sistemi e strumenti per l`automazione 22/07/13

SISTEMI E STRUMENTI PER L’AUTOMAZIONE
22/07/13
SENSORI INTELLIGENTI E BUS DI CAMPO (30 minuti)
Nome ………………………………………………………
Matricola……………
1) Resolution uncertainty è normalmente … della calibration uncertainty
a) minore
b) uguale
c) maggiore
(1 punto)
2) IEEE1451.4 riguarda i sensori …
a) wireless
b) con interfaccia analogica
(1 punto)
c) con interfaccia CANOPEN
3) IN CAN il nominal bit time e’ costituito da …
a) 8 time quantum
b) 10 time quantum
(1 punto)
c) un numero di time quantum variabile
4) DEVICENET e CANOPEN possono coesistere perché entrambi basati su CAN2.0B
(1 punto)
a) vero
b) falso
c) coesistono solo per alcuni bit rate
5) Il file GSD di Profibus è usato per …
a) determinare il bit rate del bus
b) settare correttamente il profilo Profienergy
c) acquisire la TEDS
(1 punto)
6) Ethernet/IP è stato inizialmente progettato per le applicazioni …
a) di comunicazione PLC-PLC e PLC-Periferia
b) di comunicazione tra azionamenti per applicazioni di motion
c) di comunicazione tra PLC e sensori e attuatori a basso costo
(1 punto)
7) … utilizza gateway per organizzare il traffico TCP negli appositi slot dedicati
a) Ethernet/IP
b) Ethernet Powerlink
c) Ethercat
(1 punto)
8) Profinet IO supporta ….
(1 punto)
a) soluzioni soft real-time basate su hardware standard
b) soluzioni hard real-time basate su hardware (switch) modificato per il supporto di TDMA sincronizzato
c) entrambe le soluzioni
9) Nello standard IEEE1588 il one_way_delay è
a) lo sfasamento tra il clock del master e il clock dello slave
b) il valore medio del ritardo di propagazione da master a slave e da slave a master
c) il valore del ritardo nella direzione da master a slave
(1 punto)
10) OMS (Open Metering System) definisce un’architettura di comunicazione dove il livello primario è… (1
punto)
a) basato su Real Time Ethernet
b) basato su Powerline
c) basato su M-bus cablato o wireless
SISTEMI E STRUMENTI PER L’AUTOMAZIONE
21/06/13
SENSORI INTELLIGENTI E BUS DI CAMPO (60 minuti)
Nome ………………………………………………………
Matricola……………
1) Si illustri brevemente lo std. IEEE1451.4
(3 punti)
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2) Illustrare brevemente Profibus PA, le differenze con Profibus DP e i process values
(3 punti)
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3) Descrivere gli aspetti legati alla topologia di rete e alla ridondanza in Ethercat
(3 punti)
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4) Definire le funzionalità del Network manager in WirelessHART.
(3 punti)
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SISTEMI E STRUMENTI PER L’AUTOMAZIONE
21/06/13
SENSORI INTELLIGENTI E BUS DI CAMPO
SOLUZIONI
1) Resolution uncertainty è normalmente … della calibration uncertainty
a) minore
b) uguale
c) maggiore
a)
(1 punto)
2) IEEE1451.4 riguarda i sensori …
a) wireless
b) con interfaccia analogica
b)
(1 punto)
3) IN CAN il nominal bit time e’ costituito da …
a) 8 time quantum
b) 10 time quantum
c)
c) con interfaccia CANOPEN
(1 punto)
c) un numero di time quantum variabile
4) DEVICENET e CANOPEN possono coesistere perché entrambi basati su CAN2.0B
(1 punto)
a) vero
b) falso
c) coesistono solo per alcuni bit rate
b)
5) Il file GSD di Profibus è usato per …
a) determinare il bit rate del bus
b) settare correttamente il profilo Profienergy
c) acquisire la TEDS
a)
(1 punto)
6) Ethernet/IP è stato inizialmente progettato per le applicazioni …
a) di comunicazione PLC-PLC e PLC-Periferia
b) di comunicazione tra azionamenti per applicazioni di motion
c) di comunicazione tra PLC e sensori e attuatori a basso costo
a)
(1 punto)
7) … utilizza gateway per organizzare il traffico TCP negli appositi slot dedicati
a) Ethernet/IP
b) Ethernet Powerlink
c) Ethercat
b)
(1 punto)
8) Profinet IO supporta ….
(1 punto)
a) soluzioni soft real-time basate su hardware standard
b) soluzioni hard real-time basate su hardware (switch) modificato per il supporto di TDMA sincronizzato
c) entrambe le soluzioni
c)
9) Nello standard IEEE1588 il one_way_delay è
a) lo sfasamento tra il clock del master e il clock dello slave
b) il valore medio del ritardo di propagazione da master a slave e da slave a master
c) il valore del ritardo nella direzione da master a slave
b)
(1 punto)
10) OMS (Open Metering System) definisce un’architettura di comunicazione dove il livello primario è… (1
punto)
a) basato su Real Time Ethernet
b) basato su Powerline
c) basato su M-bus cablato o wireless
c)
SENSORI INTELLIGENTI E BUS DI CAMPO
22/07/13
SENSORI INTELLIGENTI E BUS DI CAMPO
SOLUZIONI
1) Si illustri brevemente lo std. IEEE1451.4
(3 punti)
Lo Standard IEEE1451.4 è la sottoparte dello standard IEEE1451 (Smart sensors) che riguarda i sensori che
normalmente sono utilizzati con uscita analogica ma che vogliono disporre di funzionalità Smart per funzionalità di
supporto, quali l’identificazione, la messa in servizio, la diagnostica. Sono previsti un approccio Hardware e un
approccio Software. Nel primo caso il sensore utilizza un’interfaccia 1-wire per l’accesso alla TEDS, il foglio
elettronico contenente le informazioni inerenti il sensore, memorizzata nel sensore stesso; nel secondo caso la TEDS è
virtuale e cioè è memorizzata nel sito del costruttore e viene associata dall’ambiente di sviluppo (es. National per
applicazioni Labview) direttamente al canale di ingresso del sensore che quindi non necessita di alcuna modifica
rispetto ai sensori tradizionali con uscita 4-20mA o con qualunque altra uscita di tipo analogico. L’approccio Software
si presta quindi al retrofitting di sensori esistenti.
2) Illustrare brevemente Profibus PA, le differenze con Profibus DP e i process values
(3 punti)
Profibus PA è un bus di campo per l’automazione di processo e per le aree a sicurezza intrinseca. Rispetto a Profibus
DP differisce a livello fisico, adottando una codifica Manchester su bus IEC61158-2, che tra l’altro permette di
alimentare i nodi diminuendo il rischio di scintille, motivo per cui anche il bit rate è notevolmente ridotto (31kbaud).
PA e DP possono coesistere grazie a dispositivi di interfaccia quali linker e coupler. Profibus PA agisce anche come
profilo per la gestione dei process value, che sono grandezze analogiche codificate in virgola mobile (4 bytes) e
arricchite di un byte di Status (qualità, limiti) e soggette a soglie di preallarme e di allarme.
3) Descrivere gli aspetti legati alla topologia di rete e alla ridondanza in Ethercat
(3 punti)
Ethercat è una Real Time Ethernet che ha come punto di forza, oltre al basso costo, l’estrema flessibilità nella
realizzazione di diverse configurazioni di rete. La comunicazione avviene per invio da parte del master di un pacchetto
dove tutti i nodi agiscono “mentre il pacchetto passa” leggendo e scrivendo dati, l’ultimo nod reinvia il pacchetto al
master passando attraverso gli altri nodi incontrati durante l’andata. La connessione tra il master e i vari slave è quindi
naturalmente ridondante grazie alla connessione di ritorno che permette ai nodi prima del guasto di continuare a
comunicare; nel caso il master disponga di due porte Ethernet, si può creare un anello fault tolerant. Ethercat supporta
topologie lineari, daisy chain, ad albero, a stella.
4) Definire le funzionalità del Network manager in WirelessHART.
(3 punti)
WirelessHART è uno standard (IEC62591) per la comunicazione wireless in reti di sensori per il controllo di processo.
WH prevede una rete mesh che, mediante un gateway, si inserisce in un’architettura ibrida per la connessione verso
DCS o sistemi di gestione e controllo. Il gateway consta di due funzioni principali: Security Manager e Network
Manager. Il Network Manager è responsabile della costruzione e della gestione della rete mesh, assegnando i percorsi di
routing e gestendone la diagnostica.