Realizzazione di un sistema SCADA per la gestione di un magazzino

UNIVERSITÁ DI PISA

FACOLTÀ DI INGEGNERIA

CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA

TESI DI LAUREA:

Realizzazione di un sistema SCADA per la

gestione di un magazzino

RELATORE CANDIDATO

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PROF. LUCA SANI VALERIO PAOLI

Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione

RELATORE

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PROF. STEFANO DI PASCOLI

Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione : Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni

Un ringraziamento particolare al Prof. Luca Sani per avermi aiutato in questo difficile compito ed uno molto particolare a mia moglie senza la quale non sarei arrivato al traguardo.

Elenco delle figure

Capitolo 1

Figura 1.1 Esempio di tag passivo in tecnologia RFID Figura 1.2 Esempio di scaffalatura a gravità

Figura 1.3 Vista laterale di parte della scaffalatura Figura 1.4 Pianta di parte della scaffalatura

Figura 1.5 Schema del sistema di potenza per il movimento perpendicolare agli scaffali

Figura 1.6 Schema del sistema di potenza per il movimento longitudinale nel corridoio tra gli scaffali

Figura 1.7 Schema del sistema di potenza per il movimento verticale della torretta

Figura 1.8 Schema del sistema di potenza per la rotazione della torretta

Figura 1.9 Schema del sistema di potenza per l’estensione delle braccia telescopiche

Figura 1.10 Schema del sistema di potenza per il movimento trasversale delle braccia telescopiche

Figura 1.11 Sensore capacitivo modello -08BNP-TW0 della ditta SICK

Figura 1.12 Cella di carico modello C2 della ditta HBM

Figura 1.13 Microswitch modello 3-038-202 della ditta Marcucci

Figura 1,14 Schema del sistema di potenza del nastro trasportatore per l’uscita delle merci

Figura 1.15 Fotocellule modello OR della ditta Telestar Figura 1.16 Coordinate di una scatola nella scaffalatura

Capitolo2

Figura 2.1 Interruttori di sicurezza della ditta Rockwell Automation.

Figura 2.2 Interruttori a fungo della ditta Tecnel System Figura 2.3 PLC Siemens S7-300

Figura 2.4 Struttura dell’S7-300

Figura 2.5 Caratteristiche della CPU 312

Figura 2.6 Caratteristiche del modulo di ingressi digitali Figura 2.7 Caratteristiche del modulo di uscite digitali Figura 2.8 Caratteristiche del modulo di ingressi analogici

Capitolo 3

Figura 3.1 Primi stati dell’operazione di prelievo Figura 3.2 Ultimi stati dell’operazione di prelievo

Figura 3.3 Programma S7 per i trasloelevatori di prelievo delle merci

Figura 3.4 Blocco Organizzativo OB1 prima parte Figura 3.5 Blocco Organizzativo OB1 seconda parte Figura 3.6 Codice del blocco FB50

Figura 3.7 Codice della funzione FC10 Figura 3.8 Codice del blocco FB55

Figura 3.9 Blocco funzionale FB1 prima parte Figura 3.10 Blocco funzionale FB1 seconda parte

Figura 3.12 Blocco funzionale FB1 quarta parte

Figura 3.13 Segmento relativo al movimento longitudinale senza cambio di fila

Figura 3.14 Segmento relativo al cambio di fila

Figura 3.15 Segmento relativo al movimento longitudinale nella fila scelta

Figura 3.16 Segmento relativo al movimento verticale della torretta

Figura 3.17 Segmento relativo al movimento rotatorio della torretta

Figura 3.18 Segmento relativo al movimento di

avvicinamento delle braccia alla scatola e di estensione delle stesse all’interno dello scaffale Figura 3.19 Segmento relativo al movimento di sollevamento

della scatola e della sua estrazione dallo scaffale Figura 3.20 Segmento relativo al ritorno del trasloelevatore al

nastro di uscita senza cambio di fila

Figura 3.21 Segmento relativo al ritorno del trasloelevatore al nastro di uscita con cambio di fila

Figura 3.22 Segmento di codice relativo alla rotazione della torretta verso il nastro

Figura 3.23 Segmento relativo alla richiesta di fermo nastro e consenso al deposito ed all’estensione delle

braccio sopra il nastro

Figura 3.24 Segmento relativo al rilascio della scatola sul nastro ed al ritorno del trasloelevatore nella posizione di riposo

Figura 3.25 Blocco dati DB99

Figura 3.26 Tabella dei simboli del programma S7 di prelievo Capitolo 4

Figura 4.1 Stati del nastro di trasporto delle scatole in uscita Figura 4.2 Programma S7 per la gestione del nastro di

trasporto delle scatole in uscita Figura 4.3 Blocco Organizzativo OB1 Figura 4.4 Blocco funzionale FB2 Figura 4.5 Blocco funzionale FB10

Figura 4.6 Blocco funzionale FB1 prima parte Figura 4.7 Blocco funzionale FB1 seconda parte

Figura 4.8 Codice relativo al deposito di una scatola da parte del trasloelevatore 1

Figura 4.9 Codice relativo alle situazioni in cui il deposito della scatola da parte del trasloelevatore 1 non è possibile

Figura 4.10 Parte di codice relativa al prelievo di una scatola alla postazione di uscita

Figura 4.11 Parte finale del blocco FB1 con i salti all’inizio Figura 4.12 Tabella dei simboli del programma di gestione

del nastro Capitolo 5

Figura 5.1 Condivisione delle informazioni a vari livelli in un processo produttivo

Figura 5.3 Comunicazione attraverso Server OPC Figura 5.4 OPC Logo della OPC Foundation Figura 5.5 OPC Server, OPC Group e OPC Item

Figura 5.6 La scheda Applicom PCI 1500PFB

Figura 5.7 Caratteristiche della scheda Applicom PCI

1500PFB

Figura 5.8 Logo del PROFIBUS Figura 5.9 Rete PROFIBUS Figura 5.10 Architettura activeX

Figura 5.11 Esempio di finestre di dialogo dell’activeX Figura 5.12 Elenco delle funzioni dell’activeX

Figura 5.13 Integrazione del componente activeX in VB.net Figura 5.14 Struttura della configurazione

Figura 5.15 Aggiunta della nuova configurazione Figura 5.16 Aggiunta dei vari server

Figura 5.17 Aggiunta dei gruppi Figura 5.18 Definizione degli item

Capitolo 6

Figura 6.1 Struttura dell’applicazione ‘Magazzino’ Figura 6.2 Form Main all’avvio dell’applicazione

Figura 6.3 Form per la modifica dei dati del magazzino Figura 6.4 Form Archivio Articoli

Figura 6.5 Finestra di visualizzazione dei dati di un articolo Figura 6.6 Form per la modifica di un record.

Figura 6.7 Richiesta di conferma per l’eliminazione di un record

Figura 6.8 Pagina per la composizione degli ordini Figura 6.9 Anteprima di stampa dell’ordine

Figura 6.10 Conseguenze del comando ‘Nuovo Ordine’ con un ordine già presente.

Figura 6.11 Richiesta di conferma del comando di uscita con un ordine non ancora prelevato.

Figura 6.12 Diagramma di flusso della subroutine ‘preleva’ Figura 6.13 Prelievo completamente fallito

Figura 6.14 Operazione di prelievo in corso Figura 6.15 Operazione di prelievo completata Figura 6.16 Operazione di prelievo non completata

Indice

………

Introduzione pagina 11

……… Capitolo 1

1.1 Descrizione generale del magazzino pagina 16 1.2 Descrizione dei trasloelevatori di prelievo pagina 21 1.3 Descrizione del sistema di trasporto

delle merci in uscita pagina 29 1.5 Descrizione del sistema di coordinate usato pagina 31

……… Capitolo 2

2.1 Definizione dei requisiti di sicurezza pagina 33 2.2 Definizione dei requisiti Hardware pagina 36

……… Capitolo 3

3.1 Descrizione di un’operazione di prelievo pagina 42 3.2 Suddivisione dell’operazione in blocchi

elementari pagina 43 3.3 Programma S7 relativo ad un’ operazione

di prelievo pagina 49

Capitolo 4

4.1 Descrizione di una operazione di trasporto

di una scatola alla postazione di uscita pagina 72 4.2 Programma S7 dell’operazione

di trasporto pagina 75

……… Capitolo 5

5.1 Introduzione ai problemi di condivisione

dei dati pagina 86 5.2 Lo standard OPC pagina 89 5.3 Interfacce OPC Server pagina 91 5.4 La scheda Applicom PCI 1500PFB pagina 93 5.5 Il protocollo PROFIBUS pagina 95 5.6 Applicom activeX Control pagina 97

……… Capitolo 6

6.1 Considerazioni generali pagina 107 6.2 Descrizione dell’applicazione pagina 109

……… Appendice A

Listato dell’applicazione VB.net pagina 132