28-04-2025 - System Analysis - Fundamentals [EN]-[IT]

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ENGLISH

28-04-2025 - System Analysis - Fundamentals [EN]-[IT]
With this post I would like to give a short instruction about the topic mentioned in the subject
(code notes: X_99-98)

image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

Introduction
Today automation is something we find almost everywhere.
What is automation?
We can define automation as the use of technologies and control systems to manage the operation of a machine. One of the main goals of automation is to reduce the need for human presence and intervention.
It is used to improve different aspects of a product, machine or process. Below I list some aspects that automation can improve:
-Efficiency
-Productivity
-Safety
-Quality

Automation and the engineer
The engineer who enters the field of automation design is a figure whose objective is to design devices capable of performing actions, all supported by a control system.

System to control and control system

image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

The system to control
The system to control can be a machine or a set of machines (such as a fruit packaging plant)
The control system
The control system is what supervises what is happening in the system to control.
The actuators are the devices that intervene on the system to control in order to intervene on the behavior of the system.

Cost of a control system
When we talk about automation, we are talking about something that can also be quite complex. We said that we will have a system to control and a control system. One of the important issues to address right away is to understand when the control system will have to be important, that is, how much it will have to cost.
A control system can have a slight impact on the costs of the entire system, but it can also be very expensive.
A control system in fact needs:
-Design of the architecture of the control system
-Acquisition of the actuators and measurement devices
-Acquisition of the communication network
-Commissioning of the instrumentation and communication network
-Design and commissioning of the control modes

To ensure that costs do not get out of hand, it is a good idea to carry out a practice that is the cost ratio, that is, to relate the costs to the performance of a control system.

Choice of controls
Choosing the control modes in a system with automation is of fundamental importance.
Therefore it is important.
-Acquire knowledge of the structural and behavioral characteristics of the system to be controlled.
-Define the objectives that the entire system must achieve
-Identify the intervention actions
-Establish tests to verify the effectiveness of the automation design
The choice of control methods is not easy, but it is very important. Making the wrong choice certainly means starting off on the wrong foot and certainly having higher final costs.
For this reason, three things must be carefully considered when choosing control methods.
It is important to take into account the structural constraints (imposed by the system to be controlled), the operational constraints, and cost constraints.
I will focus for a moment on cost constraints. The higher costs will arise from the design, construction, installation and commissioning.

Communication networks

image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

In the field of automation, communication networks are very important.
They are useful for transmitting the data and information needed to manage the system, to control it and to provide data in real time. Personally, I think communication networks are something that can be assimilated to our nervous system.
Communication networks, such as industrial Ethernet or field buses, are similar to nerves that transmit signals between the brain and other parts of the body. All information travels through them.

Human-machine interfaces
Here we come to one of the most important things about automation.
The man, or the personnel who control the automated system, must be able to see or verify what is happening inside the system to be controlled and what the control system is doing.
In an automated system we will therefore have equipment that will allow us to perform data processing or display information. They can be monitors, computers, displays, touch screen videos. This set of equipment is called, human-machine interface.

Professionalism required

image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

When designing systems in which there is a certain amount of automation, the designer must have certain engineering skills. The designer should know the basic mathematical tools such as:
-Matrix calculus
-Complex calculus
-Derivatives
-Integrals
-Differential equations
This will be useful to develop the initial calculations to set up a system to be controlled and the control system correctly.

Conclusions
Automation is used to improve a product, the operation of a machine or to make a process more efficient. It is widely used in various sectors, such as industrial production, logistics, energy and even healthcare.

Question
To date, there is no well-defined inventor of automation, but we can say that automation was thought of immediately at the birth of the industrial revolution. Did you know that already in 1784 Edmund Cartwright invented the automatic loom for the production of fabrics?

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ITALIAN

28-04-2025 - Analisi dei sistemi - Concetti fondamentali [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(code notes: X_99-98)

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Introduzione
Oggi l'automazione è qualcosa che troviamo quasi ovunque.
Che cosa è l'automazione?
Possiamo definire l'automazione come l'uso delle tecnologie e sistemi di controllo per gestire il funzionamento di un macchinario. Uno degli obiettivi principali dell'automazione è quello di ridurre la necessità della presenza e dell'intervento umano.
Essa viene usata per migliorare diversi aspetti di un prodotto, di un macchinario o di un processo. Qui di seguito elenco alcuni aspetti che l'automazione può migliorare:
-Efficienza
-Produttività
-Sicurezza
-Qualità

L'automazione e l'ingegnere
L'ingegnere che si inserisce nel campo della progettazione dell'automazione è una figura che ha come obiettivo quello di progettare dispositivi in grado di eseguire azioni, il tutto affiancato da un sistema di controllo.

Sistema da controllare e sistema di controllo

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Il sistema da controllare
Il sistema da controllare può essere un macchinario o un insieme di macchine (tipo un impianto per il confezionamento della frutta)
Il sistema di controllo
Il sistema di controllo è quello che supervisiona cosa sta succedendo nel sistema da controllare.
Gli attuatori sono i dispositivi che intervengono sul sistema da controllare in maniera da intervenire sul comportamento del sistema.

Costo di un sistema di controllo
Quando parliamo di automazione, parliamo di qualcosa che può essere anche piuttosto complesso. Abbiamo detto che avremo un sistema da controllare ed un sistema di controllo. Una delle questioni importanti da affrontare sin da subito è quella di comprendere quando dovrà essere importante il sistema di controllo, cioè, quanto dovrà costare.
Un sistema di controllo può avere un impatto leggero sui costi di tutto il sistema, ma può essere anche molto oneroso.
Un sistema di controllo ha infatti bisogno di:
-Progettazione dell'architettura del sistema di controllo
-Acquisizione degli attuatori e dei dispositivi di misura
-Acquisizione della rete di comunicazione
-Messa in funzione della strumentazione e della rete di comunicazione
-Progettazione e messa in funzione delle modalità di controllo

Per fare in modo che i costi non sfuggano di mano è bene eseguire una pratica che è quella rapporto dei costi, cioè rapportare i costi alle prestazioni di un sistema di controllo.

Scelta dei controlli
Scegliere le modalità di controllo in un sistema con automazione è di fondamentale importanza.
Quindi è importante.
-Acquisire la conoscenza delle caratteristiche strutturali e comportamentali del sistema da controllare.
-Definire gli obiettivi che il sistema intero deve raggiungere
-Individuare le azioni di intervento
-Stabilire delle prove per verificare l'efficacia della progettazione dell'automazione
La scelta delle modalità di controllo non è facile, ma è molto importante. Sbagliare la scelta significa partire certamente con il piede sbagliato ed avere sicuramente dei costi finali maggiori.
Per questo motivo si devono pensare bene tre cose quando si fanno le scelte delle modalità di controllo.
E' importante tenere conto dei vincoli strutturali (imposti dal sistema da controllare), dei vincoli operativi, vincoli di costo.
Mi soffermo un attimo sui vincoli di costo. I costi maggiori deriveranno dalla progettazione dalla realizzazione dall'installazione e dalla messa in funzione.

Reti di comunicazione

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Nell'ambito dell'automazione le reti di comunicazione sono importantissime.
Esse sono utili per poter trasmettere i dati e le informazioni necessarie per gestire il sistema, per controllarlo e per fornire i dati in tempo reale. Personalmente ritengo le reti di comunicazione qualcosa che possono essere assimilabili al nostro sistema nervoso.
Le reti di comunicazione, come Ethernet industriale o bus di campo, sono simili ai nervi che trasmettono segnali tra il cervello e le altre parti del corpo. Tramite quelle viaggiano tutte le informazioni.

Interfacciamenti uomo macchina
Ecco che arriviamo ad una delle cose più importanti dell'automazione.
L'uomo, o il personale che controlla il sistema automatizzato, deve poter vedere o verificare cosa sta succedendo all'interno del sistema da controllare e cosa sta facendo il sistema di controllo.
In un impianto automatizzato avremo quindi delle apparecchiature che consentiranno di realizzare elaborazione dati o visualizzare informazioni. Possono essere dei monitor, dei computer, dei Display, dei video touch screen. Questo insieme di apparecchiature vengono chiamate, interfacciamento uomo macchina.

Professionalità richiesta

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Quando si progettano sistemi in cui è presente una certa automazione il progettista deve avere certe abilità ingegneristiche. Il progettista dovrebbe conoscere gli strumenti matematici di base tipo:
-Calcolo matriciale
-Calcolo complesso
-Derivate
-Integrali
-Equazioni differenziali
Questo sarà utile a sviluppare i calcoli iniziali per imbastire un sistema da controllare ed il sistema di controllo in maniera corretta.

Conclusioni
L'automazione viene usata per migliorare un prodotto, il funzionamento di un macchinario o per efficientare un processo. Essa è ampiamente utilizzata in vari settori, come la produzione industriale, la logistica, l'energia e persino la sanità.

Domanda
Ad oggi non esiste un inventore ben definito dell'automazione, però possiamo affermare che l'automazione fu pensata subito in corrispondenza della nascita della rivoluzione industriale. Lo sapevate che già nel 1784 Edmund Cartwright inventò il telaio automatico per la produzione di tessuti?

THE END