMA IEC 61131
NORMA IEC 61131
NORMA IEC 61131: DEFINISCE I LINGUAGGI STANDARD NON PROPRIETARI PER LA PROGRAMMAZIONE DEI PLC
È SUDDIVISA NELLE SEGUENTI PARTI:
DEFINIZIONI GENERALI HARDWARE LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE LINEE GUIDA PER L’UTENTE MESSAGGI DI COMUNICAZIONE COMMUNICAZIONE VIA FIELDBUS PROGRAMMAZIONE DEI CONTROLLORI FUZZY LINEE GUIDA PER L’UTILIZZAZIONE DEI LINGUAGGI
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NORME IEC 61131
LINGUAGGI
LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (PARTE 3)UN LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE RAPPRESENTA LA INTERFACCIA TRA IL PROGRAMMATORE ED IL SISTEMA DI CONTROLLO
LA NORMA IEC 61131-3 FORNISCE IL SUPPPORTO ADEGUATO PER GRUPPI DI LAVORO CON PERSONE DI DIFFERENTI LIVELLI O BACKGROUND CHE UTILIZZANO APPROCCI DIVERSI AL CONTROLLO
SONO DEFINITI QUATTRO TIPI DI LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE: DUE DI TIPO GRAFICO E DUE DI TIPO TESTUALE
SINTASSI GRAFICA SINTASSI TESTUALE
STRUCTURED TEXT (ST)
FUNCTION BLOCK DIAGRAM (FBD)
LADDER DIAGRAM (LD)
ISTRUCTION LIST (IL)
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LINGUAGGI
NORME IEC 61131
LADDER DIAGRAM (LD): LINGUAGGIO A CONTATTI
• UTILIZZA SIMBOLI ELETTRICI STANDARD
• IDEALE PER LE APPLICAZIONI DI CONTROLLO DISCRETO E LOGICA DI ASSERVIMENTO
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO
A1 B1
C1
PUMP
FLUSSO DI POTENZA
LINEA DI POTENZA SINISTRA
COMANDO ATTUATORE
LINEA DI POTENZA DESTRACONTATTO
PUMP := (A1 AND B1) OR C1
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NORME IEC 61131
LINGUAGGI
INSTRUCTION LIST (IL)
• LINGUAGGIO A BASSO LIVELLO PER L’OTTIMIZZAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI CODIFICA
• BASATO SU UNICO REGISTRO ACCCUMULATORE
• È CONSENTITA UNA SOLA OPERAZIONE PER LINEA
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO
LD AAND N BST C
OPERATORE
OPERANDO
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NORME IEC 61131
LINGUAGGI
STRUCTURED TEXT (ST)
LINGUAGGIO STRUTTURATO DI ALTO LIVELLO OTTIMALE PER LA ELABORAZIONE DI ALGORITMI COMPLESSI
SONO POSSIBILI STRUTTURE COMPLESSE ED ANNIDATE
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO
FORNISCE SUPPORTO PER: CICLI ITERATIVI (REPEAT – UNTIL; WHILE – DO) ESECUZIONI CONDIZIONATE (IF – THEN – ELSE; CASE) FUNCTIONS (SQRT( ); SIN( ) )
C := (A AND NOT B)
66
NORME IEC 61131
LINGUAGGI
FUNCTION BLOCK DIAGRAM (FBD)
• LINGUAGGIO GRAFICO PARTICOLARMENTE ADATTO ALLE APPLICAZIONI DI CONTROLLO INDUSTRIALE
• PERMETTE DI PROGRAMMARE CON ELEMENTI CHE APPAIONO COME BLOCCHI, CHE POSSONO ESSERE CONNESSI CON LA STESSA MODALITÀ USATA NEI DIAGRAMMI CIRCUITALI
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CONFIGURAZIONE
RISORSARISORSA
MODELLO SOFTWARE
FUNCTION BLOCK
FB FBPROGRAMMAPROGRAMMA
FB FBPROGRAMMA
COMPITO
VARIABILI GLOBALI
PERCORSO DI ACCESSO
PROGRAMMA
COMPITO COMPITO COMPITO
FUNZIONE DI COMUNICAZIONE
FB FBFB FB
PERCORSO VARIABILI
FB
FUNCTION BLOCK
VARIABILE
ESECUZIONE COMPITI
NORME IEC 61131
68
NORME IEC 61131
LINGUAGGI
FUNCTION BLOCK
È DEFINITO COME UNA SEQUENZA DI BLOCCHI FUNZIONALI
CHE DOPO L’ESECUZIONE FORNISCONO UNO O PIÙ
ELEMENTI IN USCITA
HA UNA STRUTTURA DATI INTERNA PERMANENTE, INVISIBILE
DALL’ESTERNO CHE NASCONDE L’ IMPLEMENTAZIONE
AD OGNI SUA ISTANZA VIENE RISERVATA UN’ AREA DATI
SPECIFICA
È DEFINITO DA UNA RAPPRESENTAZIONE GRAFICA IN CUI
SONO EVIDENZIATE LE INTERFACCE DI INGRESSO E DI
USCITA
PUÒ ESSERE PROGRAMMATO UTILIZZANDO UN QUALUNQUE
LINGUAGGIO DEFINITO DALLA NORMA
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SCHEDULING
MODELLO SOFTWARE SCHEDULING
SEQUENZIALIZZAZIONE SENZA PRECEDENZA
NON CONSENTE L’INTERRUZIONE DI UN COMPITO DA PARTE DI ALTRI CON PRIORITÀ PIÙ ALTA
È SEMPLICE DA RENDERE OPERATIVO MA NON CONSENTE UNA ESECUZIONE IN TEMPO REALE
SEQUENZIALIZZAZIONE CON PRECEDENZA
CONSENTE L’INTERRUZIONE DI UN COMPITO DA PARTE DI ALTRI CON PRIORITÀ PIÙ ALTA
CONSENTE DI ESEGUIRE IL CONTROLLO EFFETTIVAMENTE IN TEMPO REALE
NORME IEC 61131
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SCHEDULING
MODELLO SOFTWARE SCHEDULING
100 200 500400 600300
100 200 500400 600300
COMPITO A, PRIORITA’ 0, INTERVALLO 100mS
COMPITO B, PRIORITA’ 1, INTERVALLO 200mS
COMPITO C, PRIORITA’ 2, INTERVALLO 300mS
SEQUENZIALIZZAZIONE SENZA PRECEDENZA
SEQUENZIALIZZAZIONE CON PRECEDENZA COMPITO C INTERROTTO
NORME IEC 61131
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LIVELLI DI PORTABILITA’
PORTABILITA’
PROGRAMMAAPPLICAZIONE
FB
VARIABILI
BLOCCODI
CODICE
FB
VARIABILI
BLOCCODI
CODICE
FB
VARIABILI
BLOCCODI
CODICE
PROGRAMMAAPPLICAZIONE
FB
VARIABILI
BLOCCODI
CODICE
FB
VARIABILI
BLOCCODI
CODICE
FB
VARIABILI
BLOCCODI
CODICE PORTABILITA’ DEI SISTEMI DI BASE
PORTABILITA’ DELLE LIBRERIE DEI BLOCCHI
FUNZIONALI
PORTABILITA’ DELLE APPLICAZIONI
NORME IEC 61131
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MODELLO POU
IL MODELLO SOFTWARE POU
LO STANDARD IEC 61131 DEFINISCE PROGRAMMI, BLOCCHI FUNZIONALI E FUNZIONI DI PROGRAMMAZIONE COME PROGRAM ORGANITATION UNITS (POU)
• LE POU SONO COMPONENTI DAL COMPORTAMENTO RIPETITIVO CHE POSSONO ESSERE USATE IN DIFFERENTI PARTI DI UNA APPLICAZIONE
• LE POU PERMETTONO LA RIUTILIZZABILITÀ DEL CODICE DAL MACRO LIVELLO AL MICRO LIVELLO CON LE FUNZIONI DI PROGRAMMA
LA IEC 61131 NON CONSENTE L’UTILIZZO DI POU RICORSIVE, PERCHÈ È DIFFICILE TESTARE SOFTWARE RICORSIVO NON ESSENDO PREDICIBILE IL SUO COMPORTAMENTO REAL - TIME
NORME IEC 61131
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NORME IEC 61131
DIFFERENZE
IL MODELLO SOFTWARE - DIFFERENZE
LA STRUTTURA TRADIZIONALE DI UN PLC ERA COMPOSTA DA UN’ UNICA RISORSA, UN UNICO TASK, UN UNICO PROGRAMMA
LA NORMA IEC 61131 PROPONE UNA STRUTTURA PIÙ GENERALE APPLICABILE A SISTEMI MOLTO EVOLUTI
PLC SINGOLO (CON UNA SOLA CPU)
CONFIGURAZIONE
RISORSA
PROGRAMMA
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IL MODELLO SOFTWARE - MAPPING
NORME IEC 61131
MAPPING
CONFIGURAZIONE RISORSA PROGRAMMA
PLC MULTIPROCESSORE: CPU INDIPENDENTI INSTALLATE
IN UN UNICO RACK
SISTEMA DI CONTROLLO DISTRIBUITO: PLC COLLEGATI MEDIANTE RETE DI
CONTROLLO
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NORME IEC 61131
APPLICAZIONE
CONCETTO DI APPLICAZIONE E’ DEFINITO NELLA NORMA IEC 61499
E’ UN IMPORTANTE ASPETTO DEL MODELLO SOFTWARE PER I PLC CHE SONO IN GRADO DI CONTROLLARE DIVERSE PARTI DEL SISTEMA:
LE APPLICAZIONI POSSONO ESSERE ESEGUITE INDIPENDENTEMENTE SOLO SE CARICATE SU DIFFERENTI RISORSE
CONFIGURAZIONE
RISORSA
PROGRAMMA
RISORSA
PROGRAMMA
RISORSA
PROGRAMMA
RISORSA
PROGRAMMAPROGRAMMA
APPLICAZIONE AAPPLICAZIONE A APPLICAZIONE BAPPLICAZIONE B APPLICAZIONE CAPPLICAZIONE C
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STEP 3
N FILL
S EMPTY
TRANSITION 1TRANSITION 1
TRANSITION 2TRANSITION 2
STEP 1
STEP 2
SFC
NORME IEC 61131
SEQUENTIAL FUNCTION CHARTSTATI LOGICI DI
FUNZIONAMENTO AZIONE
VARIABILE INDICATORE
ACTION BLOCK
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SFC
NORME IEC 61131
SEQUENTIAL FUNCTION CHART
FORNISCE UNA POTENTE TECNICA GRAFICA PER DESCRIVERE IL COMPORTAMENTO SEQUENZIALE DI UN PROGRAMMA DI CONTROLLO
UTILE PER SUDDIVIDERE IL PROBLEMA DEL CONTROLLO
EVIDENZIA IL COMPORTAMENTO SEQUENZIALE DI UNA MACCHINA E DEI SUOI COMPONENTI
MOSTRA UNA VISIONE DI INSIEME PER UNA RAPIDA DIAGNOSTICA
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NORME IEC 61804
NORME IEC
IEC 61804
L’ESISTENZA DI DIVERSE TECONOLOGIE E DIVERSI DISPOSITIVI PER I BUS DI CAMPO DETERMINA L’ ESIGENZA DI REALIZZARE UN’ INTERFACCIA COMUNE NEI SISTEMI DI CONTROLLO
DEFINISCE LA STRUTTURA DI UN SISTEMA DI CONTROLLO NECESSARIA PER AVERE UNA COMPLETA INTEGRAZIONE TRA LE DIVERSE TECNOLOGIE DI COMUNICAZIONE E REALIZZAZZIONE DEI DISPOSITIVI DI CAMPO
DEFINISCE L’ ARCHITETTURA, IL MODELLO E IL CICLO DI VITA DI UN SISTEMA
DEFINISCE I BLOCCHI FUNZIONALI PER REALIZZARE IL CONTROLLO COME APPLICAZIONI SOFTWARE CHE INTERAGISCONO CON GLI ATTUATORI E I DISPOSITIVI DI MISURA.
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NORME IEC 61804
NORME IEC
STRUTTURA IEC 61804
PARTE 1:
DESCRIVE I REQUISITI E LA STRUTTURA PER L’USO DEI
BLOCCHI FUNZIONALI NEL CONTROLLO DI PROCESSO
PARTE 2:
DEFINISCE LE TIPOLOGIE DI BLOCCHI FUNZIONALI
SEZIONE 1: FUNZIONI COMUNEMENTE UTILIZZATE NEL
CONTROLLO DI PROCESSO (AD ESEMPIO: PID)
SEZIONE 2 : FUNZIONI PARTICOLARI (AD ESEMPIO:
FUNZIONI BOOLEANE)
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TT
2-1 TT
2-2
TC
2-2
TC
2-1
REATTORE
PRODOTTOPRODOTTO
RITORNO DEL CIRCUITO DI
RAFFREDDAMENTO
RITORNO DEL CIRCUITO DI
RAFFREDDAMENTO
VALVOVA CIRCUITO DI
RAFFREDDAMENTO
VALVOVA CIRCUITO DI
RAFFREDDAMENTO
NORME IEC 61804
FUNCTION BLOCK
ESEMPIO DI APPLICAZIONE: PROCESSO CONTROLLATO
OUTPUT FUNCTION
BLOCK
INPUT FUNCTION
BLOCK
TT 2-2
INPUT FUNCTION
BLOCK
TT 2-1
PID FUNCTION
BLOCKTC 2-2
PID FUNCTION
BLOCKTC 2-1
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DISPOSITIVO
NORME IEC 61804
FUNCTION BLOCK
DEFINIZIONE DEI FUNCTION BLOCK
DEVICE BLOCK
SYSTEM MANAGEMENT
IDENTIFICAZIONE DISPOSITIVI
HARDWARE E SISTEMA
OPERATIVO
APPLICAZIONI DI SINCRONIZZAZIONE
INTERFACCIA DI COMUNICAZIONE
SENSORE -ATTUATORE
RISORSE DI UN DIPOSITIVO
FUNZIONALITÀ CARATTERISTICHE DEL DISPOSITIVO
FUNZIONALITÀ PRESENTI SOLO IN ALCUNI DIPOSITIVI
TECNOLOGY BLOCKS
DIPOSITIVI DI
MISURA E ATTUATORI
APPLICATIONFUNCTIONBLOCKS
SIGNAL PROCESSING
82
NORME IEC 61804
FUNCTION BLOCK
DIAGRAMMA A BLOCCHINOME TIPO
ALGORITMI
ALGORITMI
PARAMETRO 1 DESCRIZIONE PARAMETRO 1
PARAMETRO 2 DESCRIZIONE PARAMETRO 2……. ………..
ELABORAZIONE DEI SEGNALI
GESTIONE SEGNALI E
PARAMETRI
INPUT OUTPUT
PARAMETRI
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FLUSSO DEI SEGNALI DI PROCESSO 84
NORMA IEC 61804
FUNCTIONBLOCK
DI CALCOLO
SENSORE
ATTUATORE
SETPOINT
FLUSSO DEI SEGNALI NELLE APPLICAZIONI DI PROCESSO
TECNOLOGYBLOCK
DISPOSITIVIDI
MISURA
FUNCTIONBLOCK
DISPOSITIVI DI
MISURA
FUNCTIONBLOCK
DI CONTROLLO
FUNCTIONBLOCK
ATTUATORI
SENSORE
TECNOLOGY BLOCK
ATTUATORI
BLOCCHI RELATIVI ALLE
APPLICAZIONI DI PROCESSO
BLOCCHI RELATIVI AI DISPOSITI DI MISURA
BLOCCHI RELATIVI
AGLI ATTUATORI
NORMA IEC 61804
DEVICE DESCRIPTIVE LANGUAGE 85
DEVICE DESCRIPTIVE LANGUAGE (DDL) IL RAPIDO SVILUPPO DELL’AUTOMAZIONE DI PROCESSO
RENDE INEVITABILE L’USO DI SOFTWARE E STRUMENTI DI SVILUPPO PER LA GESTIONE DELLE APPLICAZIONI DEI DCS (DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)
I BUS DI CAMPO REALIZZANO LA CONNESSIONE TRA DISPOSITIVI ETEROGENEI, PERMETTENDO LO SCAMBIO DI DATI TRA CONTROLLORI, SENSORI E ATTUATORI
DIVENTA FONDAMENTALE LA PRESENZA DI POSTAZIONI DI LAVORO COMPUTERIZZATE SULLE QUALI SONO INSTALLATI GLI STRUMENTI CHE PERMETTONO LA VISUALIZZAZIONE DELLA CONFIGURAZIONE E DELLE CARATTERISTICHE DEI DISPOSITI DI CAMPO (PRODUTTORE, VERSIONE DEL FIRMWARE, TIPO DI DATI, …..).
LO STANDARD IEC 61804 DEFINISCE LA TECNOLOGIA DDL CHE CONSENTE LA CONFIGURAZIONE OFF-LINE DEL SISTEMA DI CONTROLLO PER TUTTO IL SUO CICLO DI VITA E L’INTEGRAZIONE DI NUOVI DISPOSITIVI.
PROFILO BASATO SULLA NORMA IEC 61804 86
NORMA IEC 61804
FLUSSO DEI SEGNALINELLE APPLICAZIONI DI PROCESSO
PRODOTTI
FIELDBUS FONDATION
IEC 61804SPECIFICHE
EDD
SPECIFICHE FUNCTION BLOCKIEC 61804
PROFIBUSRETE DI
CONTROLLO
MODELLI ASTRATTI
SPECIFICHE PER I BLOCCHI
FUNZIONALI
PROFILO TECNOLOGICO
REALIZZAZIONE
IEC 61499 ISO 15745
NORMA IEC 61804
ESEMPIO DI APPLICAZIONE 87
ESEMPIO DI APPLICAZIONE
• I BLOCCHI FUNZIONALI CHE PRENDONO ORIGINE DALLA PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO DI UN PROCESSO COSTITUISCONO UNA MODELLAZIONE ASTRATTA DEL SISTEMA E POSSONO ESSERE REALIZZATI IN MODI DIVERSI E CON DIFFERENTI DISPOSITIVI
• I BLOCCHI FUNZIONALI SONO REALIZZATI DAI DISPOSITIVI DI CAMPO, DAI PLC E DALLE POSTAZIONI DI VISUALIZZAZZIONE
• ANCHE I SISTEMI DI SUPERVISIONE E DI SVILUPPO POSSONO INTERAGIRE CON I BLOCCHI FUNZIONALI PER LA LORO GESTIONE
PROGETTAZIONE
NORMA IEC 61804
ESEMPIO DI APPLICAZIONE
IEC 61804FB
SISTEMA DI VISUALIZZAZIONE
PA device
DD 1
FD 1 FD 3FF device
DD 3
FD 2
DD 2
FD n
DD n
DD - Device DescriptionFD - Field DevicePLC - Programable Logic Controller
REALIZZZIONE
SISTEMA DI SVILUPPO
TOOL COMMISSIONATI
DD 1
DD 3DD 2
DD n
DD 1
DD 3DD 2
DD n
1804 EDDFBFunction Block AI_FBMember{ Variable_1; ...}
PLCLIBRERIE
IEC 61131-3 FB
SISTEMA DI SUPERVISIONE
88
NORME IEC
NORME IEC 61499
IEC 61499 DEFINISCE I BLOCCHI FUNZIONALI PER SISTEMI DI
CONTROLLO E SUPERVISIONE DI IMPIANTI INDUSTRIALI
COSTITUISCE LO STRUMENTO DI SUPPORTO PER IL PROGETTISTA NELLO SVILUPPO DI MODELLI DETTAGLIATI DEL SOFTWARE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE NONCHÉ NELLA DISTRIBUZIONE DELLE FUNZIONI DI CONTROLLO E SUPERVISIONE SUI DISPOSITIVI
È BASATO SU UN MODULO FONDAMENTALE (BLOCCO FUNZIONALE) CHE RAPPRESENTA UNA UNITÀ FUNZIONALE SOFTWARE ASSOCIATA AD UNA RISORSA HARDWARE DEL SISTEMA DI CONTROLLO
DEFINISCE MODELLI RIUTILIZZABILI ATTRAVERSO I PRINCIPI DI MODULARITÀ INCAPSULAMENTO E STANDARDIZZAZIONE DELLE INTERFACCE
89
NORME IEC 61499
MODELLO DEL SISTEMA CONTROLLATO 90
SISTEMA COMPLESSIVOSISTEMA COMPLESSIVO
APPLICAZIONI APPLICAZIONI
FUNCTION BLOCK
SISTEMA OPERATIVO
RISORSE
DISPOSITIVI HARDWARE
LA NORMATIVA IEC 61499 DEFINISCE I MODELLI DI CINQUE ENTITÀ PRINCIPALI:
MODELLO DEL MODELLO DEL SISTEMASISTEMA
MODELLO DEL MODELLO DEL SISTEMASISTEMA
MODELLO DEL DISPOSITIVO
MODELLO DEL DISPOSITIVO
MODELLO DELLA RISORSA
MODELLO DELLA RISORSA
MODELLO FUNCTION BLOCK
MODELLO FUNCTION BLOCK
MODELLO DELLA MODELLO DELLA APPLICAZIONEAPPLICAZIONE
MODELLO DELLA MODELLO DELLA APPLICAZIONEAPPLICAZIONE
IL MODELLO DI SISTEMA 91
NORME IEC 61499
IL MODELLO DI SISTEMA IL CONTROLOLO DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE COMPLESSO È COSTITUITO DA UN INSIEME DI DISPOSITIVI ETOROGENEI, CONNESSI TRA LORO ATTRAVERSO DELLE RETI DI COMUNICAZIONE PER LO SCAMBIO DI DATI ED EVENTI
I DISPOSITIVI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI IN BASE ALLA LORO FUNZIONALITÀ NELLE SEGUENTI CATEGORIE:
DISPOSITIVI DI SUPPORTO: SVOLGONO UN’AZIONE SUL CONTROLLO DI UN PROCESSO INDUSTRIALE (SISTEMI INFORMATIVI, WORKSTATION, …..)
DISPOSITIVI DI CONTROLLO: PERMETTONO DI APPLICARE L’AZIONE DI CONTROLLO SUGLI ELEMENTI CHE COMPONGONO UN SISTEMA DI PRODUZIONE
DISPOSITIVI DI CAMPO: RENDONO OPERATIVI I SINGOLI ELEMENTI CHE REALIZZANO UN SISTEMA DI PRODUZIONE
IL MODELLO DI SISTEMA 92
NORME IEC 61499
DI SUPPORTO DI CONTROLLO DI CAMPO
DISPOSITIVI
IL MODELLO DI SISTEMA: DISPOSITIVI
IL MODELLO DI SISTEMA 93
NORME IEC 61499
RETI DI INFORMAZIONE: SVOLGONO UN’AZIONE DI COMUNICAZIONE TRA SISTEMI INFORMATIVI
RETI DI CONTROLLO: COLLEGANO I SISTEMI DI CONTROLLO DEL PROCESSO
MODELLO DI SISTEMA: RETI DI COMUNICAZIONE
SISTEMA DI PRODUZIONESISTEMA DI PRODUZIONE
RETE DI CONTROLLO
RETE DI INFORMAZIONE
DISPOSITIVI DI SUPPORTO
DISPOSITIVI DI SUPPORTO
DISPOSITIVI DI SUPPORTO
DISPOSITIVI DI SUPPORTO
DISPOSITIVI DI SUPPORTO
DISPOSITIVI DI SUPPORTO
DISPOSITIVI DI CONTROLLO
DISPOSITIVI DI CONTROLLO
DISPOSITIVI DI CONTROLLO
DISPOSITIVI DI CONTROLLO
DISPOSITIVI DI CONTROLLO
DISPOSITIVI DI CONTROLLO
NORME IEC 61499
IL MODELLO DEI DISPOSITIVI 94
IL MODELLO DEI DISPOSITIVI
UN GENERICO DISPOSITIVO È ESSENZIALMENTE COMPOSTO DA:
• UNA O PIÙ RISORSE
• UNA O PIÙ INTERFACCE
A LORO VOLTA LE INTERFACCE POSSONO APPARTENERE A TRECLASSI DIFFERENTI:
• INTERFACCE DI PROCESSO (TRA IL PROCESSO FISICO E LE RISORSE)
• INTERFACCE DI COMUNICAZIONE (TRA LE RISORSE E LA RETE DI COMUNICAZIONE)
• INTERFACCE OPERATORE (TRA LE RISORSE E GLI OPERATORI E/O LE PERIFERICHE ABILITATE A TALE SCOPO)
RISORSA YRISORSA YRISORSA X RISORSA Z
DISPOSITIVORETE DI COMUNICAZIONE
PROCESSO CONTROLLATO
INTERFACCIA DI PROCESSO
INTERFACCIA DI COMUNICAZIONE
APPLICAZIONEAPPLICAZIONE CC APPLICAZIONEAPPLICAZIONE BB
APPLICAZIONEAPPLICAZIONE AA
NORME IEC 61499
IL MODELLO DEI DISPOSITIVI 95
IL MODELLO DEI DISPOSITIVI
IL MODELLO DELLE RISORSE 96
NORME IEC 61499
IL MODELLO DELLE RISORSE
SI DEFINISCE RISORSA UN’UNITÀ FUNZIONALE CONTENUTA IN UN DISPOSITIVO, CHE HA IL CONTROLLO INDIPENDENTE DELLE SUE OPERAZIONI E FORNISCE ALCUNI SERVIZI ALLE APPLICAZIONI, INCLUSA LA SELEZIONE, LA TEMPORIZZAZIONE E L’ ESECUZIONE DEGLI ALGORITMI
UNA RISORSA È QUINDI COMPOSTA DA:
• UNA O PIÙ PARTI DI UNA APPLICAZIONE
• BLOCCHI FUNZIONALI DI INTERFACCIA CON LA RETE DI COMUNICAZIONE
• UNA FUNZIONE DI SCHEDULING PER SELEZIONARE, TEMPORIZZARE E RENDERE OPERATIVI I BLOCCHI FUNZIONALI CHE POTRANNO ALLOCARE LA RISORSA AL FINE DI ESEGUIRE LE AZIONI AD ESSE ASSOCIATE
STRUTTURA BLOCCHI FUNZIONALI 97
NORME IEC 61499
IL MODELLO DELLE RISORSEIL MODELLO DELLE RISORSE
INTERFACCIA DI INFORMAZIONE DEL DISPOSITIVO
INTERFACCIA DI COMUNICAZIONE DEL DISPOSITIVO
FUNZIONE DI SCHEDULING
INT
ER
FA
CC
IA
DI
CO
MU
NIC
AZ
ION
E O
PE
RA
TO
RE
Data
Events
FunctionBlock
ServiceInterface
FunctionBlock
ServiceInterface
Algorithms
IL MODELLO DELLE RISORSE 98
NORME IEC 61499
IL MODELLO DELL’APPLICAZIONE
UN’APPLICAZIONE È UN INSIEME DI BLOCCHI FUNZIONALI
ALLOCATI ANCHE SU RISORSE DIVERSE CHE CONCORRONO AL
RAGGIUNGIMENTO DI UN DETERMINATO OBIETTIVO
L’APPLICAZIONE PUÒ ESSERE DEFINITA COME UN INSIEME DI:
FUNCTION BLOCK (FB)
COSTANTI
CONNETTORI
IL MODELLO DELLE RISORSE 99
NORME IEC 61499
IL MODELLO DELL’ APPLICAZIONE
APPLICAZIONIAPPLICAZIONIAPPLICAZIONIAPPLICAZIONI
BLOCCHI FUNZIONALI
DI BASE
BLOCCHI FUNZIONALI
DI BASE
BLOCCHI FUNZIONALI COMPOSTI
BLOCCHI FUNZIONALI COMPOSTI
FUNCTION BLOCK
FUNCTION BLOCK COSTANTICOSTANTICONNETTORICONNETTORI
NORME IEC 61499
STRUTTURA BLOCCHI FUNZIONALI 100
I BLOCCHI FUNZIONALI DI BASE
EXECUTION CONTROL
CHART
VARIABILIINTERNE
ALGORITMI
IDENTIFICATORE TIPO
EVENTI IN INGRESSO
EVENTI IN USCITA
DATI IN INGRESSO
DATI IN USCITA
• UN NOME DI TIPO E UN NOME DI ELEMENTO
• EVENTI IN INGRESSO E IN USCITA
• DATI IN INGRESSO E IN USCITA
• UN SISTEMA AD EVENTI DISCRETI, CHIAMATO EXECUTION CONTROL CHART (ECC), FORMATO DA STATI, TRANSIZIONI, AZIONI
• VARIABILI INTERNE
• UN INSIEME DI ALGORITMI ASSOCIATI AGLI STATI DELL’ ECC
UN ELEMENTO DI UN BLOCCO FUNZIONALE È CARATTERIZZATO DA:
INTERFACCIA DATI
INTERFACCIA EVENTI
NORME IEC 61499
EXECUTION CONTROL CHART 101
EXECUTION CONTROL CHART OGNI ECC È COMPOSTO DALLE SEGUENTI ENTITÀ
FONDAMENTALI :
• AZIONI• STATO INIZIALE• STATI• TRANSIZIONI
START
INIT INIT INITO EXOMAINMAIN
AZIONE AZIONE AZIONE AZIONE
EVENTO EVENTO
ALGORITMI ALGORITMI ALGORITMI ALGORITMI STATO STATO STATO STATO
STATO INIZIALESTATO INIZIALESTATO INIZIALESTATO INIZIALE
TRANSIZIONETRANSIZIONETRANSIZIONETRANSIZIONE
ALGORITMI ALGORITMI ALGORITMI ALGORITMI STATO STATO STATO STATO
NORME IEC 61499
MODELLO ESECUZIONE E TEMPORIZZAZIONE 102
MODELLO DI ESECUZIONE E TEMPORIZZAZIONE
1: I DATI RILEVATI PER UN EVENTO SONO RESI DISPONIBILI E STABILI ALL’ INGRESSO DEL BLOCCO FUNZIONALE
2: OCCORENZA DI UN EVENTO ALLA INTERFACCIA EVENTI
3: LA EXECUTION CONTROL FUNCTION RICHIEDE ALLA FUNZIONE DI SEQUENZIALIZZAZIONE DI ESEGUIRE L’ALGORITMO ASSOCIATO ALLO STATO ATTUALE DELLA EXECUTION CONTROL FUNTION
4: LA FUNZIONE DI SEQUENZIALIZZAZIONE RENDE DISPONIBILE LA RISORSA E INIZIA LA ESECUZIONE DELL’ ALGORITMO
UTILIZZANDO LA EXECUTION CONTROL FUNCTION VIENE CONTROLLATA L’ESECUZIONE DEGLI ALGORITMI APPARTENENTI AI BLOCCHI FUNZIONALI
EXECUTION CONTROL FUNCTION
FUNZIONE DI SCHEDULING DELLA RISORSA
ALGORITMIALGORITMI
2 8
1
5
4 63
7
= CAMPIONAMENTO
NORME IEC 61499
103
EXECUTION CONTROL FUNCTION
FUNZIONE DI SCHEDULING DELLA RISORSA
ALGORITMI
2 8
1
5
4 63
7
= CAMPIONAMENTO
MODELLO DI ESECUZIONE E TEMPORIZZAZIONE 5: L’ ALGORITMO COMPLETA IL
CALCOLO DELLE VARIABILI DI USCITA E LE RENDE DISPONIBILI SULLE USCITE PER I DATI
6: IL BLOCCO FUNZIONALE COMUNICA ALLA FUNZIONE DI SEQUENZIALIZZAZIONE CHE HA TERMINATO L’ ESECUZIONE DELLO ALGORITMO E RILASCIA LA RISORSA
7: LA FUNZIONE DI SEQUENZIALIZZAZIONE COMUNICA ALLA EXECUTION CONTROL FUNCTION CHE È TERMINATA L’ESECUZIONE DELL’ALGORITMO
8: L’ EXECUTION CONTROL FUNCTION GENERA GLI EVENTI IN USCITA ASSOCIATI ALLO STATO APPENA TERMINATO RENDENDOLI DISPONIBILI SULLE USCITE DELLA INTERFACCIA EVENTI
103MODELLO ESECUZIONE E TEMPORIZZAZIONE 103
NORME IEC 61499
BLOCCHI FUNZIONALI COMPOSTI 104
BLOCCHI FUNZIONALI COMPOSTI
IL FUNZIONAMENTO OPERATIVO DEL FUNCTION BLOCK È ESPRESSO IN TERMINI DI UNA SOTTO-RETE DI FUNCTION BLOCK
IDENTIFICATORETIPO
EXECUTION CONTROL
CHART
EVENTI IN INGRESSO
DATI IN INGRESSO
EVENTI IN USCITA
DATI IN USCITA
INTERFACCE DI SERVIZIO 105
NORME IEC 61499
FUNCTION BLOCK COME INTERFACCE DI SERVIZIO
FORNISCONO UN’INTERFACCIA STANDARD PER L’UTILIZZO DI FUNZIONI PRIVATE DEL SISTEMA
NASCONDONO ALL’ UTENTE I PARTICOLARI DI SECONDARIO INTERESSE
SERVONO A STRATIFICARE LA STRUTTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO DISTRIBUITO
RISORSA
INTERFACCE DI SERVIZIO 106
NORME IEC 61499
FUNCTION BLOCK COME INTERFACCE DI SERVIZIO
DATI
EVENTIEVENTI EVENTIEVENTI
DATI
DISPOSITIVO
RETE DI COMUNICAZIONE
RETE DI COMUNICAZIONEIS
O /
OS
I L
AY
ER
SIS
O /
OS
I L
AY
ER
S
BLOCCO FUZIONALECOME INTERFACCIA DI SERVIZIO
FUNCTION BLOCK DI COMUNICAZIONE 107
NORME IEC 61499
FUNCTION BLOCK DI COMUNICAZIONE
FORNISCONO UN’ INTERFACCIA ALLE APPLICAZIONI PER LE
RETI DI COMUNICAZIONE TRA RISORSE O DISPOSITIVI
COMPONENTI IL SISTEMA DI CONTROLLO COMPLESSIVO
LA NORMATIVA IEC 61499 UTILIZZA DUE MODALITÀ DI
COMUNICAZIONE :
• UNIDIREZIONALE (BROADCAST)
• BIDIREZIONALE (CLIENT-SERVER)
FUNCTION BLOCK DI COMUNICAZIONE 108
NORME IEC 61499
COMUNICAZIONE UNIDIREZIONALE (BROADCAST)
SD_1, ..., SD_m
REQ(+)
INITO(+)
PARAMS
INIT(+)~RSP(+)
PARAMS
INIT(+)
IND(+)
RD_1, ..., RD_m
INITO(+)
CNF(+)
QOSTATUSPARAMS
PUBLISH_m
SD_m
QI
:SD_1
EVENTCNFREQ
ANY :
ANY
EVENTINIT
ANYBOOL
EVENT INITO
BOOLANY
EVENT
QOSTATUS
SUBSCRIBE_m
:
INIT INITO
RSPEVENT IND
QI
RD_m
ANY :
EVENT
ANY
RD_1PARAMS
EVENT
BOOLANY
BOOLANY
EVENT
FUNCTION BLOCK DI COMUNICAZIONE 109
NORME IEC 61499
FUNCTION BLOCK DI COMUNICAZIONE
QOSTATUS
CLIENT_m_n
SD_m
:
QI
:SD_1
RD_n
RD_1 :ANY
ANY
EVENTCNFREQ
ANY :
ANY
EVENTINIT EVENT
BOOLANY
INITO
PARAMSBOOL
EVENT
ANY QOSTATUSPARAMS
SERVER_n_m
SD_n:
INIT
BOOLANY
EVENTINITO
RSP IND
QIANY
EVENT
BOOL
:SD_1
ANY
EVENT
: ANY
RD_m :
EVENT
ANY
ANYRD_1
INITO(+)
PARAMSINIT(+)
RSP(+)SD_1, ..., SD_nCNF(+)
RD_1, ..., RD_n
SD_1, ..., SD_m
REQ(+)
PARAMS
INIT(+)INITO(+)
IND(+)RD_1, ..., RD_m
DISTRIBUITO CONFIGURABILE PROGRAMMABILE
SINTESI
PLCPLCIEC 61131-3IEC 61131-3
CENTRALIZZATOPROGRAMMABILECONFIGURABILE
DCSDCSIEC 61804IEC 61804
DISTRIBUITOCONFIGURABILE
RICONFIGURABILE IN LINEA
NORME IEC
APPROCCIO OBJECT ORIENTED 110
ARCHITETTURA DEL MODELLO COMUNE DI RIFERIMENTO
Function BlocksFunction BlocksIEC 61499IEC 61499
RICONFIGURABILE ED ESPANDIBILE
RICONFIGURABILE ED ESPANDIBILE
RICONFIGURABILE ED ESPANDIBILE
RICONFIGURABILE ED ESPANDIBILE
NORME IEC
PANORAMA DEI FUNCTION BLOCK 111
USO DEI FUNCTION BLOCK NEI SISTEMI DI CONTROLLO
CONTROLLO CENTRALIZZATO
CON FUNCTION BLOCK CON FUNCTION BLOCK UTLIZZANDO DISPOSITIVI I\OUTLIZZANDO DISPOSITIVI I\O
CONTROLLO CENTRALIZZATO
CON FUNCTION BLOCK CON FUNCTION BLOCK UTLIZZANDO DISPOSITIVI I\OUTLIZZANDO DISPOSITIVI I\O
CONTROLLO DECENTRALIZZATO
CON FUNCTION BLOCK PROXY UTLIZZANDO DISPOSITIVI DI CAMPO DECENTRALIZZATI
CONTROLLO DECENTRALIZZATO
CON FUNCTION BLOCK PROXY UTLIZZANDO DISPOSITIVI DI CAMPO DECENTRALIZZATI
CONTROLLO DISTRIBUITO
CON FUNCTION BLOCK CON FUNCTION BLOCK DISTRIBUITI UTILIZZANDO DISTRIBUITI UTILIZZANDO
DISPOSITIVI DI TIPO FUNCTION DISPOSITIVI DI TIPO FUNCTION BLOCKBLOCK
CONTROLLO DISTRIBUITO
CON FUNCTION BLOCK CON FUNCTION BLOCK DISTRIBUITI UTILIZZANDO DISTRIBUITI UTILIZZANDO
DISPOSITIVI DI TIPO FUNCTION DISPOSITIVI DI TIPO FUNCTION BLOCKBLOCK
IEC 61131
IEC 61131 \ IEC 61804
IEC 61499 \ IEC 61804
NORME IEC
PANORAMA DEI BLOCCHI 112
IEC 61499IEC 61499 IEC 61131IEC 61131FIPAFIPA UMLUML XMLXML IEC AUTOMATIONIEC AUTOMATIONOBJECTOBJECT
INFORMATION TECNOLOGY :INFORMATION TECNOLOGY : BASE DELLA CONOSCENZA BASE DELLA CONOSCENZA
INCAPSULAMENTOINCAPSULAMENTODELLA CONOSCENZADELLA CONOSCENZA
RICONFIGURAZIONERICONFIGURAZIONE
CONDUZIONECONDUZIONE
DIAGNOSTICADIAGNOSTICA
RICERCA GUASTIRICERCA GUASTI
MODELLAZIONEMODELLAZIONE
PIATTAFORMAPIATTAFORMASTRUMENTISTRUMENTI
PIATTAFORMAPIATTAFORMADI SIMULAZIONEDI SIMULAZIONE
RUN -TIMERUN -TIME
SVILUPPOSVILUPPODI PROTOTIPIDI PROTOTIPI
TECNOLOGIE TECNOLOGIE INTELLIGENTIINTELLIGENTI
TOOLS DI TOOLS DI SUPPORTOSUPPORTO
CONFIGURAZIONECONFIGURAZIONE
VISUAL EDITORVISUAL EDITOR
COMPILATORECOMPILATORE
VERIFICAVERIFICA
SIMULAZIONESIMULAZIONE
ARCHITETTURA APERTAARCHITETTURA APERTA
OBIETTIVIOBIETTIVI
INGEGNERIA INGEGNERIA BASATA SU BASATA SU
BLOCCHI BLOCCHI MECCANOTRONICIMECCANOTRONICI
MODELLI PER MODELLI PER DIVERSI SCENARI DIVERSI SCENARI
INDUSTRIALIINDUSTRIALI
LIBRERIELIBRERIEDIMOSTRAZIONE DIMOSTRAZIONE DEI BENEFICI IN DEI BENEFICI IN
AMBIENTE AMBIENTE INDUSTRIALEINDUSTRIALE
DIFFUSIONE ED DIFFUSIONE ED ADDESTRAMENTOADDESTRAMENTO
CONTROLLOCONTROLLO
RETI DI RETI DI COMUNICAZIONECOMUNICAZIONE
VALIDAZIONEVALIDAZIONE
FUNCTION BLOCK - OBJECT ORIENTED
CONFRONTO TRA ARCHITETTURE
NODO1NODO1COMPONENTICOMPONENTI
OBJECT- ORIENTED UML
CLASSI
FUNCTION BLOCK ORIENTED
DISPOSITIVO 3RISORSA 1
RISORSA 2 RISORSA 3
DISPOSITIVO 2RISORSA 1
RISORSA 2 RISORSA 3
DISPOSITIVO 1RISORSA 1
RISORSA 2 RISORSA 3
SEQUENZE
ATTIVITA’
STATO S2 S3
S4 S5
S6
113
FLUSSO DEI DATI
FLUSSO DEGLI EVENTI
CONFRONTO TRA ARCHITETTURE 114
FUNCTION BLOCK ORIENTED
OBJECT - ORIENTED
RAPPRESENTAZIONE ORIENTATA ALLA STRUTTURA HARDWARE E ALLE APPLICAZIONI
INFORMAZIONI RACCOLTE IN UN UNICO DIAGRAMMA
RAPPRESENTAZIONE CONCISA
RAPPRESENTAZIONE PIÙ ASTRATTA
INFORMAZIONI DISTRIBUITE IN DIAGRAMMI DIFFERENTI
RAPPRESENTAZIONE DETTAGLIATA, MA PIÙ COMPLESSA
SEMPLIFICA LA REALIZZAZIONE DI NUOVE REALIZZAZIONI (FACILMENTE RICONFIGURABILE).
FUNCTION BLOCK - OBJECT ORIENTED
LIVELLLO FISICOLIVELLLO CONCETTUALE
PUNTI DI VISTA
MODELLAZIONE UML
115
ATTIVITÀ DA SVOLGERE
INTEGRATORE DI SISTEMA
PRESTAZIONICOMPORTAMENTO
REQUISITI FUNZIONALI REALIZZAZIONE
UTENTE FINALE
FUNZIONALITÀ
PROGRAMMI PER
LA GESTIONE
UTILIZZAZIONE
CASO D’USOUNA APPLICAZIONE
VISTA DELL’UTENTE
IL FUNZIONAMENTO
INGEGNERIA DI SISTEMAISTALLAZIONE
COMUNICAZIONE
PANNELLO DI CONTROLLOPANNELLO DI CONTROLLO
COMANDO COMANDO POSIZIONE POSIZIONE
SLITTASLITTA
COMANDO COMANDO MOVIMENTO MOVIMENTO
TRAPANOTRAPANO
ESEMPIO DI APPARATO 116
APPROCCIO OBJECT ORIENTED
DISPOSITIVO DI DISPOSITIVO DI CONTROLLO CONTROLLO
SLITTASLITTA
DISPOSITIVO DI DISPOSITIVO DI CONTROLLO CONTROLLO
TRAPANOTRAPANO
RETE DI COMUNICAZIONERETE DI COMUNICAZIONETRA I DISPOSITIVI TRA I DISPOSITIVI
DI CONTROLLODI CONTROLLO
FASI DELLA LAVORAZIONE 117
APPROCCIO OBJECT ORIENTED
LA LAVORAZIONE PUÒ INIZIARE
IL PEZZO È CARICATO SULLA SLITTA
IL PEZZO È PORTATOSOTTO IL TRAPANO
IL TRAPANO PUÒ INIZIARE LA LAVORAZIONE
IL TRAPANO EFFETTUA LA LAVORAZIONE
IL TRAPANO HA CONCLUSO LA LAVORAZIONE
IL TRAPANO È ALLONTANATO DAL PEZZO
IL PEZZO È SCARICATO DALLA SLITTA
LA LAVORAZIONE È CONCLUSA
ESEMPIO DI APPARATO 118
APPROCCIO OBJECT ORIENTED
CICLO DI LAVOROMOVIMENTO MOVIMENTO
PEZZOPEZZO1. IL PEZZO DA LAVORARE VIENE
POSIZIONATO SULLA SLITTA
MOVIMENTO MOVIMENTO SLITTASLITTA
2. LA SLITTA VIENE POSIZIONATA SOTTO IL TRAPANO
MOVIMENTO MOVIMENTO TRAPANOTRAPANO
3. VIENE ABBASSATO IL TRAPANO
MOVIMENTO MOVIMENTO TRAPANOTRAPANO
5. TERMINATA LA LAVORAZIONE, IL TRAPANO VIENE SOLLEVATO
MOVIMENTO SLITTA
6. ILTRAPANO VIENE FERMATO
LAVORAZIONELAVORAZIONE 4. VIENE AVVIATA LA LAVORAZIONE
7. VIENE MOVIMENTATA LA SLITTA PER SCARICARE IL PEZZO
MOVIMENTO PEZZO
INIZIO CICLO
FINE CICLO
PANNELLO DI CONTROLLOPANNELLO DI CONTROLLO
COMANDO COMANDO POSIZIONE POSIZIONE
SLITTASLITTA
COMANDO COMANDO MOVIMENTO MOVIMENTO
TRAPANOTRAPANO
MOVIMENTOPEZZO
MOVIMENTOTRAPANO
ESEMPIO DI APPARATO 119
APPROCCIO OBJECT ORIENTED
DISPOSITIVO DI DISPOSITIVO DI CONTROLLO CONTROLLO
SLITTASLITTA
DISPOSITIVO DI DISPOSITIVO DI CONTROLLO CONTROLLO
TRAPANOTRAPANO
BASSO
PRONTO
CARICA
ATTESA
ALTO
CO
MU
NIC
AZ
ION
E D
AT
I
SENSORI
COMUNICAZIONE DATI
SENSORI
RETE DI COMUNICAZIONERETE DI COMUNICAZIONETRA I DISPOSITIVI TRA I DISPOSITIVI
DI CONTROLLODI CONTROLLO
UNITA’ DI FORATURA AUTOMATICA
DIAGRAMMA DEI CASI D’USO 120
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
LAVORAZIONENORMALE FUNZIONAMENTO
OPERATORE/IMPIANTO
CONTROLLOTRAPANO
CONTROLLOSLITTA
<<INCLUDE>>
<<INCLUDE>>
PROGETTISTA
SETUP
<<INCLUDE>>
<<INCLUDE>> <<INCLUDE>>
<<INCLUDE>>
OPERATOREOPERATORE
ARRESTASISTEMA
RIAVVIASISTEMA
GESTIONEALLARMI
MANUTENZIONE
È COMPOSTA DA
È C
OM
PO
ST
A D
AÈ COMPOSTA D
A
DIAGRAMMA DELLE CLASSI 121
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
CONTROLLORE
- ATTESA - CONTROLLO
+ INVIA SEGNALE () + RICEVE SEGNALE ()
TRAPANO
- POSIZIONE - OPERATIVITÀ
+ TRASLA () + RUOTA ()
SLITTA
- POSIZIONE - OPERATIVITÀ
+ TRASLA () + RUOTA ()
UNITÀ DI FORATURA
+ ESEGUI LAVORAZIONE ()
CO
LL
AB
OR
A C
ON
CO
LL
AB
OR
A C
ON
DIAGRAMMA DELLE CLASSI 122
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI 123
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
CONTROLLO TRAPANO
CONTROLLO SLITTA
TRAPANO SLITTA
UNITÀ DI FORATURA
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
CONTROLLOSLITTA
SLITTACONTROLLO
TRAPANOTRAPANO
1: INIZIA 2: CARICA PEZZO
3: CARICATO
4: A SINISTRA
5: PRONTO
9: ABBASSA
10: LAVORAZIONE
8: AVVIARE TRAPANO
6: PEZZO IN POSIZIONE
7: INIZIO CICLO DI LAVORAZIONE ?
DIAGRAMMA DELLE SEQUENZE
OPERATORE
124
DIAGRAMMA DELLE SEQUENZE 125
CONTROLLOSLITTA
SLITTA
11: SOLLEVA
12 : IN ALTO
OPERATORE
13: FINE LAVORAZIONE
14: A DESTRA
15 : IN ATTESA
16 : SCARICA
17 : SCARICATO
18: FINITO
TRAPANOCONTROLLO
TRAPANO
APPROCCIO OBJECT ORIENTEDESEMPIO MODELLAZIONE UML
LAVORAZIONE
DIAGRAMMA DI STATO 126
APPROCCIO OBJECT ORIENTEDESEMPIO MODELLAZIONE UML
SLITTA IN ATTESA SCARICA
SLITTA IN ATTESA CARICA
INIZIO
FINE
CICLO TRAPANO
SLITTA IN PRONTO
TRAPANO ALTO
FERMO
TRAPANO ALTO
ROTAZIONE
TRAPANO BASSO
LAVORAZIONE
DIAGRAMMA DELLE ATTIVITA’
127
SLITTASLITTA TRAPANOTRAPANO
AZIONACOMANDO SLITTA
LAVORAZIONE
TRAPANO IN BASSO
CARICAMENTOPEZZO
SLITTA ASINISTRA
AVVIAMENTOTRAPANO
AZIONA COMANDO TRAPANO
INIZIO CICLO
APPROCCIO OBJECT ORIENTEDESEMPIO MODELLAZIONE UML
OPERATOREOPERATORE
APPROCCIO OBJECT ORIENTED
TRAPANO INALTO
TRAPANO FERMO
SLITTA A DESTRA
SCARICA IL PEZZO
FINE CICLO
DIAGRAMMA DELLE ATTIVITA’
128
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
OPERATOREOPERATORE SLITTASLITTA TRAPANOTRAPANO
DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE 129
NODO 1NODO 1
CONTROLLO
SLITTA
SLITTA
NODO 2NODO 2
CONTROLLO
TRAPANO
TRAPANO
RETE DI RETE DI COMUNICAZIONECOMUNICAZIONE
DATIDATI
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
UML IN SINTESI
MODELLAZIONE UML
UML IN SINTESI
UML È COMPLESSO E VA ADATTATO ALLE ESIGENZE DEI PROGETTISTI E AL CONTESTO DEL PROGETTO PRENDENDO IN CONSIDERAZIONE I SEGUENTI FATTORI:
SETTORE DI ATTIVITÀ
TIPOLOGIA DI PROGETTO
ESIGENZE DI CONFORMITÀ A NORME
COMUNICAZIONE CON COMMITTENTI E FORNITORI
COMPOSIZIONE E DISTRIBUZIONE DEL GRUPPO DI LAVORO
130
UML IN SINTESI 131
UML IN SINTESI
UML NON SUGGERISCE NÉ PRESCRIVE UNA SEQUENZA DI REALIZZAZIONE DEI DIVERSI DIAGRAMMI
UML OFFRE UN’AMPIA GAMMA DI POSSIBILI MODALITÀ DI UTILIZZO TRA LE QUALI I PROGETTISTI SONO LIBERI DI SCEGLIERE
NON TUTTI I DIAGRAMMI SONO UGUALMENTE UTILI IN OGNI CIRCOSTANZA
IN OGNI APPLICAZIONE BISOGNA INDIVIDUARE QUALI DIAGRAMMI SONO EFFETTIVAMENTE NECESSARI PER LA REALIZZAZIONE DEL MODELLO
MODELLAZIONE UML
CONCLUSIONI 132
MODELLAZIONE UML
LE METODOLOGIE DI PROGETTO ORIENTATE AGLI OGGETTI SONO STATE ADOTTATE CON SUCCESSO NELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE PER FAR FRONTE ALLE SEGUENTI ESIGENZE:
CONCLUSIONI
• RIDURRE I TEMPI CHE INTERCORRONO TRA LA PROGETTAZIONE E LA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA
• SVILUPPARE ARCHITETTURE SOFTWARE AD OGGETTI, CHE OFFRONO MAGGIORI POSSIBILITÀ DI INTEGRAZIONE TRA SISTEMI ETEROGENEI
• REALIZZARE SISTEMI DI PRODUZIONE, IMPIANTI ED APPARATI CON STRUTTURE MODULARI CHE PERMETTONO:
UNA SEMPLICE CONFIGURAZIONE DEL SISTEMA
UNA MANUTENZIONE PIÙ RAPIDA ED ECONOMICA
LA POSSIBILITÀ DI RICONFIGURAZIONE
LA POSSIBILITÀ DI INSERIMENTO DI NUOVE UNITÀ
CONCLUSIONI 133
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
L’ ESISTENZA DEGLI STANDARD IEC E ISA FORNISCE LE LINEE GUIDA PER LA PROGETTAZIONE DI ARCHITETTURE SOFTWARE ORIENTATE AGLI OGGETTI
PROGETTARE SISTEMI CON STRUTTURA NON CONFORME AGLI STANDARD SI RIVELA UN APPROCCIO PERDENTE, PERCHÈ PORTA ALLA REALIZZAZIONE DI SOLUZIONI PROPRIETARIE SENZA POSSIBILITÀ DI INTEGRAZIONE CON ALTRI SISTEMI E NON RIUTILIZZABILI, QUINDI PIÙ COSTOSE
DEFINIZIONI SECONDO LE NORME IEC 65 134
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
INTERFACCIA
UN ELEMENTO DI CONGIUNZIONE FRA DUE UNITÀ FUNZIONALI, DEFINITE PER MEZZO DELLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI, DELLE CARATTERISTICHE DEI SEGNALI O DI ALTRE CARATTERISTICHE PIÙ APPROPRIATE
SISTEMA
UN INSIEME DI ELEMENTI INTERCORRELATI APPARTENENTI AD UN CONTESTO BEN DEFINITO PRESO COME UNITÀ SEPARATA DELL’AMBIENTE
ESEMPIO DI DATI
UN INSIEME DI VALORI ASSOCIATI ALL’INSIEME DI OPERAZIONI CONSENTITE
DATI
UNA RAPPRESENTAZIONE FORMALIZZATA DI UNA INFORMAZIONE ESPRESSA IN MANIERA DA POTER ESSERE UTILIZZATA PER LA COMUNICAZIONE, L’INTERPRETAZIONE E L’ELABORAZIONE
DEFINIZIONI SECONDO LE NORME IEC 65 135
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
UNITÀ FUNZIONALE
ENTITÀ HARDWARE E/O SOFTWARE IN GRADO DI RAGGIUNGERE UNA SCOPO PREDEFINITO
RETE
UNA AGGREGAZIONE DI NODI E DI ELEMENTI DI COLLEGAMENTO
AZIONE (OPERTATION)
UNA AZIONE BEN DEFINITA CHE UNA VOLTA APPLICATA AND UNA COMBINA-ZIONE DI ENTITÀ NOTE PRODUCE UNA NUOVA ENTITÀ
PARAMETRO
UNA VARIABILE A CUI È ASSEGNATO UN VALORE COSTANTE COLLEGATO AD UNA APPLICAZIONE SPECIFICA E CHE PUÒ ESSERE INDICATA COME APPLICAZIONE
CONNESSIONE
UN COLLEGAMENTO STABILITO FRA DUE ENTITÀ FUNZIONALI PER TRASFERIRE UNA INFORMAZIONE
DEFINIZIONI SECONDO LE NORME IEC 65 136
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
HARDWARE
UN DISPOSITIVO FISICO CON FINALITÀ DEFINITE
INFORMAZIONE
SIGNIFICATO CHE VIENE ASSEGNATO AD UN DATO O AD UN INSIEME DI DATI TRAMITE UNA CONNESSIONE BEN DEFINITA
OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
UNA UNITÀ FUNZIONALE HARDWARE O SOFTWARE PER RENDERE OPERATIVA L’AUTOMAZIONE O UNA AZIONE DI CONTROLLO
CONFIGURAZIONE DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
ASSEGNAZIONE DELLA CONFIGURAZIONE O DEI PARAMETRI DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
INGRESSO DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
INTERFACCIA DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE O DEL SUO MODELLO CHE AGISCE COME LA DESTINAZIONE DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
DEFINIZIONI SECONDO LE NORME IEC 65 137
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
MODELLO DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
MODELLO DI UN PARTICOLARE ASPETTO DI UN OGGETTO
DIAGRAMMA DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
UN RETE I CUI NODI SONO MODELLI DI OGGETTI PER L’AUTOMAZIONE E I RAMI SONO LE CONNESSIONI
USCITA DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
INTERFACCIA DEL MODELLO DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE CHE AGISCE COME SORGENTE DI UNA CONNESSIONE
TIPO OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
CARATTERISTICHE DOMINANTI DI UN OGGETTO PER L’AUTOMAZIONE
DIAGRAMMA DELLE CLASSI PER UN ATTUATORE 138
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
DISPOSITIVOFISICO
ATTRIBUTI
OPERAZIONI
VA
LO
RE
FO
RM
AT
O
GR
AN
DE
ZZ
E
BO
OL
EA
NIN
TE
GE
RS
TR
ING
FL
OA
TIN
G
PRODUTTORE
MODELLO
NUMERO MODELLO
CODICE
STATO
MODALITÀ DI CONTROLLO
TENSIONE DI ALIMENTAZIONE
POTENZA
COPPIA
ON
OFF
RUNNING
STOP
VARIABILE ATIIVA
NOME DEL DISPOSITIVOATTUATORE
DIAGRAMMA DELLE CLASSI PER UN ATTUATORE 139
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
DISPOSITIVOFISICO
ATTRIBUTI
OPERAZIONI
ATTUATORE
GRANDEZZE VALORE
ST
AT
O
VA
RIA
BIL
I
FO
RM
AT
O
VA
LO
RE
«SE
TT
ER
»
A
TT
IVA
ZIO
NE
«GE
TT
ER
»
RIS
UL
TA
TO
setONsetOFFsetSTOPsetVARIABLE_ACTIVEgetSTATOgetMODALITÀ_ DI _CONTROLLOgetTENSIONE_ DI_ ALIMENTAZIONEgetPOTENZAsetTMODALITÀ_DI _CONTROLLOgetONgetOFFgetRUNNINGsetRUNNINGgetSTOPgetVARIABLE_ACTIVE
RUNsetSTATO
DIFFERENTI TIPI DI MODELLO 140
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
CONCEPTUAL DATA MODEL (CDM) È UTILIZZATO PER RAPPRESENTARE LA STRUTTURA GENERALE DI UNA APPLICAZIONE, INDIPENDENTEMENTE DA OGNI SOFTWARE O CONSIDERAZIONE RELATIVA AL SALVATAGGIO DELLA STRUTTURA DATI (DATABASE MANAGEMENT SYSTEM DBMS). IL MODELLO, GRAZIE AI DIAGRAMMI ENTITÀ-RELAZIONE (ENTITY RELATIONSHIP DIAGRAMS -ERD), FORNISCE UNA RAPPRESENTAZIONE FORMALE DELLA ORGANIZZAZIONE DEI DATI DESCRIVENDO LE RELAZIONI CONCETTUALI DI TIPI DIFFERENTI DI INFORMAZIONI PIUTTOSTO CHE LA LORO STRUTTURA FISICA.
PHYSICAL DATA MODEL (PDM) È UTILIZZATO PER MODELLARE LA STRUTTURA FISICA DI UN DATABASE, TENENDO CONTO DEL SOFTWARE E DELLE CONSIDERAZIONI RELATIVE DBMS. IL MODELLO SUPPORTA L’UTENTE CON DIVERSI TIPI DIAGRAMMI, A SECONDA CHE SI VOGLIA MODELLARE L’IMPLEMENTAZIONE FISICA DEL DATABASE OPPURE DEFINIRE DATA-QUERIES SU DATI OPERAZIONALI.
DIFFERENTI TIPI DI MODELLO 141
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
BUSINESS PROCESS MODEL (BPM) È UTILIZZATO PER MODELLARE I SIGNIFICATI DI UNO O PIÙ PROCESSI BUSINESS
XML MODEL (XSM) PER MODELLARE LA STRUTTURA DI UN FILE XML
REQUIREMENTS MODEL (RQM) È UTILIZZATO PER SPECIFICARE E DOCUMENTARE LE NECESSITÀ DEI CLIENTI CHE DEVONO ESSERE SODDISFATTE DURANTE IL PROCESSO DI SVILUPPO
INFORMATION LIQUIDITY MODEL (ILM) È UTILIZZATO PER MODELLARE LA REPLICAZIONE DELLE INFORMAZIONI DA UN DATABASE SORGENTE A PIÙ DATABASE REMOTI, USANDO MOTORI DI REPLICAZIONE.
FREE MODEL (FEM) È UTILIZZATO PER CREARE OGNI TIPO DI CHART-DIAGRAM, IN UN CONSTESTO DI AMBIENTE GENERICO
OBJECT ORIENTED MODEL (OOM) È UTILIZZATO PER MODELLARE UN SISTEMA SOFTWARE/HARDWARE/GESTIONALE UTILIZZANDO UN APPROCCIO ORIENTATO AGLI OGGETTI PER JAVA ED ALTRI LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE COME AD ESEMPIO C#, C++, VISUAL BASIC .NET, XML
OGGETTI COINVOLTIE LORO
PRESTAZIONI
PRESTAZIONI DESIDERATE
EPROGETTAZIONE
AD OGGETTI
ORGANIZZAZIONE DELLE PROGETTAZIONE PER MODELLI 142
ESEMPIO MODELLAZIONE UML
CONCEPTUAL MODEL
BUSINESS PROCESS MODEL
PHYSICAL DATA MODEL
OBJECT ORIENTED MODEL
XML MODEL
INFORMATION LIQUIDITY MODEL
MODELLODELLE
PRESTAZIONI
DIAGRAMMA DELLE CLASSI PER UN ATTUATORE 143
ESEMPIO MODELLAZIONE UML