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Modulo TIA Portal 000-000Descrizione dei moduli e del concetto
Utilizzabile liberamente per enti di formazione e di R&S. © Siemens AG 2017. All Rights Reserved.
Documentazione didattica SCESiemens Automation Cooperates with Education | 02/2017
Documentazione didattica SCE | Modulo TIA Portal 000-000, edizione 02/2017 | Digital Factory, DF FA
Corsi di formazionePer corsi di formazione regionali di Siemens SCE contattare il partner di contatto SCE regionale siemens.com/sce/contact
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Avvertenze per l'impiegoLa documentazione didattica SCE per la soluzione di automazione omogenea Totally Integrated Automation (TIA) è stata creata per il programma "Siemens Automation Cooperates with Education (SCE)" specialmente per scopi di formazione per enti di formazione, di ricerca e di sviluppo pubblici. La Siemens AG declina qualunque responsabilità riguardo ai contenuti di questa documentazione.
Questa documentazione può essere utilizzata solo per la formazione base di prodotti e sistemi Siemens. Ciò significa che può essere copiata in parte, o completamente, e distribuita agli studenti nell'ambito della loro formazione professionale. La riproduzione, distribuzione e divulgazione di questa documentazione è consentita solo all'interno di istituzioni di formazione pubbliche e a scopo di formazione professionale.
Qualsiasi eccezione richiede un'autorizzazione scritta dal partner di riferimento di Siemens AG: Sig. Roland Scheuerer [email protected].
Le trasgressioni obbligano al risarcimento dei danni. Tutti i diritti sono riservati, incluso anche quelli relativi alla distribuzione e in particolare quelli relativi ai brevetti e ai marchi GM.
L'utilizzo per corsi rivolti a clienti del settore industria è esplicitamente proibito e non è inoltre permesso l'utilizzo commerciale della documentazione.
Ringraziamo la Technische Universität Dresden, e in particolare il Prof. Dr. Ing. Leon Urbas e la Dott.ssa Ing. Annett Pfeffer, la Michael Dziallas Engineering e tutte le persone coinvolte nella creazione di questa documentazione didattica.
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Sommario1 Panoramica dei moduli........................................................................................................................ 4
1.1 Pianificazione degli argomenti.....................................................................................................4
1.2 Moduli di base.............................................................................................................................. 5
1.3 Moduli avanzati............................................................................................................................ 8
1.4 Moduli speciali........................................................................................................................... 10
2 Descrizione del concetto.................................................................................................................... 12
2.1 Il materiale in sintesi.................................................................................................................. 12
2.2 Struttura dei singoli capitoli sulla base dell’insegnamento.........................................................13
3 Ulteriori informazioni..........................................................................................................................14
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DESCRIZIONE DEI MODULI E DEL CONCETTO
1 Panoramica dei moduliLa descrizione dei moduli vuole essere un supporto alla scelta dei contenuti rilevanti, interessanti e specifici dell’argomento trattato dall’utente.
I numeri dei capitoli sono composti da 6 cifre, ad es. 000-000 per la descrizione dei moduli. Le prime 2 cifre fanno riferimento all’area tematica. La terza cifra corrisponde anche al livello gerarchico superiore dell’argomento. Generalmente il numero “1” indica il controllore S7-1200 e il “2” il controllore S7-1500. Se presente, il “3” indica il controllore S7-300. Le cifre dopo il trattino fanno riferimento a un determinato capitolo. Se lo stesso capitolo esiste anche per un altro controllore, le ultime cifre non saranno diverse ma cambierà solo l’ultima delle prime tre cifre.
1.1 Pianificazione degli argomentiLa figura seguente mostra una panoramica degli argomenti contenuti nei corsi SCE in base al concetto qui descritto. Data la vastità di questi argomenti, è possibile trattarli solo per singole parti. Per questo motivo gli argomenti qui rappresentati sono suddivisi in ulteriori sezioni: nozioni di base, argomenti avanzati e argomenti futuri (= moduli). I moduli con le nozioni di base comprendono la documentazione didattica SCE per i principianti che, tuttavia, può essere utilizzata anche dagli utenti avanzati. I moduli avanzati sono raccomandati specialmente per gli utenti avanzati o quelli che hanno già assolto i moduli di base. I moduli speciali contengono tutti gli argomenti restanti considerati interessati e utili per il futuro. Sono comunque previsti ampliamenti, pertanto si raccomanda di prestare sempre attenzione al sito web siemens.com/sce.
Figura 1: panoramica degli argomenti trattati *In breve
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140-xxx *Security
130-xxx *Server web
120-xxx *Siwarex
110-xxx *Vision
080-xxx *Efficienza energetica
090-xxx Comunicazione avanzata
100-xxx *RFID
070-xxx *Safety
060-xxx Azionamenti
050-xxxProgrammazione avanzata
040-xxx Visualizzazione
010-xxxConfigurazione hardware
020-xxxEsempio di processo
030-xxxBasi della programmazione di PLC
000-000 Panoramica generale della documentazione didattica SCE
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1.2 Moduli di baseOltre alla descrizione dei moduli qui presente, i moduli di base contengono gli argomenti “Configurazione hardware”, “Esempi di processi” e “Basi della programmazione di PLC” (vedere figura 2). La struttura di questi moduli è descritta qui di seguito.
Figura 2: moduli di base
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030-xxxBasi della programmazione di PLC
032-xxx Basi della programmazione di PLC con S7-1500
031-xxx Basi della programmazione di PLC con S7-1200
010-xxxConfigurazione hardware
013-2xx Configurazione decentrata con Profinet
013-1xx Configurazione non specificata/centrale
013-3xx Configurazione decentrata con Profibus
013-xxx Configurazione hardware S7-300
012-2xx Configurazione decentrata con Profinet
012-1xx Configurazione non specificata/centrale
012-3xx Configurazione decentrata con Profibus
012-xxx Configurazione hardware S7-1500
011-2xx Configurazione decentrata con Profinet
011-1xx Configurazione non specificata/centrale
011-3xx Configurazione decentrata con Profibus
020-xxxEsempio di processo
011-xxx Configurazione hardware S7-1200
000-000 Panoramica generale della
documentazione didattica SCE
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Poiché la configurazione hardware si può eseguire o apprendere indipendentemente da un compito concreto, questo argomento è stato messo al primo posto. L’argomento configurazione hardware è ulteriormente suddiviso nella configurazione hardware dei singoli controllori, disponibili come SCE Trainer Package. Attualmente sono compresi i controllori S7-1200, S7-1500 e S7-300. Per i singoli controllori vengono poi differenziate le diverse architetture e i diversi tipi di configurazione. Nello specifico, finora sono descritte la configurazione non specificata/centrale, la configurazione decentrata con PROFIBUS e la configurazione decentrata con PROFINET. Ulteriori architetture sono possibili non appena sono in vista nuove tecnologie. Nella figura 2 è visibile la struttura sopra descritta. Nella figura 3 sono riconoscibili i capitoli già realizzati, contrassegnati con numero di modulo verde.
Figura 3: capitoli realizzati dell’area tematica “Configurazione hardware – S7-1500"
L’argomento configurazione hardware è seguito dall’argomento “Esempio di processo”. Questo argomento non è un’unità didattica, bensì una descrizione di processi di esempio utilizzabili come compiti concreti da realizzare nei capitoli successivi. Per il momento è disponibile il processo di esempio “Stazione di smistamento”, utilizzato per la programmazione nei capitoli successivi. Anche qui si possono immaginare ulteriori processi di esempio, ma anche ampliamenti di singole descrizioni di processi di base. L’obiettivo del programma SCE è di realizzare questo processo di esempio con un modello SIMIT in modo che il corsista ne possa testare la realizzazione con la simulazione del processo.
Figura 4: area tematica “Esempi di processi" con la descrizione di processi realizzati
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012-101 Configurazione hardware di una CPU1516F centrale
012-100 Configurazione hardware di una CPU 1500 non specificata
012-1xx Configurazione non specificata/centrale
020-100 Descrizione del processo “Stazione di smistamento”
020-xxxEsempio di processo
031-xxx Basi della programmazione di PLC con S7-1200
031-1xx Programmazione di FC
031-2xx Programmazione di FB
030-xxx Basi della programmazione di PLC
031-3xx Temporizzatori e contatori
031-41x Basi della diagnostica
031-42x Nozioni di base sul Web
031-5xx Valori analogici
031-6xx Blocchi dati globali
031-4xx Diagnostica
032-xxx Basi della programmazione di PLC con S7-1500
032-1xx Programmazione di FC
032-2xx Programmazione di FB
032-3xx Temporizzatori e contatori
032-41x Basi della diagnostica
032-42x Nozioni di base sul Web
032-5xx Valori analogici
032-6xx Blocchi dati globali
032-4xx Diagnostica
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Ora segue l’argomento “Basi della programmazione di PLC”, a sua volta suddiviso nei controllori S7-1200 e S7-1500 per agevolare l’approccio. Il controllore S7-300 in questo caso non viene menzionato a parte poiché le procedure sono fondamentalmente uguali a quelle dell’S7-1500 salvo qualche piccola differenza. La suddivisione al di sotto dei controllori è identica per entrambi. Si comincia dalla programmazione delle FC e degli FB. Qui sono previsti compiti piuttosto semplici per consentire un approccio facile. L’area tematica è completata dagli argomenti “Contatori e temporizzatori”, “Diagnostica”, “Valori analogici” e “Blocchi dati globali”. Anche in questo caso è possibile immaginare un ampliamento con ulteriori argomenti. Alcuni argomenti sono compresi anche nell’area tematica “Programmazione avanzata”. A questo proposito si rimanda alla prossima sezione. La figura 5 riassume ancora una volta la struttura sopra descritta.
Figura 5: struttura delle “Basi della programmazione di PLC”
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1.3 Moduli avanzatiI moduli avanzati comprendono la “Visualizzazione”, la “Programmazione avanzata” e gli “Azionamenti”, come mostra la figura 6. Anche in questo caso esiste una suddivisione tra i controllori S7-1200 e S7-1500, anche se i contenuti sono rappresentati prevalentemente con il controllore S7-1500. I contenuti del controllore S7-1200 si trovano solo in quei casi in cui sono notevolmente diversi da quelli del controllore S7-1500. Per questo motivo le suddivisioni sono anche contrassegnate con un asterisco (*).
L’argomento “Visualizzazione” dipende dal controllore solo per via indiretta. In questo contesto è decisivo solo il pannello operatore o anche il PC utilizzato. All’interno delle sezioni dedicate all’hardware per la visualizzazione (pannelli operatore, PC) sono disponibili diversi capitoli come ad es. l’inserimento di un pannello operatore con relativa configurazione, visualizzazioni semplici e animazioni.
L’argomento “Programmazioni avanzate” comprende argomenti per la programmazione per utenti avanzati che vengono insegnati principalmente sulla base del controllore S7-1500. A questo punto il corsista dovrebbe essere in grado di applicare autonomamente i contenuti agli altri controllori. Per questo motivo anche qui gli argomenti del controllore S7-1200 vengono presi in considerazione solo in caso di differenze considerevoli.
In maniera analoga viene trattato anche l’argomento “Azionamenti”. Qui la suddivisione riguarda azionamenti collegati tramite PROFIBUS o PROFINET.
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Figura 6: moduli avanzati *In breve
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062-2xx Azionamenti collegati tramite Profibus *
060-xxx Azionamenti
062-1xx Azionamenti collegati tramite Profinet
062-xxx Azionamenti con S7-1500
061-xxx Azionamenti con S7-1200 *
052-2xx SCL
052-3xx PID
050-xxx Programmazione avanzata
052-1xx GRAPH *
052-xxx Programmazione avanzata con S7-1500
051-xxx Programmazione avanzata con S7-1200
040-xxxVisualizzazione
042-3xx Visualizzazione su PC *
042-2xx Visualizzazione su TP
042-xxx Visualizzazione con S7-1500
041-1xx Visualizzazione su KTP *
041-xxx Visualizzazione con S7-1200 *
000-000 Panoramica generale della
documentazione didattica SCE
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1.4 Moduli specialiI moduli speciali comprendono tutti i moduli rappresentati nella figura 7. Questi moduli trattano argomenti generali come ad es. applicazioni Safety, Security ed efficienza energetica, ma anche tecnologie speciali come ad es. RFID e Siwarex.
Figura 7: moduli speciali
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140-xxxSecurity
110-xxxVision
120-xxxSiwarex
130-xxxServer web
100-xxxRFID
070-xxxSafety
080-xxxEfficienza energetica
090-xxxComunicazione avanzata
000-000 Panoramica generale della documentazione didattica SCE
In breve
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La “Comunicazione avanzata” comprende in particolare argomenti sulla comunicazione tra controllori o tra controllori e altri sistemi attraverso PROFIBUS, PROFINET, OPC UA e sistemi di bus alternativi. Naturalmente qui si possono trovare anche argomenti sulla comunicazione nell’impianto e sulla comunicazione wireless. La figura 8 rappresenta la struttura attuale.
Figura 8: argomento “Comunicazione avanzata”
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092-4xx Comunicazione avanzata attraverso sistemi di bus alternativi
092-3xx Comunicazione avanzata mediante OPC UA
092-2xx Comunicazione avanzata mediante Profibus
092-1xx Comunicazione avanzata mediante Profinet
092-xxx Comunicazione avanzata con S7-1500
090-xxx Comunicazione avanzata
091-xxx Comunicazione avanzata con S7-1200
In breve
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2 Descrizione del concetto
2.1 Il materiale in sintesiI moduli sopra descritti vengono messi a disposizione in forma di documentazione didattica SCE. Inoltre è disponibile ulteriore materiale didattico SCE a supporto delle lezioni o dello studio autodidattico. Da un lato va menzionato il modello SIMIT, che implementa il processo di esempio come simulazione. La simulazione può cominciare già con una versione demo di SIMIT ed essere utilizzata per la verifica della propria programmazione. Qui non è necessario un impianto reale. Se si preferisce utilizzare impianti reali è possibile realizzarne uno personalmente basandosi sulla descrizione del processo di esempio. Attualmente non è disponibile un modello reale del processo di esempio SCE. Inoltre sono disponibili presentazioni che comprendono una breve introduzione ai contenuti di ogni capitolo e perciò si prestano perfettamente per l’introduzione alle lezioni. Naturalmente le presentazioni sono utili anche per lo studio autodidattico. Parte importante del materiale didattico SCE sono anche le soluzioni e i progetti modello. Questi consentono di effettuare confronti con la propria soluzione ma sono anche indicati per elaborare solo alcuni argomenti basandosi su una determinata soluzione modello. Ulteriore materiale come video e animazioni è integrato nella documentazione didattica SCE in forma di link. Questo materiale è comunque disponibile anche nel sito web SCE o su YouTube.
Figura 9: materiale didattico SCE
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Esempio di
processo SCE
Documentazione didattica SCEArgomento = modulo
Contenuti suddivisi in capitoliOgni capitolo corrisponde a un
documento (.doc / .pdf)
Impianto reale
Modello SIMIT SCE.simarc
Animazione(screen camera)
Video
Soluzione / progetto modello SCE
Presentazione SCE.ppt / .pdf
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2.2 Struttura dei singoli capitoli sulla base dell’insegnamentoLa parte principale del materiale didattico è la documentazione didattica SCE, nella quale ogni capitolo costituisce un’unità didattica a sé. Come mostra la figura 10 i capitoli iniziano sempre con un obiettivo. La teoria importante per il contesto viene riportata nella sezione successiva. In seguito è formulato un compito concreto, che viene pianificato e realizzato come esempio. Con l’aiuto di una lista di controllo si verifica poi l’implementazione del test sulla base di istruzioni strutturate passo passo. Quindi segue l’esercitazione, che inizia con la definizione di un compito, che in questo caso deve essere pianificato e realizzato in autonomia. Per finire, una lista di controllo permette di verificare la propria soluzione.
I singoli capitoli si possono elaborare per moduli. È comunque necessario basarsi su determinati capitoli precedenti. Una nota riportata alla voce “Presupposti” all’inizio di ogni documento rimanda agli altri capitoli che fungono da base per un determinato capitolo.
I capitoli sono strutturati secondo il concetto descritto precedentemente.
Il processo di esempio deve accompagnare continuamente i corsisti, in modo da non concentrare troppo la comprensione sul processo reale e da lasciare spazio per l’elaborazione dei contenuti didattici veri e propri. A questo scopo è stata introdotta anche la nuova sezione “Pianificazione”, che funge sia da tramite tra compito e soluzione che da introduzione alla pianificazione della realizzazione. Nel nuovo concetto sono state modificate le istruzioni passo passo, ora organizzate in una struttura. Questa struttura deve aiutare i principianti a mantenere la visione d’insieme su quello che stanno facendo e gli utenti avanzati a saltare singoli passi quando conoscono già la procedura descritta. Le istruzioni si possono così elaborare in maniera individuale in funzione del proprio grado di conoscenza. Nella lista di controllo finale ora figurano solo indicazioni sulle operazioni che si possono testare e su quello che dovrebbe funzionare nella realizzazione. In caso di inadempimento di uno dei punti della lista di controllo può essere indicata anche una nota che rimanda alla sezione dalla quale potrebbe provenire l’errore.
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Figura 10: struttura sulla base dell’insegnamento
Per elaborare in autonomia un compito analogo sono disponibili le esercitazioni. Qui viene prestabilita solo la definizione del compito, pianificazione e realizzazione (= esecuzione) devono essere effettuate in autonomia. Questo può essere un compito supplementare per i corsisti particolarmente bravi, che apprendono più rapidamente del resto della classe, o per lo studio autodidattico. Un’altra lista di controllo alla fine dell’esercitazione consente ancora una volta di verificare la soluzione realizzata. Inoltre è possibile utilizzare anche il progetto modello per confrontarlo con la soluzione realizzata. La soluzione modello (= progetto modello) viene messa a disposizione per ogni capitolo e comprende la realizzazione delle istruzioni passo passo e dell’esercitazione. Naturalmente sono comprese anche altre soluzioni, in funzione del contenuto del capitolo.
3 Ulteriori informazioniPer l'apprendimento o l'approfondimento sono disponibili ulteriori informazioni di orientamento sui moduli TIA Portal.
www.siemens.com/sce/tia
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Pensare
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Percepire
Pensare
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Agire
Percepire
Base teorica
Definizione del compito
Pianificazione
Istruzionistrutturate passo passo
Lista di controllo Esercitazionelista del compito
Esecuzione
Pianificazione
Esercitazione definizionedel compito
Obiettivo