Presentazione Modellistica

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Controllo di un incrocio

semaforico e di un cancelloautomatico attraverso un PLC

Modellistica e Controllo di Sistemi Produttivi

Adduci Michele e Lorè Antonio

domenica 28 febbraio 2010



CANCELLO AUTOMATICO

Un cancello automatico presenta le seguenti caratteristiche: • E' contraddistinto da due possibili posizioni: inizio corsa e fine corsa, rispettivamente corrispondenti al cancello

chiuso e al cancello aperto totalmente.

• Il cancello può essere aperto attraverso l'uso di un telecomando a distanza.

• Il movimento di apertura o chiusura del cancello ha una durata massima di 30 secondi.

• Il cancello resta aperto per 10 secondi, prima di avviare la fase di chiusura.

• Se il cancello è aperto oppure è in fase di chiusura, all'occorrenza di un ostacolo sulla fotocellula o dell'uso deltelecomando, esso può riaprirsi e/o restare aperto per altri 10 secondi.

• Il cancello, se chiuso, non si apre all'occorrenza di un ostacolo sulla fotocellula




CANCELLO AUTOMATICO

SVILUPPO CON RETE DI PETRI

La Rete di Petri associata al

funzionamento del cancello

a u t o m a t i c o s i c o m p o n e

essenzialmente di 3 parti:

comando remoto, inerente al

control lo effettuato tramitet e l e c o m a n d o e / o c h i a v e

(abbiamo supposto il medesimo

t i p o d i f u n z i o n a m e n t o ) ;

fotocellula, relativo agli stati

possibili delle fotocellule presenti

nei pressi del cancello, che

consentono di variare l’apertura

del cancello; una parte dedicataal movimento vero e proprio del

cancello.

Abbiamo supposto transizioni di

tipo stocastiche per quanto

r i g u a r d a l ’ u t i l i z z o d e l

telecomando e l’arrivo di un

ostacolo (sopraggiunta di un’auto

o di un pedone, quando il

cancello è in movimento).




CANCELLO AUTOMATICO


Come s i osserva da l la s l ideprecedente, la marcatura iniziale dellarete prevede che il motore predispostoal movimento del cancello sia inposizione di inizio corsa (cancellochiuso), il telecomando non è stato

ancora utilizzato e non è presentealcun ostacolo sul raggio d’azionedella fotocellula.

Analizziamo il comando remoto:l’evento di pressione del pulsante èrealizzato, come già detto, attraversouna transizione stocastica, poichè puòavvenire in qualsiasi momento.

Gli stati del telecomando (o dellachiave) vengono sfruttati dal motore alfine di decidere l’apertura del cancello.In particolare, quando il cancello è infase di apertura, una ulteriorepress ione de l te lecomando èininfluente sull’azione in corso.L’evento di pressione influiscesolamente durante la fase di chiusuradel cancello stesso.




CANCELLO AUTOMATICO


La sezione relativa allo stato della

fotocellula prevede ancora una transizione

di tipo stocastico (l’occorrenza di un

ostacolo può avvenire in un tempo

qualsiasi).

Come per il telecomando, lo stato dellafotocellula influisce sul movimento del

cancello quando questo è in fase di

chiusura oppure quando è totalmente

aperto.

Nel caso in cui un ostacolo è presente

durante queste suddette fasi, il cancello,

rispettivamente, si aprirà nuovamente

oppure resterà aperto per altri 10 secondi.Se il cancello è in fase di apertura,

l’occorrenza di un ostacolo sarà superflua

all’azione di controllo.




CANCELLO AUTOMATICO


Le transizioni riguardanti i movimentidel cancello sono tutte temporizzate:in particolare, la fase di apertura e dichiusura del cancello hanno unadurata massima di 30 secondi,mentre la fase di attesa, durante la

quale il cancello resta aperto, è pari a10 secondi.Se è presente un token nel postorelativo al pulsante premuto e/o allafotocellula occupata e il cancello è afine corsa, allora resta aperto. Se ilcancello è in fase di chiusura, vieneavviato nuovamente il movimento diapertura.




CANCELLO AUTOMATICO

SVILUPPO CON LADDER DIAGRAM

Assunzioni:

Gli ingressi del sistema sono: segnale di avvenuta pressione del telecomando e segnale di fotocellula

occupata da ostacolo, segnale di fine corsa e segnale di inizio corsa, ad opera di 2 sensori.

Le uscite del sistema sono i comandi principali che controllano il motore del cancello: Spegni Motore,

Movimento di Apertura, Movimento di Chiusura.

Tra le variabili interne, sono presenti i temporizzatori che regolano l'apertura, la chiusura o l'attesa del

cancello.




CANCELLO AUTOMATICO





CANCELLO AUTOMATICO





CANCELLO AUTOMATICO





CANCELLO AUTOMATICO





CANCELLO AUTOMATICO





CANCELLO AUTOMATICO





CANCELLO AUTOMATICO





SEMAFORO INTELLIGENTE

Per la realizzazione di un incrocio semaforico dotato di semafori intelligenti, ci siamo basati sullo studio di un caso

reale: l’incrocio tra le strade SP231 (ex SS 98 Bari-Foggia) e SP119 (Bitonto-Palo del Colle) è caratterizzato da

un’elevata densità di traffico, soprattutto lungo la prima strada, a sfavore della seconda.

Per questo motivo, andremo ad implementareuna rete semaforica che tenga conto di tale

differenza di densità di traffico, privilegiando la

percorrenza della prima strada, sfavorendo la

seconda.

ANALISI DEL PROBLEMA





ANALISI DEL PROBLEMA

Il funzionamento proposto è il seguente: la strada

principale, a maggiore densità di traffico, permetterà ai

veicoli di transitare lungo l’incrocio molto più velocemente,

rispetto al funzionamento originale. Infatti, se non sono

presenti veicoli lungo la strada secondaria, in attesa, i

semafori S1 e S2 mostreranno sempre la colorazione

verde.

Attraverso l’impiego di opportuni sensori di pressione sulla

strada secondaria, i veicoli che sopraggiungono

all’incrocio potranno prenotare l’occupazione dell’incrocio,

facendo scattare prima il giallo e poi il rosso sui semafori

S1 e S2, mentre i semafori S3 e S4 assumeranno

colorazione verde






L’implementazione tramite rete di Petri prevede la

decomposizione del sistema in 3 sotto-sistemi: il

primo riguarda i semafori della strada principali, il

secondo riguarda i semafori della strada

secondaria e il terzo realizza la funzione di

prenotazione.La marcatura iniziale della rete prevede

l’abilitazione della evoluzione della colorazione

dei semafori principali S1 e S2. Inoltre,

in iz ia lmente, i quatt ro semafor i sono

contemporaneamente rossi per 5 secondi:

questa condizione è stata imposta come vincolo

di sicurezza, nel caso in cui qualche veicolo

oltrepassi l’incrocio con il giallo oppure con ilrosso.

Come condizione iniziale, in aggiunta è reso

disponibile lo stato di abilitazione alla

prenotazione, da parte dei veicoli che giungono

nei pressi dell’incrocio, precorrendo la strada

secondaria.

Si accetta una sola prenotazione per ciclo di

evoluzioni.

Abilitazione

Prenotazione






I posti S1/2 e S3/4 permettono

l’evoluzione delle colorazioni dei

semafori: inizialmente, solo S1/2

è marcato, quindi l’evoluzione

riguarda solamente i semafori S1

e S2. Al termine della fascia di

sicurezza in cui i 4 semafori sono

t u t t i r o s s i , d e l l a d u r a t a

complessiva di 5 secondi, i

semafori S1 e S2 possono

passare alla colorazione verde.

Se nessuna auto sopraggiunge

sulla strada secondaria, tali

semafori resteranno su questa

colorazione, fintantochè non saràeffettuata una prenotazione.

Nel caso in cui ci siano sempre

auto che prenotino l’impegno

dell’incrocio, la rete si comporterà

allo stesso modo con cui

funziona attualmente: ci saranno

continue evoluzioni e tutti i

semafori evolveranno nello stato,evitando le penalizzazioni.

prenotazione abilitazione nuova prenotazione






L’arrivo di un veicolo proveniente dalla

s t rada seconda r i a ne i p ress i

dell’incrocio è modellato tramite

transizioni stocastiche. Se è possibile

prenotare l’impegno dell’incrocio (cioèlungo la strada principale i semafori

sono nella colorazione verde), allora il

segnale di pressione dei sensori fa sì

che il sistema tenga conto della

presenza di veicoli in attesa sulla strada

secondaria e abiliti l’evoluzione della

rete, cambiando la colorazione dei

semafori. Questo meccanismo funziona

nel caso in cui almeno un’auto è in

attesa sulla strada secondaria.

Abilitazione

Prenotazione






Assunzioni:

Gli ingressi del sistema sono: arrivo di un'auto in corrispondenza del semaforo S3 o S4, lungo la strada

secondaria.

Le uscite del sistema sono pari alle colorazioni dei semafori: si assume che i semafori della stessa strada

assumono nello stesso istante il medesimo colore.

Tra le variabili interne, sono presenti i temporizzatori che regolano le transizioni da un colore all'altro.
























































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