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SCHEDA PROGETTAZIONE PROVA FINALE TECNICO ELETTRICO
Prova N°2
TITOLO: prova esame IV anno Sistema di smaltimento di rifiuti per media azienda con temporizzazione variabile
DURATA TOTALE: 9 ore
COMPETENZE MIRATE:
Comunicazione in italiano
Comunicare in forma orale e scritta in italiano, esprimendo ed interpretando pensieri, sentimenti e fatti nei diversi contesti di vita
Competenze dell’asse matematico, scientifico e tecnologico
Applicare il linguaggio matematico per descrivere e risolvere problemi del proprio contesto di vita professionale
Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale ed artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di
sistema di complessità
Utilizzare gli strumenti informatici e telematici ed essere consapevole delle potenzialità delle tecnologie rispetto al contesto culturale e
sociale cui esse vengono applicate
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Competenze di indirizzo
Condurre le fasi di lavoro sulla base delle specifiche di progetto, presidiando l'attività di realizzazione e/o manutenzione dell’impianto
Recepire i bisogni del cliente, coniugandoli con le opportunità tecniche e tecnologiche disponibili
Progettare impianti civili e industriali di piccola dimensione (la competenza può essere specificata in sotto competenze):
Dimensionare l'impianto scegliendo i dispositivi adeguati e verificarne il funzionamento
Riconoscere le strutture, i principi di funzionamento delle macchine elettriche ed i loro principali sistemi di regolazione per la
realizzazione di impianti industriali
Usare e programmare PLC per la realizzazione di sistemi di automazione autogestita
Essere in grado di progettare, programmare ed installare sistemi integrati di automazione domestica (home automation) nel rispetto
delle normative vigenti in ambito energetico e/o integrandoli nell'impianto elettrico tradizionale preesistente
Predisporre documenti relativi alle attività ed ai materiali (la competenza può essere specificata in sotto competenze):
Realizzare schemi elettrici attraverso l'utilizzo di applicativi CAD per l'applicazione di software specifici nella progettazione
dell'impianto
Analizzare i capitolati, redigere documenti relativi ai lavori svolti, rispettando le disposizioni di legge e soddisfacendo le specifiche
tecniche e le richieste del committente
Identificare le esigenze di acquisto di attrezzature e materiali, curando il processo di approvvigionamento
Effettuare le verifiche di funzionamento dell’impianto, predisponendo la documentazione richiesta
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Competenze di sicurezza
Identificare situazioni di rischio potenziale per la sicurezza, la salute e l'ambiente nel luogo di lavoro, promuovendo l’assunzione di
comportamenti corretti e consapevoli di prevenzione (la competenza può essere specificata in sotto competenze):
Dimensionamento di potenza della forza motrice negli impianti industriali
Cabine di distribuzione
Principali dispositivi utilizzati nell’impiantistica industriale
Norme di sicurezza relative all’utilizzo ed alla installazione di dispositivi elettrici
Media di tensione ed alta tensione: pericoli e precauzione
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CONSEGNA PER GLI STUDENTI
GENERALE
TITOLO: Sistema automatico di smistamento di rifiuti
Scopo della prova: Il candidato deve progettare un sistema automatico di smistamento di rifiuti riciclabili differenziando tra lattine, vetro e
generico-umido. Si suppone che tali rifiuti siano già stati separati da tutti gli altri.
Il sistema dovrà essere composto dai seguenti elementi: 3 nastri trasportatori comandati da altrettanti motori asincroni trifase; 3 recipienti: uno per
lattine, uno per vetro, uno per umido; 2 pistoni atti allo spostamento dei pezzi sui rispettivi nastri di trasporto; 1 pulsante di
avvio manuale; 1 orologio programmatore per l’avvio del sistema in determinate fasce orarie in determinati giorni della
settimana; 1 pulsante di stop di emergenza; 1 sensore induttivo per il riconoscimento della latta, 1 sensore ottico per il
rilevamento del vetro; 1 sensore di posizione meccanico per il riconoscimento di rifiuto generico.
Attenzione: il candidato NON deve progettare i sensori, ma può immaginare di averli già a disposizione.
Funzionamento del sistema:
Il sistema funziona in determinate fasce orarie e in determinati giorni della settimana, come impostato dall’orologio programmatore. In base al rifiuto
che si trova sul nastro trasportatore principale, si attiveranno i pistoni per lo smistamento sui nastri secondari qualora i relativi sensori diano il
consenso. Ciascun tipo di rifiuto sarà indirizzato nel relativo recipiente. Il candidato dovrà prevedere la presenza di un pulsante di stop di emergenza
che interromperà in ogni momento il funzionamento del sistema. Si dovrà prevedere anche un pulsante di avvio manuale che permetta l’avvio del
sistema anche al di fuori degli orari prestabiliti.
I tempi di funzionamento del sistema sono i seguenti:
T1: tempo trascorso dall’attivazione del sensore induttivo all’arrivo del rifiuto in prossimità del pistone 1: 5 secondi
T2: tempo trascorso dall’attivazione del sensore ottico all’arrivo del rifiuto in prossimità del pistone 2: 5 secondi
T3: tempo di attivazione del pistone 1: 8 secondi
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T4: tempo di attivazione del pistone 2: 8 secondi
T5: tempo di attivazione del nastro 2: 13 secondi
T6: tempo di attivazione del nastro 3: 13 secondi
Diagramma temporale dell’ orologio programmatore:
H
mart
H
merc
H
giov
H
ven
H
sab
H
Lun: 9-18
Mart: 9-17
Merc: 9-11;14-17
Giov: 9-11; 14-17
Ven: 10-14
Sab: 10-14
lun
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Criticità
Il candidato dimensionato il sistema come da quesiti tecnico matematici analizzi il funzionamento dello stesso e costruisca il programma inseribile
nel controllore programmabile atto alla gestione del sistema nel suo complesso. Inoltre il candidato crei un programma adeguato inseribile
nell’orologio programmatore atto all’azionamento automatico del sistema.
Il candidato può scegliere di aggiungere al sistema una segnalazione acustico visiva ogni volta che il pezzo cade nel rispettivo recipiente utilizzando
gli strumenti più idonei ed attivandoli nel modo più opportuno.
Compiti/prodotti distinti per step:
Verifica dei dispositivi di ingresso ed uscita al microcontrollore;
Test e verifica dei sensori in ingresso al microcontrollore;
Verifica della tensione sul circuito di comando del sistema utilizzando gli strumenti appropriati;
Programmazione del dispositivo di controllo orario;
Analisi del sistema e produzione del diagramma in Grafcet;
Produzione del diagramma di programma in Ladder;
Inserimento del programma in Ladder nel microcontollore e simulazione di impianto sul software;
Collaudo del sistema;
Recupero anomalia;
Produrre una relazione indicante le modalità di svolgimento del lavoro, le motivazioni delle scelte effettuate e i ragionamenti che le hanno
prodotte;
Produrre schema di comando, schema di programma e schema Grafcet del sistema;
Risposte a quesiti di carattere matematico-scientifico inerenti il lavoro svolto
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La struttura del sistema proposta è la seguente.
Lattine umido
vetro
Sensore metallo Sensore opacità
Sensore meccanico
Pistone 1 Pistone 2
orologio
Avvio
manuale
Stop
emergenza
N1
N2 N3
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Tabelle di associazione ingressi e uscite PLC ai dispositivi esterni:
Uscite Dispositivi
Q1 Lampada N1
Q2 Lampada N2
Q3 Lampada N3
Q4 Lampada P1
Q5 Lampada P2
Q6 Lampada latta
Q7 Lampada generico-
umido
Q8 Lampada vetro
Q9 Ronzatore R1
QA Ronzatore R2
QB Ronzatore R3
Ingressi Dispositivi
I1 S.caduta vetro
I2 S.mecc.
I3 S. ottico
I4 S.induttivo
I5 S.caduta generico-umido
I6 S. caduta latta
I7 Stop emergenza
I8 Avvio manuale n1
I9 Orologio programmatore
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Quesiti tecnico matematici
Il motore del nastro numero 1 è distante dall’interruttore generale 25 metri, la corrente assorbita dal motore è di 16 Ampere, la tensione prelevata
400Volt ed il cosφ è 0,75. Il candidato calcoli la sezione minima dei conduttori affinché la caduta di tensione sul cavo sia contenuta entro il 4%come
da normativa; calcoli la potenza assorbita dal motore stesso.
Il valore di cosφ è un valore regolare? Perché?
Come deve essere il valore di cosφ per essere ritenuto nella norma?
=0
>0,50
>0,90
>1
Ad un valore di cosφ pari a 0,75, che angolo di fase corrisponde in gradi? E in radianti?
Determinare il valore della batteria di rifasamento per rifasare a cosφ=0.99.
Sapendo inoltre le dimensioni di ogni recipiente: H 3 metri, L 5 metri, P 6 metri calcoli il volume dei recipienti.
Sapendo inoltre che il volume medio di una lattina si aggira attorno ai 250 cm3 il recipiente delle lattine quante può contenerne?
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Quesiti scientifico
Il candidato risponda alle seguenti domande scientifiche:
1. Quali categorie di inquinanti gassosi produce la combustione dei rifiuti?
2. Cosa s’intende per biomassa?
a. materia organica ricca di energia chimica
b. materiali ferrosi ad alta densità di massa
c. materia organica che non può essere bruciata
d. materia inorganica di scarto delle lavorazioni meccaniche
3. Quali sono gli stati della materia? Come si passa da uno stato all’altro?
4. Quali sono i limiti normativi dei livelli di polveri prodotti durante la combustione dei rifiuti?
a. Polveri totali: 1000 – 5000mg/m3
b. Polveri totali: 2000 – 15000mg/m3
c. Polveri totali: 1000000 – 5000mg/m3
d. Polveri totali: 10 – 50mg/m3
5. Quali sono i limiti normativi dei livelli di composti del Cloro prodotti durante la combustione dei rifiuti?
a. Composti del fluoro: 600 – 1500mg/m3
b. Composti del fluoro: 6000 – 15000mg/m3
c. Composti del fluoro: 60 – 150mg/m3
d. Composti del fluoro: 6 – 15mg/m3
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