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ENGLISH
01-02-2026-Industrial Automation - Fault Diagnosis [EN]-[IT]
With this post, I would like to provide a brief explanation of the topic in question
(lesson/article code: EX_LS_48)
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What is fault diagnosis? Faults
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Fault diagnosis is specifically defined as the procedure aimed at determining the origin of a fault. Fault diagnosis involves the use of diagnostic techniques to determine not only the origin, but also the type, size, and location of the fault.
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What is the difference between control and supervision?
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Control and supervision are terms which are often confused with each other. In reality, in modern technological processes, control and supervision operate on different hierarchical levels; that is, they are two different things.
Process Control
Process control is found at the 1st level and is the classic level that includes sequential control and feedback control to directly manage the system's operation.
Supervision
Supervision is found at the 2nd level and is an intermediate level whose task is to display the current state of the process and indicate unwanted or prohibited states. Supervision is delegated to take appropriate action to avoid accidents or damage.
In short, and in simple terms, we can say that control handles standard operations, while supervision intervenes to manage anomalies and ensure safety. The importance of supervision grows as automation increases, replacing the surveillance previously entrusted to humans.
Basic Supervision Tasks
In industrial automation, the basic tasks for supervising technological processes are as follows:
-Status Monitoring
-Detection and Diagnosis
-Discrimination
-Evaluation and Decision-Making
-Intervention
Note: One of the critical tasks of supervision is precisely distinguishing the effects of faults from those of disturbances/noise to avoid false alarms.
What is the difference between disturbance, noise, and fault?
In fault diagnosis, it is important to understand the difference between disturbance, noise, and fault. Below, I briefly describe these concepts:
-Fault. A fault is an unexpected deviation of one or more characteristic properties or quantities related to standard operating conditions.
-Disturbance and Noise (n). These are external factors that cause variations in the system's output, but unlike faults, they are not necessarily linked to component malfunction or structural changes in the process.
The Effects of Feedback on the Signal to Be Diagnosed
First, let's keep in mind that when there is feedback, we are dealing with a closed-loop system.
The presence of a feedback control mode makes diagnosis significantly more complex for the following reasons:
- Compensation for anomalies
- Need for extensive monitoring
- Impact on performance
NOTE: In a closed-loop system, the supervisor cannot simply monitor the output, but must also monitor the control signal, since the fault could manifest itself as anomalous behavior of the controller that forces (creates a forcing) to compensate for the defect.
Conclusions
The main conclusion regarding fault diagnosis is that adopting systematic procedures and a proper maintenance strategy is essential to maintaining the controlled system in its nominal or desired operating conditions. That is, fault diagnosis is the activity that ensures the effectiveness of a system under complex conditions.
Historical Notes and Questions
German engineer Rolf Isermann (born 1938) is considered one of the pioneers in integrating parameter identification and fault diagnosis.
Did you know that the true formalization of fault diagnosis occurred with the advent of modern automatic control theory?
ITALIAN
01-02-2026-Automazione industriale - Diagnosi dei guasti [EN]-[IT]
Con questo post desidero fornire una breve spiegazione sull’argomento indicato in oggetto
(codice lezione/articolo: EX_LS_48)
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Cosa è la diagnosi dei guasti
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La diagnosi di guasto (in inglese viene identificata dai termini “fault diagnosis”) viene definita specificamente come la procedura finalizzata alla determinazione dell’origine del guasto. La diagnosi dei guasti consiste nell'utilizzo di tecniche diagnostiche per determinare non solo l'origine, ma anche la tipologia, la grandezza e la posizione del guasto stesso.
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Che differenza c’è tra controllo e supervisione?
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Il controllo e la supervisione sono termini che spesso vengono scambiati tra di loro. In realtà nei moderni processi tecnologici, il controllo e la supervisione operano su livelli gerarchici differenti, cioè sono due cose differenti.
Controllo di processo
Il controllo di processo si trova al 1° livello ed è il livello classico che include il controllo sequenziale e quello con retroazione per gestire direttamente il funzionamento del sistema.
Supervisione
La supervisione si trova al 2° livello ed è un livello intermedio che ha il compito di mostrare lo stato presente del processo, indicare stati non desiderati o non permessi. La supervisione è delegata ad intraprendere le azioni opportune per evitare incidenti o danni.
In sintesi e con parole semplici possiamo dire che il controllo si occupa dell'operatività standard, mentre la supervisione interviene per gestire le anomalie e la sicurezza. L’importanza della supervisione cresce all'aumentare dell'automazione, sostituendo la sorveglianza precedentemente affidata all'uomo.
I compiti di base della supervisione
In ambito dell’automazione industriale i compiti base per la supervisione dei processi tecnologici sono i seguenti:
-Monitoraggio dello stato
-Rilevamento e Diagnosi
-Discriminazione
-Valutazione e Decisione
-Intervento
Nota: Uno dei compiti critici della supervisione è proprio discriminare gli effetti dei guasti da quelli dei disturbi/rumore per evitare falsi allarmi.
Che differenza c’è tra disturbo, rumore e fault?
Nell’ambito della diagnosi dei guasti è importante comprendere la differenza tra disturbo, rumore e fault. Qui di seguito descrivo in maniera sintetica questi concetti:
-Guasto (Fault). Il fault è uno scostamento non previsto di una o più proprietà caratteristiche o grandezze collegate alle condizioni operative standard
-Disturbo e Rumore (n). Essi sono fattori esterni che provocano variazioni nell'uscita del sistema ma, a differenza dei guasti, non sono necessariamente legati a un malfunzionamento dei componenti o a cambiamenti strutturali del processo
Gli effetti della retroazione sul segnale da diagnosticare
Innanzitutto teniamo presente che quando c’è retroazione siamo in presenza di un ciclo chiuso.
La presenza di una modalità di controllo a retroazione rende la diagnosi significativamente più complessa per i seguenti motivi:
-Compensazione delle anomalie
-Necessità di monitoraggio esteso
-Impatto sulle prestazioni
NOTA: In un sistema a ciclo chiuso, il supervisore non può limitarsi a guardare l'uscita, ma deve monitorare obbligatoriamente anche il segnale di controllo, poiché il guasto potrebbe manifestarsi come un comportamento anomalo del controllore che sforza (crea una forzatura) per compensare il difetto.
Conclusioni
La conclusioni principale riguardante la diagnosi dei guasti è che l'adozione di procedure sistematiche e di una corretta strategia di manutenzione è essenziale per mantenere il sistema controllato nelle sue condizioni di funzionamento nominali o in quelle desiderate. Cioè la diagnosi dei guasti è quell’attività che garantisce l’efficacia di un sistema in condizioni complesse.
Cenni storici e domande
L’ingegnere tedesco Rolf Isermann (nato nel 1938) è considerato uno dei pionieri nell'integrazione tra identificazione dei parametri e diagnosi dei guasti.
Sapevate che la vera formalizzazione della diagnosi dei guasti è avvenuta con l'avvento della moderna teoria del controllo automatico?
THE END