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Automazione
Vincenzo Suraci
Sequential Functional Chart
(SFC) - Parte 2
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• STRUTTURE DI COLLEGAMENTO
STRUTTURA DEL NUCLEO TEMATICO
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STRUTTURE DI COLLEGAMENTO
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Abbiamo visto la STRUTTURA DI BASE del linguaggio SFC.
Passiamo ora a studiare le STRUTTURE DI COLLEGAMENTO tra i diversi STATI.
INTRODUZIONE
1.X 1.T
2.X 2.T
Condizione 1
Q1 A1 V1
Q2 A2 V2
• n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se lo stato è ATTIVO
• Am – IDENTIFICATORE (UNIVOCO) della azione • Qm – QUALIFICATORE della tipologia di azione • Vm – VARIABILE TRUE se l’azione è stata terminata
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La prima STRUTTURA DI COLLEGAMENTO è la SCELTA o DIVERGENZA tra due o più stati successivi.
Quando lo STATO n è ATTIVO, le CONDIZIONI A VALLE sono ABILITATE. Per decidere quale sarà lo stato SUCCESSIVO, è necessario verificare quale delle condizioni abilitate è TRUE.
SCELTA o DIVERGENZA
n
n+2 n+1 n+k …
cond n+1 cond n+2 cond n+k
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ESEMPIO Riprendendo L’ESEMPIO DALLA TAGLIERINA, supponiamo che A VALLE del dispositivo di taglio vi sia un SENSORE DI MISURA che IN BASE ALLA MISURAZIONE del pezzo tagliato esegue DUE STAMPI DIFFERENTI.
È evidente che per un corretto funzionamento è necessario che le AZIONI DI STAMPO siano MUTAMENTE ESCLUSIVE.
SCELTA o DIVERGENZA
Taglierina verticale
nastro trasportatore
film
MOTORE LINEARE
SENSORE OTTICO
SENSORI DI INIZIO
E FINE CORSA
MOTORE LINEARE
MOTORE LINEARE
!SENSORE MISURA
nastro trasportatore
"#
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Tracciando il diagramma SFC avremo:
SCELTA o DIVERGENZA
2
3 4
1
Prodotto rilevato
Movimento Nastro
Misurazione
Tratto lungo Tratto breve
Stampo A Stampo B
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PROPRIETÀ DI MUTUA ESCLUSIONE Lo standard IEC 61131-3 richiede che la STRUTTURA DI COLLEGAMENTO di tipo SCELTA o DIVERGENZA soddisfi il vincolo di MUTUA ESCLUSIONE delle scelte.
Per IMPORRE tale vincolo, viene aggiunto alle condizioni di scelta l’AND LOGICO di tutte le CONDIZIONI successive NEGATE.
SCELTA o DIVERGENZA
n
n+2 n+1 n+k …
cond n+1 cond n+2 cond n+k
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La STRUTTURA DI COLLEGAMENTO che vede TERMINARE PIÙ SEQUENZE in un MEDESIMO STATO attraverso DIFFERENTI TRANSIZIONI, è la CONVERGENZA.
CONVERGENZA
n+k+1
n+2 … cond n+k+1 cond n+k+2 cond n+2k
n+1 n+k
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La CONVERGENZA è la logica TERMINAZIONE di una DIVERGENZA MUTUAMENTE ESCLUSIVA.
CONVERGENZA
n+k+1
n+2 … cond n+k+1 cond n+k+2 cond n+2k
n+1 n+k
n
cond n+1 cond n+2 cond n+k
DIVERGENZA MUTUAMENTE
ESCLUSIVA
CONVERGENZA
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ESEMPIO Riprendendo L’ESEMPIO di prima, supponiamo che A VALLE del dispositivo di stampo vi sia un SENSORE DI QUALITÀ che FOTOGRAFA il pezzo e quindi un circuito di espulsione del pezzo.
SSSSSSSSSSSSSSSS!
CIRCUITO DI ESPULSIONE
CONVERGENZA
MOTORE LINEARE
MOTORE LINEARE
!SENSORE MISURA
nastro trasportatore
SENSORE QUALITÀ
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Il diagramma SFC sarà:
CONVERGENZA
2
3 4
1
Prodotto rilevato
Movimento Nastro
Misurazione
Tratto lungo Tratto breve
Stampo A Stampo B
Stampo A terminato Stampo B terminato
5 Test qualità
6
Foto terminata
Espulsione
Espulsione eseguita
DIVERGENZA MUTUAMENTE
ESCLUSIVA
CONVERGENZA
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La STRUTTURA DI COLLEGAMENTO che permette l’attivazione di SEQUENZE PARALLELE a partire da una singola TRANSIZIONE, è il PARALLELISMO.
Quando la TRANSIZIONE viene ATTIVATA, TUTTI gli STATI A VALLE vengono ATTIVATI.
PARALLELISMO
cond n
n
n+2 n+1 n+k …
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ESEMPIO Si consideri un sistema di lavorazione di due ELEMENTI METALLICI (TIPO A e TIPO B) composto da un NASTRO TRASPORTATORE, un SENSORE OTTICO per la rilevazione del tipo di pezzo e tre azionamenti deputati al RISCALDAMENTO, alla FORATURA e alla SALDATURA.
• Se il pezzo da lavorare è di TIPO A, deve essere CONTEMPORANEAMENTE RISCALDATO ad una temperatura prefissata e FORATO;
• Se il pezzo da lavorare è di TIPO B, deve essere RISCALDATO e FORATO e in seguito RISCALDATO e SALDATO.
PARALLELISMO
MOTORE LINEARE
nastro trasportatore
MOTORE LINEARE
SENSORE OTTICO
Riscaldamento Foratura Saldatura
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Progettiamo la logica di controllo tramite diagrammi SFC. Innanzitutto AZIONIAMO IL NASTRO TRASPORTATORE ed IDENTIFICHIAMO IL PEZZO DA LAVORARE usando una DIVERGENZA:
PARALLELISMO
2
1
Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Identificazione
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B DIVERGENZA
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Considerando il ramo a sinistra (Prodotto di tipo A), dovremmo utilizzare un PARALLELISMO per attuare RISCALDAMENTO e FORATURA come da specifica.
PARALLELISMO
2
1
Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Identificazione
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B DIVERGENZA
PARALLELISMO
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Ma questa rappresentazione VIOLA il FORMALISMO dei DIAGRAMMI SFC.
PARALLELISMO
2
1
Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Identificazione
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B DIVERGENZA
PARALLELISMO
VIOLAZIONE Prima del PARALLELISMO c’è una
TRANSIZIONE, PRECEDUTA da uno STATO e non da una DIVERGENZA o altro…
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La soluzione è quella di introdurre uno STATO DUMMY, che non fa NULLA, la cui TRANSIZIONE è sempre TRUE. L’utilità degli stati dummy è quella di conservare la CORRETTEZZA FORMALE del diagramma SFC.
PARALLELISMO
2
1
Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Identificazione
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B DIVERGENZA
PARALLELISMO
3
true PARALLELISMO
4
true
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Terminiamo quindi l’esempio, riportando le azioni degli stati da eseguire in parallelo.
PARALLELISMO
2
1 Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B
3 true
4 true
Identificazione
5 Riscaldamento pezzo di tipo A 6 Foratura
di tipo A 8 Foratura di tipo B 7 Riscaldamento
pezzo di tipo B
9 Saldatura di tipo B
Foratura completata Riscaldamento completato
Saldatura completata
Riscaldamento completato
Foratura completata
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La STRUTTURA DI COLLEGAMENTO duale al parallelismo è la SINCRONIZZAZIONE. Essa è data da una TRANSIZIONE con più STATI A MONTE.
La TRANSIZIONE viene ABILITATA solo quando TUTTI gli STATI A MONTE vengono ATTIVATI.
SINCRONIZZAZIONE
cond n
n
n – k +1 n - k … n - 1
cond n+1
SINCRONIZZAZIONE
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ESEMPIO Si consideri il sistema dell’esempio precedente. A valle di esso ci sono un SENSORE DI QUALITÀ che fotografa il pezzo e un CIRCUITO DI ESPULSIONE.
Tracciamo i DIAGRAMMI SFC del processo industriale completo.
SINCRONIZZAZIONE
MOTORE LINEARE
nastro trasportatore
MOTORE LINEARE
SENSORE OTTICO
Riscaldamento Foratura Saldatura CIRCUITO DI
ESPULSIONE
SENSORE QUALITÀ SSSSSSSSSSSSSSSS!
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Sembra intuitivo aggiungere una SINCRONIZZAZIONE al termine degli stati 5,6 e 7,9…
SINCRONIZZAZIONE
2
1 Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B
3 true
4 true
Identificazione
5 Riscaldamento pezzo di tipo A 6 Foratura
di tipo A 8 Foratura di tipo B 7 Riscaldamento
pezzo di tipo B
9 Saldatura di tipo B
Foratura completata Riscaldamento completato
Saldatura completata
Riscaldamento completato
Foratura completata
VIOLAZIONE - Prima della SINCRONIZZAZIONE NON ci sono TRANSIZIONI, ma STATI…
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È pertanto necessario aggiungere degli STATI di ATTESA (10-13).
SINCRONIZZAZIONE
2
1 Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B
3 true
4 true
Identificazione
5 Riscaldamento pezzo di tipo A 6 Foratura
di tipo A 8 Foratura di tipo B 7 Riscaldamento
pezzo di tipo B
9 Saldatura di tipo B
Foratura completata Riscaldamento completato
Saldatura completata
Riscaldamento completato
Foratura completata
13 12 11 10
true true
![Page 24: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/24.jpg)
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SAPIENZA - Università di Roma – Dipartimento di Ingegneria Informatica Automatica e Gestionale Antonio Ruberti (DIAG) Via Ariosto 25 - 00185 Roma – http://www.diag.uniroma1.it 24
Le due SINCRONIZZAZIONI sono seguite da due TRANSIZIONI poste a TRUE.
SINCRONIZZAZIONE
2
1 Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B
3 true
4 true
Identificazione
5 Riscaldamento pezzo di tipo A 6 Foratura
di tipo A 8 Foratura di tipo B 7 Riscaldamento
pezzo di tipo B
9 Saldatura di tipo B
Foratura completata Riscaldamento completato
Saldatura completata
Riscaldamento completato
Foratura completata
13 12 11 10
true true
![Page 25: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/25.jpg)
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Chiude quindi una CONVERGENZA.
SINCRONIZZAZIONE
2
1 Prodotto rilevato dal sensore ottico
Movimento Nastro
Prodotto di tipo A Prodotto di tipo B
3 true
4 true
Identificazione
5 Riscaldamento pezzo di tipo A 6 Foratura
di tipo A 8 Foratura di tipo B 7 Riscaldamento
pezzo di tipo B
9 Saldatura di tipo B
Foratura completata Riscaldamento completato
Saldatura completata
Riscaldamento completato
Foratura completata
13 12 11 10
true true CONVERGENZA
![Page 26: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/26.jpg)
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Si chiude quindi il DIAGRAMMA SFC.
SINCRONIZZAZIONE
Identificazione
![Page 27: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/27.jpg)
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L’inserimento degli STATI di ATTESA serve a far TERMINARE gli stati operativi INDIPENDENTEMENTE l’uno dall’altro.
STATI di ATTESA
Identificazione
![Page 28: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/28.jpg)
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Nel diagramma SFC a SINISTRA, gli stati 5 e 6 devono RIMANERE ENTRAMBI ATTIVI fino a quando il più lento dei due stati termina. Nel diagramma SFC a DESTRA, gli stati 5 e 6 possono DIVENTARE INATTIVI INDIPENDENTEMENTE L’UNO DALL’ALTRO.
STATI di ATTESA
5 Riscaldamento pezzo di tipo A 6 Foratura
di tipo A
Riscaldamento completato
11 10
true
Prodotto di tipo A
3 true
5 Riscaldamento pezzo di tipo A 6 Foratura
di tipo A
true
Prodotto di tipo A
3 true
(Riscaldamento completato)*(Foratura completata)
Foratura completata
![Page 29: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/29.jpg)
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Cosa succede se due SEQUENZE INDIPENDENTI devono accedere ad una RISORSA CONDIVISA, MUTUAMENTE ESCLUSIVA, del sistema da automatizzare?
MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m
Condizione m+1
Condizione m+2 manipolatore
Sequenza n Sequenza m Risorsa condivisa
mutuamente esclusiva
![Page 30: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/30.jpg)
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Supponiamo che gli STATI n ed n+1 della SEQUENZA n e gli STATI m ed m+1 della SEQUENZA m ACCEDANO CONCORRENTEMENTE alla STESSA RISORSA CONDIVISA.
MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m
Condizione m+1
Condizione m+2 manipolatore
Sequenza n Sequenza m Risorsa condivisa
mutuamente esclusiva
![Page 31: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/31.jpg)
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È necessario EVITARE che gli stati n o n+1 siano ATTIVI CONTEMPORANEAMENTE con gli stati m o m+1.
MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m
Condizione m+1
Condizione m+2 manipolatore
Sequenza n Sequenza m Risorsa condivisa
mutuamente esclusiva
![Page 32: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/32.jpg)
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OSSERVAZIONE PROVIAMO ad imporre una condizione di MUTUA ESCLUSIONE sulle CONDIZIONI…
MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m
Condizione m+1
Condizione m+2 manipolatore
Sequenza n Sequenza m Risorsa condivisa
mutuamente esclusiva
Condizione m-1 := (Condizione m-1) * (not Condizione n-1)
![Page 33: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/33.jpg)
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OSSERVAZIONE PROVIAMO ad imporre una condizione di MUTUA ESCLUSIONE sulle CONDIZIONI… …Ma tale soluzione NON GARANTISCE la MUTUA ESCLUSIONE !!!
MUTUA ESCLUSIONE
Condizione m-1 := (Condizione m-1) * (not Condizione n-1)
Condizione n-1
Condizione m-1
Azione n
Azione m CONFLITTO
![Page 34: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/34.jpg)
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DEFINIZIONE Si definisce SEMAFORO uno STATO associato ad una RISORSA CONDIVISA MUTUAMENTE ESCLUSIVA. Un SEMAFORO È ATTIVO SE E SOLO SE LA RISORSA È DISPONIBILE.
OSSERVAZIONE In generale per indicare che all’avvio del controllo logico sequenziale una risorsa è disponibile, il SEMAFORO è rappresentato da uno STATO INIZIALE.
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
Risorsa condivisa mutuamente esclusiva S Semaforo
S.X = 1 ! " risorsa disponibile
S Semaforo
![Page 35: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/35.jpg)
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Usiamo il SEMAFORO, il PARALLELISMO e la SINCRONIZZAZIONE per risolvere il problema di ACCESSO CONCORRENTE ad una RISORSA CONDIVISA MUTUAMENTE ESCLUSIVA.
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 36: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/36.jpg)
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Supponiamo che gli STATI n-1, m-1 siano ATTIVI. Supponiamo che la risorsa condivisa sia LIBERA. Supponiamo che le Condizioni n-1 e m-1 NON SIANO VERIFICATE.
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 37: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/37.jpg)
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Dato che gli STATI n-1 ed S sono ATTIVI, la Transizione n-1 è ABILITATA. Dato che gli STATI m-1 ed S sono ATTIVI, la Transizione m-1 è ABILITATA.
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 38: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/38.jpg)
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Supponiamo che ad un ISTANTE DI TEMPO t, la Condizione n-1 sia VERIFICATA…
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 39: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/39.jpg)
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Conseguentemente la Sequenza n può passare allo stato n e BLOCCARE la RISORSA CONDIVISA (S.X = 0).
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 40: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/40.jpg)
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Supponiamo ora che la Condizione m-1 sia VERIFICATA… Essendo lo STATO S INATTIVO, la TRANSIZIONE m-1 non è ABILITATA !!!
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 41: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/41.jpg)
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Supponiamo intanto che la Sequenza n proceda. Prima passando allo stato n+1…
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 42: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/42.jpg)
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Supponiamo intanto che la Sequenza n proceda. Prima passando allo stato n+1… …quindi allo stato n+2 che LIBERA LA RISORSA CONDIVISA…
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 43: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/43.jpg)
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…appena la risorsa condivisa si libera, la TRANSIZIONE m-1 è ATTIVATA e quindi l’azione m viene ESEGUITA, occupando nuovamente la risorsa condivisa.
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 44: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/44.jpg)
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INGEGNERIA AUTOMAZIONE DR. VINCENZO SURACI
SAPIENZA - Università di Roma – Dipartimento di Ingegneria Informatica Automatica e Gestionale Antonio Ruberti (DIAG) Via Ariosto 25 - 00185 Roma – http://www.diag.uniroma1.it 44
OSSERVAZIONE Dato lo stato in figura, cosa succede se le condizioni n-1 e m-1 si attivano assieme?
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
![Page 45: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/45.jpg)
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Si corre il rischio di ATTIVARE ENTRAMBI GLI STATI che ACCEDONO IN MANIERA CONCORRENTE ALLA RISORSA CONDIVISA, generando così un CONFLITTO…
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
CONFLITTO
![Page 46: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/46.jpg)
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La SOLUZIONE consiste nell’evitare questa possibile AMBIGUITÀ, ASSEGNANDO UNA PRIORITÀ alle CONDIZIONI. Ad esempio:
SEMAFORO PER LA MUTUA ESCLUSIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
Sequenza n Sequenza m
m-1 Azione m-1
m Azione m
Condizione m-1
Condizione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m+1
Condizione m+2
S Risorsa condivisa mutuamente esclusiva
Condizione m-1 := (m-1).X * (not (n-1).X )
![Page 47: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/47.jpg)
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Cosa succede se due SEQUENZE PARALLELE sono DIPENDENTI l’una dall’altra?
SINCRONIZZAZIONE DI SEQUENZE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m
Condizione m+1
Condizione m+2
Sequenza A Sequenza B La SEQUENZA B può procedere oltre lo STATO m SOLO DOPO CHE la SEQUENZA A ha completato le azioni dello STATO n
![Page 48: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/48.jpg)
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Una soluzione basata sull’uso di SINCRONIZZAZIONE e PARALLELISMO non va bene.
SINCRONIZZAZIONE DI SEQUENZE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m+1
Condizione m+2
Sequenza A Sequenza B
(Condizione n) * (Condizione m)
Tale soluzione IMPONE una DIPENDENZA anche allo STATO n.
Lo STATO n NON PUÒ PROSEGUIRE se lo STATO m non può transire nello STATO m+1…
![Page 49: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/49.jpg)
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Una soluzione basata sull’imposizione di determinate CONDIZIONI è anch’essa destinata a FALLIRE.
SINCRONIZZAZIONE DI SEQUENZE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m
Condizione m+1
Condizione m+2
Sequenza A Sequenza B Condizione m := (Condizione m) * (Condizione n)
La condizione m può ESSERE VERIFICATA INDIPENDENTEMENTE dal fatto che le azioni dello STATO n siano state eseguite o meno.
![Page 50: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/50.jpg)
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Una soluzione basata sull’imposizione di determinate CONDIZIONI è anch’essa destinata a FALLIRE.
SINCRONIZZAZIONE DI SEQUENZE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
Condizione n
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m
Condizione m+1
Condizione m+2
Sequenza A Sequenza B Condizione m := (Condizione m) * (Condizione n) * (n.X)
In questo caso NON SI HA MEMORIA che lo STATO n sia stato eseguito.
Pertanto se la Condizione m è VERIFICATA DOPO CHE lo STATO n viene terminato (n.X = 0), la TRANSIZIONE m non si ATTIVA mai…
![Page 51: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/51.jpg)
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Per sopperire alla mancanza di MEMORIA è necessario usare un SEMAFORO per la SINCRONIZZAZIONE di SEQUENZE PARALLELE.
SEMAFORO PER LA SINCRONIZZAZIONE
n-1 Azione n-1
n Azione n
Condizione n-1
n+1 Azione n+1
n+2 Azione n+2
Condizione n+1
Condizione n+2
m-1 Azione m-1
m Azione m
m+1 Azione m+1
m+2 Azione m+2
Condizione m-1
Condizione m+1
Condizione m+2
Sequenza A Sequenza B Quando lo STATO n passa allo STATO n+1, il SEMAFORO viene ATTIVATO, permettendo allo STATO m di passare allo STATO m+1.
Se il SEMAFORO NON viene ATTIVATO, lo STATO m NON POTRÀ passare allo STATO m+1.
Quando lo STATO m passa allo STATO m+1 il semaforo viene DISATTIVATO.
S Condizione n
Condizione m
![Page 52: Sequential Functional Chart (SFC)€¦ · 2.X 2.T Condizione 1 Q 1 A 1 V 1 Q 2 A 2 V 2 • n.X – TIMER –DURATA dell’intervallo di ATTIVAZIONE • n.T – MARKER – TRUE se](https://reader034.vdocumenti.com/reader034/viewer/2022051605/6015b451e4382303a6152aa0/html5/thumbnails/52.jpg)
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Sezione 7.3
BIBLIOGRAFIA
TITOLO Sistemi di automazione industriale Architetture e controllo
AUTORI Claudio Bonivento Luca Gentili Andrea Paoli
EDITORE McGraw-Hill