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Sensori di processo IO-Link ottimizzano la produzione di energia

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La Redazione

L'azienda italiana Ramaplast produce e commercializza packaging in plastica per i settori della cosmetica e della farmaceutica. Oltre alla corrente elettrica, la produzione richiede anche energia termica e refrigerazione per garantire, ad esempio, il raffreddamento delle macchine o il funzionamento di compressori ed essiccatori d'aria. Nel contempo gli uffici necessitano di una climatizzazione appropriata in base alla stagione.

Il management di Ramaplast ha optato per la realizzazione di un proprio impianto di trigenerazione, capace di produrre energia elettrica tramite un generatore azionato a gas, ottenendo anche energia termica e frigorifera. Grazie all'elevata efficienza energetica conseguita, i costi per l'energia (gas) sono decisamente inferiori rispetto all'utilizzo di energia elettrica primaria.

Così si esprime Gianluca Stella, IT Manager presso Ramaplast: "L'esperienza dimostra che, proprio nelle aziende con elevato consumo di energia nel settore della plastica, è possibile conseguire enormi risparmi energetici. È per questo motivo che abbiamo investito per tempo in un sistema proattivo di gestione dell'energia in modo da essere ben attrezzati per il futuro. Qui sono richieste soluzioni con sistemi innovativi che ci hanno permesso di conseguire con successo, dal punto di vista economico, gli obiettivi di risparmio energetico definiti". La base per un'efficiente gestione dell'energia è il controllo di tutti i parametri del processo.

Nell'impianto di trigenerazione, diversi sensori di processo controllano le temperature, le pressioni o i flussi. Tutti questi sensori sono dotati di interfaccia di comunicazione IO-Link, tramite la quale il valore letto viene trasmesso come segnale digitale. Altri sensori che non richiedono interfaccia IO-Link sono stati cablati con il bus AS-i che permette una semplice integrazione al plc delle utenze distribuite. I valori letti vengono trasmessi al sistema di supervisione attraverso un anello in fibra ottica di quasi 1 km su rete Profinet.

Stella riassume i vantaggi delle singole tecnologie di rete: "AS-i ha permesso un cablaggio veloce e pulito. IO-Link su Profinet ha permesso di sfruttare la ridondanza dell'anello in fibra ottica e ha reso veramente semplice l'integrazione con i plc e lo Scada".

Ramaplast conta su ifm come partner in fatto di automazione: "ifm è fornitore del nostro Gruppo dal 1994 e, negli anni, si è sempre dimostrata affidabile. Cercavamo un partner esperto con un catalogo che soddisfacesse i nostri requisiti tecnologici e di qualità e che rappresentasse lo stato dell'arte in fatto di sensori e acquisizione. In questo progetto ifm è stata in grado di supportarci dalla fase di engineering, di messa in servizio e di troubleshooting", afferma Stella.

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I requisiti in occasione del re-engineering erano molto alti. Stella continua spiegando: "L'ambiente eterogeneo composto da chiller, compressori, pompe, assorbitori, valvole e motore endotermico nonché la quantità di dati da raccogliere sul campo ci hanno fatto puntare su tecnologie consolidate ma flessibili e scalabili. I sensori raccolgono dal campo segnali analogici come la posizione delle valvole, le temperature, le pressioni, i flussi fino ad arrivare a dati come la qualità dell'acqua di falda e i dati meteo come la radiazione solare, le piogge o l'umidità. Tutti questi dati vengono utilizzati dal sistema di supervisione per guidare la produzione delle energie. Attraverso lo storico apprendiamo quali siano i modi più efficienti ed efficaci per produrre queste energie". Grazie a questo sistema di gestione dell'energia per ottimizzare i sistemi di refrigerazione e la potenza delle macchine a iniezione, nonché utilizzare il calore a scopo di riscaldamento, Ramaplast ha preparato al meglio il suo piano per il risparmio energetico.

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Tutti i processi di ottimizzazione del sistema di trigenerazione si basano sull'analisi di valori letti. Per trasmettere questi valori al sistema di supervisione, vengono utilizzati protocolli di comunicazione digitali quali AS-i e Profinet, nonché strumenti digitali quali fibre ottiche. In questo caso è consigliabile utilizzare direttamente sensori con l'interfaccia di comunicazione digitale IO-Link. Dato che i moderni sensori funzionano con microprocessore interno e i valori letti nel sensore sono principalmente digitali, non c'è niente di più ovvio che trasmettere proprio questi valori al sistema di supervisione. Due conversioni (digitale/analogico nel sensore, analogico/digitale nel modulo esterno) non sono più necessarie rispetto alla tradizionale trasmissione del valore analogico. Ciò riduce le imprecisioni di misura. Anche una calibrazione del tratto di misura, necessaria per i sensibili segnali analogici, non è più rilevante nel caso di una trasmissione digitale. La comunicazione tramite IO-Link è inoltre più immune alle interferenze in relazione alla compatibilità elettromagnetica (Emc) rispetto alla trasmissione analogica mediante segnale di corrente o di tensione.

Un altro vantaggio di IO-Link è la parametrizzazione dei sensori dal sistema di controllo. Modificando i parametri del processo è possibile impostare i sensori con nuovi valori dal sistema di supervisione, in modo manuale oppure anche in modo completamente automatico. L'operatore non dovrà più modificare ad esempio i punti di commutazione direttamente sul sensore in loco.

I parametri del sensore sono salvati nel sistema di controllo. Sostituendo un dispositivo, vengono trasmessi automaticamente tramite IO-Link al nuovo sensore. Si evitano così errori dovuti ad una programmazione errata. Per la sostituzione di un sensore non sono richieste conoscenze specifiche visto che si tratta di plug & play. Come di consueto per i sensori, il collegamento si esegue tramite connettori M12 standard. Non sono necessari cavi schermati.

La digitalizzazione dell'impianto fino al sensore crea un trasparenza ottimale di tutti i processi. L'impianto può essere visualizzato come immagine digitale sul monitor del sistema di supervisione. Le anomalie vengono visualizzate immediatamente e diagnosticate nei minimi dettagli fino al sensore. La valutazione dei valori letti e delle informazioni di diagnostica dei sensori IO-Link consente una manutenzione preventiva e garantisce una maggiore affidabilità dell'impianto. Gli effetti della modifica dei parametri, ad esempio il cambio di ricetta, sono subito visibili e ottimizzabili automaticamente. Ciò consente un miglioramento del processo a lungo termine e la documentazione di tutti i dati del sensore fin nel sistema Erp dell'azienda. Grazie alle possibilità offerte da IO-Link il concetto di Industria 4.0 assume una forma concreta.

 

 

 

 

 

 

 

Sensori di processo IO-Link ottimizzano la produzione di energia - Ultima modifica: 2016-10-19T11:06:11+02:00 da La Redazione