Tesina di Informatica Industriale su

Università degli studi di Modena e Reggio Emilia Anno Accademico 2005/2006

Tesina di Informatica Industriale su

Forno a microonde / grill

Anna Chierici Matricola 394 III° anno in corso Ingegneria Informatica NOD

Indice 1. Descrizione Generale 1.1 Introduzione 1.2 Componenti 1.3 Funzionamento 2.Descrizione dei componenti 2.1 Sistema piatto girevole 2.1.1 Variabili 2.1.2 Function Block 2.1.3 Automa a stati finiti 2.1.3 Diagramma SFC(Sequancial Function Chart) 2.1.4 Linguaggio ST(Structured Text) 2.1.5 Traduzione parziale in linguaggi Ladder Diagram 2.1.6 Traduzione parziale in linguaggio Instruction List 2.2 Sistema di emissione microonde 2.2.1 Variabili 2.2.2 Function Block 2.2.3 Automa a stati finiti 2.2.3 Diagramma SFC(Sequancial Function Chart) 2.2.4 Linguaggio ST(Structured Text) 2.2.5 Traduzione parziale in linguaggi Ladder Diagram 2.2.6 Traduzione parziale in linguaggio Instruction List 2.3 Sistema di sicurezza 2.3.1 Variabili 2.3.2 Function Block 2.3.3 Automa a stati finiti 2.3.3 Diagramma SFC(Sequancial Function Chart) 2.3.4 Linguaggio ST(Structured Text) 2.3.5 Traduzione parziale in linguaggi Ladder Diagram 2.3.6 Traduzione parziale in linguaggio Instruction List 2.4 Logica di supervisione 2.4.1 Pannello di controllo 2.4.2 Variabili 2.4.3 Function Block 2.4.4 Automa a stati finiti 2.4.5 Diagramma SFC(Sequancial Function Chart) 2.4.6 Linguaggio ST(Structured Text) 2.4.7 Traduzione parziale in linguaggi Ladder Diagram 2.4.8 Traduzione parziale in linguaggio Instruction List

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3.FDB(Function Block Diagram) globali 3.1 interazione tra supervisore e impianto 3.2 collegamenti interni 4.CONCLUSIONE

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1.Descrizione Generale 1.1 Introduzione Nell’economia domestica dei giorni nostri il microonde risulta un mezzo essenziale rispondente alla crescente mancanza di tempo degli utenti.La velocità al pari della silenziosità , della qualità della cottura e della varietà di programmi sono punti fondamentali nella progettazione di un prodotto versatile e competitivo in questo campo. L’utilizzo di apparecchi elettrici ,tuttavia , porta a molti problemi di natura energetica. Fastcook cerca di utilizzare al massimo l’energia generata , questo tramite particolari soluzioni strutturali e tramite la differenziazione dei programmi di cottura per adattare l’utilizzo di risorse alla quantità e alla diversa tipologia di cibi che devono essere cotti, scongelati o semplicemente riscaldati.Sono tanti i vantaggi offerti dalla tecnologia dei forni a microonde, oltre al risparmio sui tempi. Si tratta infatti di un tipo di cucina più sano in quanto gli alimenti si cuociono velocemente mantenendo inalterati i propri principi nutritivi e poiché consente un minor uso di grassi durante la cottura.Anche il gusto è una spetto fondamentale: verdura e frutta mantengono un sapore più fresco, la polpa di carne e pesce rimane morbida e creme e salse sono ancora più semplici da cucinare.Nonostante la diffidenza iniziale di alcuni utenti nei confronti di questa tecnologia ,invisibile all’occhio umano, i forni a microonde stanno conquistando sempre più il mercato divenendo un prodotto chiave per molte aziende di elettrodomestici. 1.2 Componenti L’impianto che si andrà ad analizzare si compone di diverse tipologie componenti più un supervisore che riceve i comandi dall’utente tramite un pannello di controllo. I principali componenti sono: - vano e portello del forno con apertura meccanica a scatto - il sistema per l’emissione di microonde - una ventola di aspirazione per raffreddare il vano - un piatto girevole eventualmente sostituito da una apposita griglia - un supervisore con pannello di comando che controlla anche il sistema di chiusura di sicurezza e la lampada di illuminazione interna - un timer per il conteggio dei minuti di cottura trascorsi e uno utilizzato dalla ventola per conteggiare i secondi di accensione *i timer e i sensori sono componenti standard il cui meccanismo di controllo non verrà implementato. 1.3

Funzionamento

L’utente dovrà aprire il forno tirando verso di se il portello e sistemare il cibo nel vano preventivandosi di aver sistemato correttamente il piatto girevole o il grill. All’apertura si accenderà automaticamente la lampada di illuminazione del vano.La posizione corretta dei recipienti prevede, come precedentemente indicato, uno spazio minimo di 2 cm tra essi e le pareti. Le cibarie inoltre devono essere ben ferme per non correre il rischio di ribaltarsi durante la cottura con il movimento del piatto sottostante. In tal senso si consiglia di non inserire cibi troppo piccoli nel vano e di usare appositi contenitori . Inoltre è importante assicurarsi che il piatto girevole sia in grado di ruotare liberamente senza incontrare ostacoli o essere frenato.Quindi l’utente potrà chiudere lo sportello selezionare il programma più idoneo(temperatura, tempo, eventualmente tipologia di cibo o/e peso, opzione di scongelamento o grill, ritardo/ attesa di cottura): la lampada di illuminazione interna del vano si spegnerà per riaccendersi nell’istante in cui l’utente schiaccerà il pulsante Start. In quel momento il timer verrà settato all’orario richiesto dal programma selezionato e comincerà a 4

decrementare , contemporaneamente il controllore accenderà il motore del piatto girevole e le lampade cominceranno ad emettere microonde aumentandone la potenza fino a quella richiesta e mantenendola tale durante l’intero intervallo di cottura. Alla fine del periodo di cottura il supervisore provvederà a spegnere le lampade ad emissione di microonde e ad azionare una ventola per consentire lo scambio di aria con l’esterno. Allo scattare a zero del timer la luce interna di illuminazione del vano si spegne e l’utente può riaprire il vano ed estrarre il cibo .Nel caso in cui l’utente apra il portello prima della fine del programma sono state inserite misure di arresto critico per fermare in sicurezza l’impianto. In ogni caso è consigliato all’utente di fare tale manovra solo ed esclusivamente in casi d’emergenza (premendo l’apposito pulsante di ferma cottura sul pannello prima di aprire il portello) e non usualmente perché potrebbe portare a rovinare le strutture dell’impianto stesso.

fig.1 1.Apertura portello 2.Finestra del forno 3.Sistema di chiusura di sicurezza del portello 4.Prese d’aria 5.Pannello di controllo 6.Vassoio di vetro 7.Anello rotante 8.Prese d’aria esterne 9.Griglia Le microonde sono prodotte dal magnetron , un particolare tubo in metallo, che installato all’interno del forno e portato a temperatura sufficientemente alta trasforma l’energia elettrica in onde elettromagnetiche ad altissima frequenza. Tali onde convogliate nel vano del forno attraverso una condotta detta guida d’onda vengono lanciate in tutte le direzioni venendo a colpire le molecole d’acqua e di grasso contenute negli alimenti, così da provocarne l’oscillazione.Tale movimento causa attrito in tutti gli strati della vivanda che velocemente si riscalda permettendo di limitare l’uso di oli e grassi e impedendo ai cibi di bruciarsi o attaccarsi al tegame. Le microonde però hanno la caratteristica di essere riflesse dai metalli e vengono quindi proiettate dal rivestimento interno del forno sui contenitori dei cibi che devono rigorosamente essere di vetro, carta, plastica o porcellana. 5

Questi materiali sono come invisibili alle onde e le lasciano passare senza assorbirle ne surriscaldarsi. Il forno a microonde permette per tanto un grande risparmio energetico poiché l’aumento di temperatura riguarda direttamente ed esclusivamente l’alimento, senza che sia necessario riscaldare prima il recipiente che lo contiene. Per quanto riguarda la sicurezza, sportello e pareti del forno sono schermati in modo da non lasciare uscire le microonde all’esterno, mentre una apposito congegno ne blocca istantaneamente l’irradiamento al momento dell’apertura del forno. Come tutti i modelli più recenti Fastcook esegue automaticamente le operazioni di riscaldamento , scongelamento e cottura degli alimenti suggerendo la sequenza da compiere mediante display digitali, timer e tastiere. Fastcook permette anche la cottura combinata utilizzando ad esempio il grill.Con questo tipo di associazione la cottura delle pietanze è provocata dall’incandescenza di una griglia posizionata nella parte alta del vano e dall’irradiamento delle microonde. Il forno è infine fornito di un piatto girevole che , ruotando automaticamente espone gli alimenti alle microonde in modo omogeneo, migliorandone la cottura.La rotazione del piatto non può essere fermata si sconsiglia pertanto introdurre nel forno grossi contenitori di forma rettangolare(si danneggerebbe il dispositivo di rotazione esercitando su di esso un blocco).

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2.Descrizione dei componenti 2.1 Sistema piatto girevole

fig.2 1.piatto rotante 2.sistema ad incastro 3.anello rotante 4.sensore di peso

5.sensore incastro corretto 6.sensore di movimento 7.sensori grill 8.griglia

Il sistema è costituito da un vassoio rotante in vetro, da un sistema ad incastro collegato ad un motore che ne assicura il movimento, da un anello rotante su cui è appoggiato il piatto così da guidarne il movimento tenendolo sollevato dal ripiano inferiore del vano.La griglia, se utilizzata, deve essere inserita sopra al piatto negli appositi incastri. I sensori indicheranno automaticamente la sua presenza al supervisore e all’intero sistema . La lampada interna di illuminazione viene accesa durante il funzionamento del sistema piatto rotante.Le principali situazioni di errore sono quando il piatto non è inserito correttamente nell’incastro, quando il piatto non riesce a ruotare a causa di ostacoli , quando il piatto è fatto girare senza alcun peso sopra di esso oppure quando il grill non è inserito correttamente.In questi casi si dovrà fermare il piatto e la cottura in generale e segnalare all’utente che c’è un errore nel sistema piatto rotante.

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2.1.1 Variabili Variabili in entrata Nome PON POFF SP

Tipo BOOL BOOL BOOL

SI

BOOL

SM

BOOL

SG1

BOOL

SG2

BOOL

SG3

BOOL

Descrizione Segnale d’accensione Segnale di spegnimento True  rileva il peso di un cibo sul piatto False  piatto vuoto True  incastro corretto False  incastro non corretto True  piatto in rotazione False  piatto fermo True  primo supporto della griglia inserito False  primo supporto della griglia non inserito True  secondo supporto della griglia inserito False  secondo supporto della griglia non inserito True  terzo supporto della griglia inserito False  terzo supporto della griglia non inserito

Variabili interne e costanti Nome Err1

Tipo BOOL

Grilloff

BOOL

Descrizione True  errore sui piedi della griglia False  situazione corretta dei piedi della griglia True  griglia non in funzione False  griglia in funzione

Variabili in uscita Nome Perr

Tipo BOOL

Gerr

BOOL

P_mot Lamp

(0,2) BOOL

Descrizione True  errore sul piatto False  situazione corretta True  errore sul Grill False  situazione corretta Motore di rotazione, può avere velocità 0(fermo), 1 o 2 True  Lampada di illuminazione interna del vano accesa False  Lampada di illuminazione interna spenta

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2.1.2 Function Block

fig.3 2.1.2 Automa a stati finiti

fig.4 Descrizione stati Nome stato Off On Min Max Errore

Descrizione Blocco funzionale spento Blocco funzionale in preparazione all’accensione Accensione con velocità minima Accensione con velocità massima Rilevato errore di malfunzionamento 9

Condizioni di transizione degli stati c1:= PON c2:= POFF (* Il POFF ha la precedenza su tutti i segnali e spegne istantaneamente il sistema indipendentemente dallo stato in si trova*) c3:= SG1 and SG2 and SG3 and SI and not POFF (* Essendo inserita la griglia non controlliamo il peso sul piatto con SP*) c4:= True (*Dopo un ciclo ritorno allo stato di off spegnendo il sistema e fermando la rotazione *) c5:= (not SG1) and (not SG2) and (not SG3) and SP and SI and not c2 c6:= Not SP or not SI or ((not SG1 or not SG2 or not SG3) and not((not SG1) and (not SG2) and (not SG3))) and not c2 c7:=POFF c9:= Not SM and not POFF c8:= Not SM or ((not SG1 or not SG2 or not SG3) and not ((not SG1) and (not SG2) and (not SG3))) and not POFF c10:= POFF 2.1.3 Diagramma SFC(Sequential Function Chart)

fig.5

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2.1.9 Linguaggio ST (Structured Text) VAR_INPUT(*Definizione variabili di input*) PON,POFF,SP,SI,SM: BOOL; SG1,SG2,SG3: BOOL; END_VAR VAR(*Definizione variabili interne*) Err1,GrillOff: BOOL; END_VAR VAR_OUTPUT (*Definizione variabili di uscita*) PErr , GErr, Lamp: BOOL; P_mot: (0..2) END_VAR ACTION Funz Comb (*Azione Funzione Combinatoria*) Err1:= not SG1 or not SG2 or not SG3;(* segnala un cattivo inserimento della griglia o il non inserimento* ) Grilloff:= (not SG1) and (not SG2) and (not SG3); (*segnala se la griglia non è presente*) IF OFF.X THEN c1:= PON; ELSEIF ON.X THEN c2:= POFF; c3:= (SG1 and SG2 and SG3) and SI and (not POFF); c5:= Grilloff and SP and SI and (not POFF); c6:= (Not SP or not SI or (Err1 and not(Grilloff))) and (not POFF); (*errore di mancato inserimento del cibo o sbagliato inserimento del piatto nell’incastro o errore nella sistemazione della griglia*) ELSEIF MIN.X THEN c8:= (Not SM or (Err1 and not (Grilloff))) and (not POFF); (*piatto fermo a causa di un oggetto estraneo o griglia che esce dai supporti*) c10:= POFF; ELSEIF MAX.X THEN c7:=POFF;c9:= Not SM and not POFF; ELSEIF ERRORE.X THEN c4:= True; END_IF END_ACTION ACTION A1 (*Piatto Fermomotore alla velocità 0 , lampada spenta e errori settati a False*) P_mot: = 0; Lamp: = False; PErr : = False; GErr : = False; END_ACTION ACTION A2 P_mot: = 0; PErr : = False; GErr : = False; Lamp: = True; (*Accensione della lampada*) END_ACTION ACTION A3 P_mot: = 1;(*Motore a velocità 1*) Lamp: = True;(*lampada accesa*) 11

PErr : = False; GErr : = False; END_ACTION ACTION A4 P_mot: = 2; (*Motore a velocità 2*) Lamp: = True; PErr : = False; GErr : = False; END_ACTION ACTION A5(*in caso di errore*) P_mot: = 0;(*spegniamo il motore e la lampada*) Lamp: = False; PErr: = Not SP or not SI or not SM ;(*Segnaliamo gli errori*) GErr: = Err1 and not Grilloff ; END_ACTION 2.1.5 Ladder Diagram: Action Funz Comb

fig.6 12

fig.7

fig.8

13

fig.9

fig.10

fig.11

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2.1.6 Instruction List:Action Funz Comb LD N SG1 OR N SG2 OR N SG3 ST ERR1 LD N SG1 AND N SG2 AND N SG3 ST GrillOff LD OFF.X EQ true JMPC OFF LD ON.X EQ true JMPC ON LD MIN.X EQ true JMPC MINIMO LD MAX.X EQ true JMPC MASSIMO LD ERRORE.X EQ true JMPC ERRORE OFF: LD PON ST C1 RET ON: LD POFF ST C2 LD SG1 AND SG2 AND SG3 AND SI AND N POFF ST C3 LD GrillOff AND SP AND SI AND N POFF ST C5 LD Err1 AND N GrillOff OR SP OR SI AND N POFF ST C6 15

RET MINIMO: LD POFF ST C10 LD Err1 AND N GrillOff OR N SM AND N POFF ST C8 RET MASSIMO: LD POFF ST C7 LD N SM AND N POFF ST C9 RET

ERRORE: LD True ST C4 RET

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2.2 Sistema di emissione microonde

fig.12 1. 2. 3. 4. 5.

microonde guida d’onda sensore di potenza sensore di potenza tubo di magnetron

6. secondo tubo di magnetron 7. circuito elettrico (tensione di alimentazione) 8. bloccaggio emissione

Il magnetron è un tipo di valvola termoionica (tubo a vuoto) ad alta potenza destinata alla produzione di microonde . La valvola termoionica (o tubo a vuoto) è un componente elettronico "attivo" . Per "attivo" si intende un componente che, grazie ad una fonte esterna di energia, è in grado di innalzare la potenza di un segnale posto al suo ingresso. Il suo funzionamento di massima è abbastanza semplice: la corrente passa fra due elettrodi( l'anodo ed il catodo). A seconda della tensione a cui è sottoposto , il catodo, terminale negativo, emette elettroni per effetto termoionico, cioè per riscaldamento. L'effetto termoionico, detto anche effetto termoelettronico, è l'emissione di elettroni da parte di un materiale (tipicamente un metallo) che si riscalda a seguito del passaggio di una corrente elettrica. L'emissione degli elettroni avviene perché questi ultimi acquistano, in virtù del riscaldamento del materiale, un'energia termica superiore alla lavoro di estrazione di quel dato materiale. Il magnetron è costituito da una camera con sezione circolare circondata da lobi, in cui è stato effettuato il vuoto. Al centro è collocato un filo mantenuto incandescente, il catodo, e ad un potenziale elettrico negativo molto elevato, costante o impulsivo. Parallelamente all'asse della camera è mantenuto un campo magnetico prodotto da un magnete permanente.Gli elettroni messi per effetto termoionico dal filamento tendono a muoversi verso le pareti della camera, mantenute a potenziale zero, che costituiscono l'anodo. La presenza del campo magnetico però causa una curvatura nella loro traiettoria , portandoli a seguire un percorso a spirale.Sul perimetro della 17

camera sono ricavate delle aperture opportunamente spaziate e comunicanti con delle cavità. Gli elettroni, raggiungendo il bordo delle cavità si riuniscono in fasci che vibrano e producono un campo elettromagnetico ad alta frequenza.Una parte di questo campo è prelevato da una speciale antenna connessa ad una guida d'onda (un tubo metallico in grado di convogliare le microonde), e da questa inviato al carico utilizzatore, che nel nostro caso sarà la camera del forno a microonde . Il moto che un elettrone uscente dal filo centrale avrebbe in assenza di campo magnetico è riportato in blu , mentre quello che assume all'interno del magnetron in rosso. Le frecce verdi rappresentano i campi elettrico (freccia corta) e magnetico (freccia circolare) che si instaurano nel circuito equivalente alla cavità.

fig.13 La dimensione delle cavità determina la frequenza di risonanza e quindi la frequenza delle onde radio prodotte. Questa frequenza non è molto precisa né modificabile. Questo non è un problema nelle applicazioni tipiche del magnetron, quali la cottura dei cibi . La potenza irradiata dipende dalla tensione applicata e dalle caratteristiche costruttive del tubo.Nel forno a microonde la guida d'onda si collega con la camera di cottura attraverso una finestra chiusa da un materiale trasparente alle microonde, che ha la funzione di proteggere il magnetron dalla sporcizia. Le microonde vengono quindi assorbite da diversi materiali tra cui l'acqua contenuta nei cibi, trasformandosi in calore.Se le onde non vengono assorbite subiscono una riflessione. Le onde che si creano, dissipano la loro energia innescando un arco in prossimità dell'antenna del magnetron. Per questo motivo è importante non fare funzionare il forno a vuoto. I rischi dovuti all'utilizzo del magnetron sono quelli legati all'esposizione alle microonde, poiché i fasci sono invisibili e possono riflettersi in modo insidioso.Un altro pericolo associato al magnetron è costituito dalla elevata tensione di funzionamento. Nel nostro caso il sistema ad emissione consiste delle parti seguenti:    

Due tubi di magnetron un circuito elettronico di controllo e alimentazione del magnetron, una guida d'onda una camera di cottura.

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Il magnetron, alimentato ad alta tensione genera un flusso di microonde, normalmente alla frequenza di 2450 MHz (lunghezza d'onda di 12,24 cm) con una potenza solitamente compresa tra 800 e 1000 watt, che la guida d'onda invia alla camera di cottura. L'acqua, i grassi e i carboidrati che costituiscono il cibo assorbono l'energia delle microonde in un processo chiamato riscaldamento dielettrico.Molte molecole sono essenzialmente dei dipoli, ovvero hanno una estremità con carica elettrica positiva e un'altra con carica negativa, e sono per questo trascinate dal campo elettrico alternato delle microonde e indotte a vibrare. Questo rapido movimento genera calore. Le microonde riscaldano con più efficienza l'acqua, ma anche in misura minore grassi, zuccheri e ghiaccio. La camera di cottura impedisce la fuoriuscita di microonde. Il portello del forno è di vetro per permettere la visione dell'interno, ma include uno strato di rete metallica fine come schermo elettromagnetico. Poiché la larghezza delle maglie è inferiore alla lunghezza d'onda delle microonde di 12cm, la radiazione non può attraversare la rete, mentre la luce, con lunghezza d'onda molto più piccola delle maglie può passare.Il magnetron deve essere alimentato con un tensione in corrente continua di diverse migliaia di volt. Questa tensione viene prodotta a partire dalla tensione della rete elettrica. Sebbene il nostro forno preveda la regolazione della potenza di cottura, il magnetron viene fatto funzionare sempre a pieno regime per mantenere al massimo l'efficienza. La modulazione della potenza viene fatta regolando il rapporto tra il periodo di accensione ed il periodo di spegnimento, secondo una tecnica chiamata modulazione di larghezza di impulso. Per ottenere ad esempio una potenza pari alla metà di quella massima si accende il magnetron per la metà del tempo. In un forno a microonde non tutta l'energia elettrica assorbita è convertita in microonde.Il nostro forno domestico assorbe 1100 W producendo 800 W di microonde. I rimanenti 300 W sono dissipati come calore dai componenti del forno, principalmente dal magnetron, che è raffreddato da una ventola. Minori perdite sono dovute alla lampadina di illuminazione del forno, al trasformatore di alimentazione, la stessa ventola di raffreddamento, il motore del piano rotante e i vari circuiti di controllo. Normalmente l'energia a microonde generata dal magnetron viene tutta assorbita dai cibi in cottura. Se la camera di cottura è vuota o contiene troppo poco cibo, l'energia ritorna al magnetron, che può surriscaldarsi, danneggiarsi, e costituire un possibile principio di incendio. Per questo motivo si deve evitare di accendere il forno vuoto. 2.2.1 Variabili Variabili in entrata Nome M_GO STOP Potenza S_Pot1 S_Pot2 Time

Tipo BOOL BOOL INT* INT INT TIME

Descrizione Segnale d’accensione Segnale di spegnimento Potenza indicata dal supervisore al sistema emissione Sensore, rileva la potenza corrente del tubo magnetron n°1 Sensore, rileva la potenza corrente del tubo magnetron n°2 Tempo previsto di cottura

*I valori ammessi di potenza per questo modello sono 800W,600W,400W, 200W,100W

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Variabili interne e costanti Nome EndOn

Tipo BOOL

TimeOn Tensione

TIME REAL

Descrizione True Fine del tempo effettivo di accensione Falsetempo effettivo di accensione non ancora trascorso Tempo effettivo di accensione Tensione settata sul filo

Variabili in uscita Nome Errore

Tipo BOOL

Risc

BOOL

Ventola

BOOL

Bloccaggio

BOOL

Descrizione True  Errore sui tubi magnetron False Situazione corretta True  Riscaldatore dei fili interni acceso False Riscaldatore spento True Ventola per il raffreddamento del magnetron accesa FalseVentola spenta True Sistema di bloccaggio attivato FalseSistema di bloccaggio non attivo

2.2.1 Function Block

fig.14

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2.2.2 Automa a stati finiti

fig.15 Descrizione stati Nome stato OFF LOAD GO UNLOAD ERR

Descrizione Blocco funzionale spento Blocco funzionale in caricamento Accensione Blocco funzionale in scaricamento Rilevato errore di malfunzionamento

Condizioni di transizione degli stati c1:= M_GO c2:= (S_Pot1 > 800) and (S_Pot2 > 800) and (not c4) and (not c6) c3:= (EndOn or STOP) and (not c7) c4:= STOP and (not c6) c5:=(S_Pot1= 0) and (S_Pot2=0) c6:=((Tensione>2000)and (S_Pot1= 0)) or ((Tensione>2000)and (S_Pot2= 0)) (* Errore di mancata accensione del magnetron*) c7:= (S_Pot1>1100)or (S_Pot2>1100) (* Errore di sovraccarico*) c8:= True (* Dopo un ciclo passiamo allo stato seguente*)

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2.2.3 Diagramma SFC(Sequential Function Chart)

fig.16 2.2.4 Linguaggio ST(Structured Text) VAR_INPUT M_GO,STOP: BOOL; Potenza  800,600, 400, 200 ,100 ); S_Pot1,S_Pot2:INT; END_VAR VAR Tensione:REAL; EndOn: BOOL; TimeOn: TIME; END_VAR VAR_OUTPUT Errore,Risc:BOOL; Ventola,Bloccaggio: BOOL; END_VAR

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ACTION Funz Comb If OFF.X THEN c1:= M_GO; ELSEIF LOAD.X THEN c6:=((Tensione>2000)and (S_Pot1= 0)) or ((Tensione>2000)and (S_Pot2= 0));(*la tensione sale oltre la soglia ma i tubi di magnetron non si sono accessi*) c4:= STOP and (not c6) ; c2:= (S_Pot1 > 800) and (S_Pot2 > 800)and (not c4) and (not c6); (*Raggiunta la potenza standard di cottura*) ELSEIF GO.X THEN c7:= (S_Pot1>1100)or (S_Pot2>1100);(*potenza oltre i limiti di sicurezza*) c3:= (EndOn or STOP)and not c7; ELSEIF UNLOAD.X THEN c5:=(S_Pot1= 0) and (S_Pot2=0);(*Scaricamento dei tubi completato*) ELSEIF ERR.X THEN c8:= True; END_IF END_ACTION ACTION A1(*Sistema a microonde spento *) Tensione:=0; EndOn:=False; TimeOn:=0; Errore:=False; Ventola:=False; Risc:=False; Bloccaggio:=True;(*Impianto a microonde bloccato e in sicurezza*) END_ACTION ACTION A2(*Inizializzo il caricamento*) Tensione:=1000; (*porto la tensione a 1000V*) EndOn:=False; TimeOn:=0; Errore:=False; Ventola:=False; Risc:=True; (*accendo il riscaldatore del filo interno al magnetron*) Bloccaggio:=False;(*Sblocco il sistema*) END_ACTION ACTION A2bis (*Aumento la tensione ogni ciclo fino al raggiungimento della potenza critica*) Tensione:=Tensione+500; END_ACTION ACTION A3(*Inizializzo la variabile tempo effettivo di cottura*) EndOn:=False; TimeOn:=Time* Potenza / 800; Errore:=False; Ventola:=False; Risc:=True; Bloccaggio:=False; END_ACTION

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ACTION A4(*ad ogni ciclo controllo se il tempo effettivo è trascorso*) IF (GO.T  TimeOn)THEN EndOn:=True;(*in tal caso do il segnale di fine stato di ON*) END_ACTION ACTION A5(*scarico i tubi di magnetron*) Tensione:=0;(*azzero la tensione*) EndOn:=False; TimeOn:=0; Errore:=False; Ventola:=True;(*aziono la ventola*) Risc:=False;(*spengo il riscaldatore del filo*) Bloccaggio:=True; (*rimetto l’impianto in sicurezza*) END_ACTION ACTION A6(*stato di pericolo*) Errore:=True;(*segnalo l’errore*) Bloccaggio:=True; (*Blocco l’impianto che verrà scaricato al ciclo seguente passando allo stato di unload*) END_ACTION 2.2.5 Ladder Diagram: Action Funz. Comb.

fig.17

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fig.18

fig.19

25

fig.20

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fig.21-22 2.2.6 Instruction List: Action Funz. Comb. LD OFF.X EQ true JMPC OFF LD GO.X EQ true JMPC GO LD LOAD.X EQ 1 JMPC LOAD LD UNLOAD.X EQ true JMPC ULD LD ERR.X EQ true JMPC ERR OFF: LD M_GO ST C1 RET LOAD: 27

LD Tensione GT 2000 ST T3 LD S_Pot1 EQ 0 ST T4 LD S_Pot2 EQ 0 ST T5 LD T3 AND T4 ST TEST LD T3 AND T5 OR TEST ST C6 LD STOP AND N C6 ST C4 LD S_Pot1 GT 800 ST T1 LD S_Pot2 GT 800 ST T2 LD T1 AND T2 AND N C6 AND N C4 ST C2 RET GO: LD S_Pot1 GT 1100 ST T1 LD S_Pot2 GT 1100 ST T2 LD T1 OR T2 ST C7 LD EndOn OR STOP AND N C7 ST C3 RET ULD: LD S_Pot1 EQ 0 28

ST T1 LD S_Pot2 EQ 0 ST T2 LD T1 AND T2 ST C5 RET ERR: LD True ST C8 RET

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2.3 Sistema di sicurezza

fig.23 1.Apertura portello 2.Finestra del forno 3.Sistema di chiusura di sicurezza del portello 4.Prese d’aria superiore 5.Sensore controllo temperatura pareti 6.Sensore controllo temperatura vetro 7.Sensore controllo temperatura sistema emissione 8.Prese d’aria inferiore 9.Sensore controllo temperatura sistema piatto- rotante I rischi dovuti all'utilizzo del magnetron sono quelli legati all'esposizione alle microonde. La sperimentazione su apparati impieganti il magnetron richiede particolari attenzioni e preparazione, poiché i fasci di microonde sono invisibili e possono riflettersi in modo insidioso. Come precedentemente accennato, la camera di cottura impedisce la fuoriuscita di microonde. Il portello del forno è di vetro per permettere la visione dell'interno, ma include uno strato di rete metallica fine come schermo elettromagnetico. Poiché la larghezza delle maglie è inferiore alla lunghezza d'onda delle microonde, la radiazione non può attraversare la rete, mentre la luce, con lunghezza d'onda molto più piccola delle maglie può passare.Il meccanismo di chiusura del portello include speciali interruttori che attraverso opportune segnalazioni provvedono a far spegnere il magnetron in caso di apertura accidentale o meno.Se la camera di cottura è vuota o contiene troppo poco cibo, l'energia ritorna al magnetron o si disperde sulle altre componenti(pareti, vetro o sistema di rotazione) che possono surriscaldarsi, danneggiarsi, e costituire un possibile principio di incendio. Per questo motivo si deve evitare di accendere il forno vuoto. 30

Più di ogni altro elettrodomestico, il forno a microonde presenta gravi insidie al suo interno, ed è assolutamente da evitare l'apertura ed ogni tentativo di riparazione se non a tecnici specificamente preparati. Il portello del forno incorpora speciali interruttori che spengono immediatamente il forno in caso di apertura. Per nessun motivo questi interruttori devono essere esclusi o manomessi. Non fare funzionare il forno privato dei pannelli di chiusura o con il portello rotto. 2.3.1 Variabili Variabili in entrata Nome Apri S_Open

Tipo BOOL BOOL

T1 T2 T3 T4

REAL REAL REAL REAL

Descrizione Segnale prodotto dall’utente nel voler aprire il forno True  forno aperto False forno chiuso Sensore che rileva la temperatura delle pareti del vano Sensore che rileva la temperatura della finestra del forno Sensore che rileva la temperatura del sistema di emissione Sensore che rileva la temperatura del sistema piatto-rotante

Variabili interne e costanti Nome Tmax_vetro Tmax_motor Tmax_int Stato

Tipo REAL REAL REAL 0,1

Descrizione Valore della temperatura massima consentita sul vetro * Valore della temperatura massima consentita sui motori* Valore della temperatura massima consentita nel vano* Variabile che conserva lo stato precedente all’apertura 0  Il microonde era chiuso e spento prima dell’apertura 1  Il microonde era chiuso e aperto prima dell’apertura * tali valori sono forniti in seguito a sperimentazioni del produttore e sono quindi variabili all’interno del controllo a seconda delle decisioni della distribuzione, i valori forniti nel seguente controllo saranno settati solo a titolo di esempio.

Variabili in uscita Nome Ranger

Tipo BOOL

Aria1

BOOL

Aria2

BOOL

Blocco

BOOL

Ventola

BOOL

Descrizione True  situazione pericolosa False situazione corretta True  presa d’aria superiore aperta False presa d’aria superiore chiusa True  presa d’aria inferiore aperta False presa d’aria inferiore chiusa True  blocco apertura portello attivo False blocco apertura portello non attivo True  accensione ventola di raffreddamento False spegnimento ventola

31

2.3.2 Function Block

fig.24 2.3.3 Automa a stati finiti

fig.25

Descrizione stati Nome stato Descrizione Close Off Forno chiuso e spento Open Forno aperto Close On Forno chiuso e acceso

32

Condizioni di transizione degli stati c1:= Apri c2:= (not S_Open) and (Stato=0) c3:= Apri and not c5 (*Richiesta dell’utente di apertura del forno durante la cottura*) c4:= (not S_Open) AND (Stato=1) c5:=(T1>Tmax_int )or (T2>Tmax_vetro )or (T3>Tmax_motor) or (T4>Tmax_motor) (*errore di temperatura eccessivamente alta in una parte del forno*) 2.3.3 Diagramma SFC(Sequencial Function Chart)

fig.26

2.3.4 Linguaggio ST (Structured Text) VAR_INPUT Apri,S_Open: BOOL; T1,T2,T3;T4:REAL ; END_VAR

33

VAR Tmax_vetro,Tmax_vano: REAL; (*costanti stabilite dalla casa di produzione *) Tmax_motor: REAL;(*costanti stabilite dalla casa di produzione *) Stato: (0,1); END_VAR VAR_OUTPUT Danger,Aria1,Aria2:BOOL; Ventola,blocco: BOOL; END_VAR ACTION Funz Comb IF Close Off.X THEN c1:= Apri; ELSEIF OPEN.X THEN c2:= (not S_Open) and (Stato=0); c4:= (not S_Open) AND (Stato=1); ELSEIF Close On.X THEN c5:=(T1>Tmax_int )or (T2>Tmax_vetro )or (T3>Tmax_motor) or (T4>Tmax_motor); c3:= Apri and not c5; END_IF END_ACTION ACTION A1 (*stato di chiuso e spento*) Blocco:=False;(*apertura sbloccata*) IF (stato=1) THEN Danger:=True; Aria1:=True;Aria2:=True;Ventola:=True; Stato:=0; (*se arrivo da close on vuol dire che si è verificato un problema di temperatura, quindi accendo le prese d’aria e la ventola, infine aggiorno la variabile Stato *) ELSE Danger:=False;Aria1:=False; Aria2:=False;Ventola:=False; END_IF END_ACTION ACTION A2(*stato di aperto*) Blocco:=False; IF (stato=1) THEN Danger:=True; (*è stato aperto il forno durante la cottura, c’è pericolo di dispersione di microonde, lo segnala e toccherà al supervisore dare l’ordine di spegnere e mettere in sicurezza l’impianto*) ELSE Danger:=False; END_IF Aria1:=False; Aria2:=False; Ventola:=False; END_ACTION ACTION A5(*stato di chiuso e in funzione*) Blocco:=True;(*blocco apertura attivato*) Stato:=1;(*aggiorno la variabile stato*) Aria1:=False; Aria2:=False; Ventola:=False; END_ACTION

34

2.3.5 Ladder Diagram :Action A1

fig.27

fig.28

35

fig.29

2.3.6 Instruction List :Action A1 LD False ST Blocco LD stato EQ 1 JMPC ON Pericolo LD stato EQ 0 JMPC ON NonPericolo LD 0 ST stato Pericolo : LD True ST Danger ST Aria1 ST Aria2 ST Ventola RET NonPericolo : LD False ST Danger ST Aria1 ST Aria2 ST Ventola RET 36

2.4 Logica di supervisione 2.4.1 Pannello di controllo

fig.30 1.Display 2.Pulsanti timer 3.Pulsante scongelamento automatico 4.Pulsante potenza microonde 5.Spia di posizionamento della griglia 6.Pulsante potenza con grill 7.Pulsante di riscaldamento/ cottura automatici in base al peso 8.Pulsanti selezione peso 9.Pulsante ritardo/attesa 10.Pulsante orologio 11.Pulsante regolazione peso 10 grammi 12.Pulsante d’inizio (per avviare il forno o riprendere la cottura) 13.Annulla programmazione (premere una volta prima della cottura), fermare cottura (premere una volta durante la cottura), cancellare le istruzioni(premere una seconda volta sempre durante la cottura)

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Il pannello di controllo è formato da : - un display che mostrerà i valori selezionati coi tasti e il tempo mancante alla fine della cottura - pulsanti timer da 10minuti, 1 minuto, 10 secondi,1 secondo per comporre il tempo desiderato tramite un metodo additivo (per comporre ad esempio 11 minuti e 32 secondi si dovrò schiacciare una volta il pulsante da 10 minuti, una volta quello da 1 minuto,3 volte quello da 10 secondi e due volte quello da un secondo, l’ordine è ininfluente) - Pulsante di scongelamento automatico.Imposta automaticamente la potenza a 100 W se schiacciato una volta (potenza ideale per lo scongelamento delle carni o del pesce).Se schiacciato due volte imposta la potenza a 200W ( potenza raccomandata per lo scongelamento del pane) - Pulsante di potenza del microonde per impostare la potenza desiderata.Ogni volta che si schiaccia la potenza selezionata passa da 800W a 600W a 400W a 200W a 100w per poi tornare 800W ( quindi per selezionare 600W basta schiacciare due volte il pulsante di selezione della potenza) - Spia grill.Si accende nel caso sia stata selezionato un tipo di cottura per griglia. - Potenza consigliata con la presenza della griglia. Se schiacciato e la griglia è correttamente inserita diminuisce di un livello la potenza precedentemente selezionata,in quanto con la presenza della griglia la temperatura necessaria a cuocere i cibi è minore - Pulsante riscaldamento/cottura di cibi prestabiliti. Può essere premuto da una a sette volte (se di più si ricomincia il ciclo). Seleziona una coppia prestabilita di temperatura e tempo a seconda del cibo selezionato. Ad esempio per cucinare tra i 500 g di pesce(il peso verrà selezionato nel pulsante selezione peso) sono stati prestabiliti una cottura di 10 minuti a 600W.Per attivarla basterà schiacciare due volte il pulsante riscaldamento cottura e selezionare un peso pari a 500g. - Pulsanti di selezione peso. Servono nel caso di cottura automatica per specificare il peso della quantità di cibo che si vuole cuocere. Ci sono due pulsanti: la freccia verso l’alto indica l’aggiunta di 10 g di peso, la freccia verso il basso la diminuzione di 10 g di peso. - Pulsante ritardo/attesa. Per posticipare di un certo tempo l’inizio della cottura. - Pulsante orologio.Visualizza l’ora. E’ collegato ad un componente orologio digitale standard. - Pulsante d’inizio (per avviare il forno o riprendere la cottura) - Pulsante di fine : annulla la programmazione se viene premuto una volta prima dell’inizio della cottura, ferma la cottura se viene premuto una volta durante la cottura, cancella le istruzioni se viene premuto una seconda volta sempre durante la cottura.

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2.4.2 Variabili Variabili in entrata Nome VIA

Tipo BOOL

ALT

BOOL

Err1

BOOL

Err2

BOOL

Err3

BOOL

Tempo1

INT

Tempo2

INT

Tempo3

INT

Tempo4

INT

SCONG

BOOL

POT

INT

POT GRILL

BOOL

AUT

INT

PesoPiù

INT

PesoMeno

INT

Ritardo

BOOL

Ora

BOOL

Descrizione True  l’utente ha dato il via alla cottura False  l’utente non ha ancora fornito il via True  ferma la cottura o annulla la programmazione False nessun segnale di alt True Errore sul sistema ad emissione di microonde FalseSituazione corretta di funzionamento True Errore rilevato dal sistema di sicurezza False Situazione corretta di funzionamento True Errore sul sistema piatto girevole o sulla griglia False Situazione corretta di funzionamento Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante da10 minuti del tempo Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante da 1 minuto del tempo Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante da 10 secondi del tempo Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante da 1 secondo del tempo True E’ stato premuto il pulsante scongelamento FalseLo scongelamento non è stato selezionato dall’utente Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante Potenza True L’utente ha selezionato la potenza in caso di griglia FalseNon è stato premuto il pulsante Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante Cottura Automatica per selezionare il giusto piano di cottura Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante Peso per aggiungere 10 g Segnala il numero delle volte che è stato premuto il pulsante Peso per togliere 10 g True l’utente richiede di poter selezionare un ritardo nell’inizio della cottura Falseil pulsante Ritardo non è stato premuto TrueL’utente chiede la visualizzazione dell’ora False Pulsante Ora non selezionato

Variabili interne e costanti Nome Timer

Tipo TON*

Display SCREEN** Watch WATCH** LATE TIME *TON = On-Delay Timer

Descrizione Timer collegato al supervisore per segnalare la fine del tempo di cottura Schermo digitale Orologio interno Se è stato selezionato un ritardo ne tiene in memoria il valore

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**componenti standard non implementati Variabili in uscita Nome GO

Tipo BOOL

STP

BOOL

POTENZA Time GrillOn

INT TIME BOOL

Descrizione True  da il segnale di partenza ai sistemi ad esso collegati False situazione di riposo True  da il segnale di stop ai sistemi collegati False situazione di cottura o di riposo Valore richiesto di potenza Tempo di cottura True  accendo la spia griglia False spia griglia spenta

2.4.3 Function Block

fig.31

40

Componenti standard utilizzati (Function Block e breve spiegazione)

fig.32 Il timer è costituito da un segnale di avvio In e settato nel momento dell’avvio ad un valore PT. Da quel momento il timer è acceso e decrementa man mano il tempo.CT indica il tempo corrente, Q invece è un valore booleano che indica che il timer è ancora in funzione. Nel momento in cui CT diventa pari a 0, Q diventa Falso.

fig.33 Il display è costituito da una stringa di lettere o caratteri(max 5) in entrata (str) e una variabile booleana Show che procede a scrivere al stringa tramite i led. Possiede inoltre una variabile canc che se settata comanda la cancellazione della stringa dal display.

fig.34 L’Orologio digitale interno è costituito da un comando di Reset RS che permette di inizializzare o modificare l’orario inserendo quello specificato nella variabile time RST. T indica l’orario corrente.

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2.4.4 Automa a stati finiti

fig.35

Descrizione stati Nome stato Off Orario Auto Manual Grill Scongelamento On Stop Errore

Descrizione Forno spento Visualizza l’ora corrente su display Programmazione Cottura Automatica Programmazione Cottura Manuale Programmazione Cottura con Griglia Programmazione Scongelamento Cottura Cottura interrotta dall’utente Stato di pericolo 42

Condizioni di transizione degli stati c1:= (Pot>0) (*Programm manule*) c2:= ALT(*annullamento delle programmazioni*) c3:= ALT c4:= (AUT>0)(*Programma automatico*) c5:= SCONG c6:= ALT c7:= Ora(*Richiesta Orario*) c8:= True(*Dopo un ciclo torna allo stato di Off*) c9:= ALT c10:= POTGRILL(*cottura con la griglia*) c11:= VIA (*l’utente segna l’avvio della cottura*) c12:= VIA c13:= VIA c14:= VIA c15:= Err1 or Err2 or Err3 (*si è verificato un errore*) c16:= True (*Dopo aver messo in sicurezza l’impianto torniamo alla situazione di off*) c17:= ALT (*interruzione della cottura da parte dell’utente*) c18:= VIA (*Ripresa comandata dall’utente*) c19:= (Timer.CT = t#0s) (*terminato il tempo di cottura*) c20:= ALT (*l’utente ha premuto ALT dallo stato di Stop per annullare la programmazione*)

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2.4.5 Diagramma SFC(Sequencial Function Chart)

fig. 36 2.4.6 Linguaggio ST (Structured Text) VAR_INPUT VIA,ALT,Err1,Err2,Err3: BOOL; Tempo1,Tempo2,Tempo3,Tempo4: INT; Scong, PotGrill :BOOL; Pot, PesoPiù, PesoMeno, AUT: INT; Ora,Ritardo: BOOL; END_VAR VAR Timer:TON; Watch:WTC; Displey:SCRN; LATE:TIME; END_VAR 44

VAR_OUTPUT GO,STP:BOOL; Time: TIME; Potenza: INT; GrillOn:BOOL; END_VAR ACTION Funz Comb If OFF.X THEN c5:= SCONG; c7:= Ora; c1:= (Pot>0); c10:= POTGRILL; c4:= (AUT>0); ELSEIF ORARIO.X THEN c8:= True; ELSEIF AUTO.X THEN c3:= ALT; c14:= VIA; ELSEIF MANUAL.X THEN c2:= ALT; c13:= VIA; ELSEIF Scongelamento.X THEN c6:= ALT; c11:= VIA; ELSEIF GRILL.X THEN c9:= ALT; c12:= VIA; ELSEIF ON.X THEN c15:= Err1 or Err2 or Err3; c17:= ALT; c19:= (Timer.CT = t#0s) ELSEIF STOP.X THEN c18:= VIA; c20:= ALT; ELSEIF ERRORE.X THEN c16:= True; END_IF END_ACTION ACTION A1(*microonde spento *) Display.cancel:=True. Timer(In:=False;PT:=t#0s); GO:=False; STP:=True; Time: =t#0s; Potenza:=0; GrillOn:=False; END_ACTION ACTION A2(*Visualizzo l’orario*) Display.cancel:=True; Display(str:=Watch.T, Show:=True); END_ACTION ACTION A3(*Imposto lo scongelamento*) IF (POT=1) THEN Potenza:= 100;(*potenza minima consigliata*) ELSEIF (POT=2) THEN Potenza:= 200;(*potenza massima consigliata*) END_IF Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Potenza, Show:=True); END_ACTION ACTION A3bis(*prende il tempo*) IF Ritardo THEN(*se si sta settando un ritardo nell’avvio*) LATE:=LATE+(Tempo1 * t#10m) + (Tempo2 * t#1m) + (Tempo3 * t#10s) + (Tempo4 * t#1s); IF (LATE>t#0s) THEN Dispaly.cancel:=True; Display(str:=LATE, Show:=True);END_IF ELSE (*se si sta settando il tempo vero e proprio *) Time:= Time+(Tempo1 * t#10m) + (Tempo2 * t#1m) + (Tempo3 * t#10s) + (Tempo4 * t#1s) ; (*viene controllato l’inserimento di ulteriori minuti o secondi per ogni ciclo finché non viene premuto via*) 45

IF (Time>t#0s) THEN Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Time, Show:=True);END_IF END_IF END_ACTION ACTION A4(*grill*) GrillOn:=True; IF (Pot>5) THEN Pot:=Pot%5;(*se il tasto selezione è stato premuto più di 5 volte ricomincio dalla potenza di grado maggiore*) CASE Pot OF 1: Potenza:= 600;(*Potenza diminuite di un livello per la presenza della griglia*) 2: Potenza:= 400; 3: Potenza:= 200; 4,5,0: Potenza:= 100; END_CASE Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Potenza, Show:=True) END_ACTION ACTION A4bis(*prende il tempo*) IF Ritardo THEN(*se si sta settando un ritardo nell’avvio*) LATE:=LATE+(Tempo1 * t#10m) + (Tempo2 * t#1m) + (Tempo3 * t#10s) + (Tempo4 * t#1s); IF (LATE>t#0s) THEN Dispaly.cancel:=True; Display(str:=LATE, Show:=True);END_IF ELSE (*se si sta settando il tempo vero e proprio *) Time:= Time +(Tempo1 * t#10m) + (Tempo2 * t#1m) + (Tempo3 * t#10s) + (Tempo4 * t#1s); (*viene controllato l’inserimento di ulteriori minuti o secondi per ogni ciclo finchè non viene premuto via*) IF (Time>t#0s) Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Time, Show:=True);END_IF END_IF END_ACTION ACTION A5(*impostazione manuale*) If (Pot>5) THEN Pot:=Pot%5; CASE Pot OF 1: Potenza:= 800; (*livelli di potenza standard*) 2: Potenza:= 600; 3: Potenza:= 400; 4: Potenza:= 200; 5,0: Potenza:= 100; END_CASE Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Potenza, Show:=True); END_ACTION ACTION A5bis(*prende il tempo*) IF Ritardo THEN(*se si sta settando un ritardo nell’avvio*) LATE:=LATE+(Tempo1 * t#10m) + (Tempo2 * t#1m) + (Tempo3 * t#10s) + (Tempo4 * t#1s); IF (LATE>t#0s) THEN Dispaly.cancel:=True; Display(str:=LATE, Show:=True);END_IF ELSE (*se si sta settando il tempo vero e proprio *) Time:= Time +(Tempo1 * t#10m) + (Tempo2 * t#1m) + (Tempo3 * t#10s) + (Tempo4 * t#1s); (*viene controllato l’inserimento di ulteriori minuti o secondi per ogni ciclo finchè non viene premuto via*) 46

IF (Time>t#0s) Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Time, Show:=True);END_IF END_IF END_ACTION ACTION A6(*impostazione automatica*) If (AUT>7) THEN Pot:=Pot%7; CASE Pot OF 1: Potenza:=200W ; 2: Potenza:=600W ; 3: Potenza:=800W; 4: Potenza:=800W ; 5: Potenza:=800W; 6: Potenza:=800W ; 7,0: Potenza: = 800W; END_CASE Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Potenza, Show:=True); END_ACTION ACTION A6bis(*stabilisco il tempo*) IF Ritardo THEN(*se si sta settando un ritardo nell’avvio*) LATE:=LATE+(Tempo1 * t#10m) + (Tempo2 * t#1m) + (Tempo3 * t#10s) + (Tempo4 * t#1s); IF (LATE>t#0s) THEN Dispaly.cancel:=True; Display(str:=LATE, Show:=True);END_IF ELSE (*se si sta settando il tempo vero e proprio *) CASE Pot OF 1: Time:=Time+t#10s*(PesoPiù-PesoMeno) ;(*man mano che viene inserito il peso il tempo aumenta, mentre la potenza rimane fissa a seconda del tipo di cottura automatica prescelto*) 2: Time:=Time+t#12s*(PesoPiù-PesoMeno) ; 3: Time:=Time+t#15s*(PesoPiù-PesoMeno); 4: Time:=Time+t#20s*(PesoPiù-PesoMeno); 5: Time:=Time+t#30s*(PesoPiù-PesoMeno); 6: Time:=Time+t#40s*(PesoPiù-PesoMeno); 7,0: Time:=Time+t#1m*(PesoPiù-PesoMeno); IF ((PesoPiù-PesoMeno)>0) Dispaly.cancel:=True; Display(str:=(PesoPiù-PesoMeno), Show:=True);END_IF END_IF END_ACTION ACTION A7(*accendiamo il forno*) IF Ritardo THEN Timer(In:=True;PT:=LATE); REPEAT LATE:=Timer.CT; UNTIL (LATE=t#0s) END_REPEAT Ritardo:=False; END_IF Display.cancel:=True; Timer(In:=True;PT:=Time); GO:=True; STP:=False; END_ACTION

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ACTION A7bis(*visualizzo il tempo mancante che si decrementa*) Dispaly.cancel:=True; Display(str:=Timer.CT, Show:=True); END_ACTION ACTION A8(*errore*) Display.cancel:=True; GO:=False; STP:=True;(*spengo l’impianto*) END_ACTION ACTION A9(*cottura interrotta*) Time:=Timer.CT; Timer(In:=False; PT:=t#0s); GO:=False; STP:=True; END_ACTION

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3.FDB globali 3.1 Collegamenti interni

fig.37

3.2 Interazione tra supervisore e impianto

fig.38 49

4.Conclusione Per ottenere buoni risultati di cottura si ricorda all’utente che i tempi di cottura sono fortemente influenzati dall’abitudine personale, dalla dimensione e forma dei cibi,dalla temperatura di partenza e dai contenitori usati .Per una cottura più personalizzata si consiglia di usare il programma manuale: i tempi previsti nei programmi predefiniti sono approssimativi.Inoltre si ricorda che è meglio cuocere poco che molto poiché un cibo poco cotto può comunque essere rimesso nel microonde . Per il buon uso del microonde si consiglia di non cuocervi piccole quantità di cibo o cibo con un basso contenuto di umidità perché potrebbe bruciarsi o seccarsi o incendiarsi se cotto troppo a lungo e danneggiare le strutture del forno.Per la stessa motivazione è consigliabile non inserire nel forno, uova con guscio, superfici porose non precedentemente forate, carta , plastica o altri materiali combustibili, lattine o bottiglie chiuse, utensili di metallo.E’ previsto inoltre uno spazio minimo di 2cm tra il contenitore e le pareti per consentire al piatto di girare e per evitare la formazione di scintille nello sfregamento con le pareti del forno . La regolazione dell’impianto secondo specifici programmi o temperature deve essere richiesta alla casa produttrice. Nel microonde il cibo è riscaldato per breve tempo e questo può condurre ad una cottura non uniforme. Il forno a microonde è spesso usato per riscaldare cibo cotto in precedenza ed i batteri potrebbero non essere eliminati completamente ed essere causa di infezioni alimentari.La cottura disomogenea è dovuta principalmente alla non omogeneità dell'energia delle microonde all'interno della camera di cottura, ma anche dalla differente capacità di assorbimento delle diverse parti del cibo. Se il primo problema viene affrontato con l'uso di piatti rotanti e riflettori che distribuiscono più uniformemente l'energia. Il secondo problema deve essere gestito dal cuoco, che deve disporre il cibo in modo opportuno e verificare periodicamente lo stato e l'uniformità della cottura.

Per quanto riguarda la sicurezza del forno vi sono alcuni pericoli immediati da fare presenti. -

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I liquidi riscaldati al microonde in contenitori dalla pareti lisce possono raggiungere lo stato supercritico, ovvero una condizione in cui la temperatura è superiore di alcuni gradi a quella di ebollizione ma la sostanza rimane liquida. Quando il liquido viene in qualche modo perturbato, per esempio afferrando il contenitore per estrarlo dal forno, l'ebollizione può iniziare in modo esplosivo, è può essere causa di gravi ustioni. I contenitori chiusi, così come le uova, quando riscaldate nel microonde possono esplodere a causa della pressione del vapore che si produce all'interno. Diversi materiali, se riscaldati troppo a lungo possono carbonizzare e prendere fuoco. É consigliabile tenere sempre sorvegliato il forno acceso. Fogli di alluminio, stoviglie in ceramica decorate con metalli e oggetti contenenti metalli possono produrre scintille esposte alla microonde. Il metallo può fondere e contaminare il cibo e si possono produrre vapori tossici dai materiali investiti dalla scarica. Alcuni hanno provato a sottoporre al microonde i compact disc, che si distrugge formando sulla superficie una serie di motivi circolari, ma emette nel frattempo fumi tossici. Porre nel microonde oggetti in metallo solido come per esempio un cucchiaio è sicuro, purché sia presente cibo o acqua per assorbire le microonde riflesse dall'oggetto. La presenza di un grosso condensatore che potrebbe mantenere una carica elettrica ad alta tensione in quantità letale, anche per lungo tempo dopo lo spegnimento dell'apparecchio. Normalmente, allo spegnimento questa energia si scarica sul 50

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magnetron in una frazione di secondo, ma ciò non è sempre certo, specialmente nel caso di apparecchi guasti. L'emissione di microonde all'esterno dell'apparecchio, che può essere causa di ustioni e opacizzazione del cristallino con conseguente formazione di cataratta e cecità. Con la sempre maggiore diffusione delle reti wireless, che operano nel campo delle microonde a frequenze vicine a quelle usate nel forno, crescono le preoccupazioni per le interferenze che possono essere causate da questi apparecchi. Il limite di emissione di radiazioni è di 1 mW/cm2 a 5 cm di distanza da un forno nuovo (per un forno usato il limite sale a cinque volte). Difficilmente un forno come quello per cui è stato fatto il controllo eccede questo limite. Come confronto un telefono cellulare GSM può emettere 1 W a 1800 MHz, che produce un campo di 2 mW/cm2 a 5 cm.

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Indice delle figure 1. Descrizione Generale fig.1 pag.5:schema generale delle componenti del microonde 2.Descrizione dei componenti 2.1 Sistema piatto girevole fig.2 pag.7:schema componenti sistema fig.3 pag.9: Function block fig.4 pag.9: Automa a stati finiti fig.5 pag.10: Diagramma SFC fig.6 pag 12: Ladder Diagram della Funzione Combinatoria fig.7-8 pag 13: Ladder Diagram della Funzione Combinatoria fig.9-10-11 pag 14: Ladder Diagram della Funzione Combinatoria 2.2 Sistema di emissione microonde fig.12 pag.17:schema componenti sistema fig.13 pag.18schema funzionamento dei tubi di magnetron fig.14 pag. 20: Function block fig.15 pag. 21: Automa a stati finiti fig.16 pag. 22: Diagramma SFC fig.17 pag 24: Ladder Diagram della Funzione Combinatoria fig.18-19 pag 25: Ladder Diagram della Funzione Combinatoria fig.20 pag 26: Ladder Diagram della Funzione Combinatoria fig.21-22 pag 27: Ladder Diagram della Funzione Combinatoria

2.3 Sistema di sicurezza fig.23 pag.30:schema componenti sistema fig.24 pag.32: Function block fig.25 pag.32: Automa a stati finiti fig.26 pag.33: Diagramma SFC fig.27-28 pag 35: Ladder Diagram dell’Azione A1 fig.29 pag 36: Ladder Diagram dell’Azione A1 2.4 Logica di supervisione fig.30 pag.37:immagine pannello di controllo fig.31 pag.40: Function block fig.32 pag.41: Function block del componente timer fig.33 pag.41: Function block del componente schermo digitale fig.34 pag.41: Function block del componente orologio fig.35 pag.42: Automa a stati finiti fig.36 pag.44: Diagramma SFC

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3.FDB(Function Block Diagram) globali fig.37 pag.49: interazione tra i componenti del microonde (FDB) fig.38 pag.49: interazione tra l’impianto e il supervisore (FDB)

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