Arduino Opta: micro PLC, grandi vantaggi

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Un micro PLC come Arduino Opta si integra facilmente in qualsiasi ambiente industriale con versatilità, efficienza e convenienza

I controllori logici programmabili (PLC) svolgono un ruolo chiave nelle aziende manifatturiere sin dagli anni Settanta, per un controllo puntuale e affidabile sui processi e sui macchinari più disparati. Ma oggi l’evoluzione tecnologica richiede soluzioni sempre più versatili ed economicamente vantaggiose per semplificare il monitoraggio diagnostico e soddisfare anche le esigenze di automazione industriale più semplici: è il momento di scoprire i micro PLC, compatti ma potenti.

Perché (e come) scegliere un micro PLC

I micro PLC possono presentare alcune limitazioni rispetto ai PLC tradizionali, ma offrono vantaggi significativi che spesso li rendono la soluzione ideale per un’ampia gamma di applicazioni. L’importante è valutarne bene le caratteristiche caso per caso, per un’attenta selezione e pianificazione tecnica. Partiamo da una considerazione: i micro PLC si distinguono quasi universalmente per versatilità e convenienza. Questo significa che, a differenza dei PLC tradizionali che spesso si basano su un unico grande processore dedicato a intere linee di produzione, permettono di realizzare sistemi di controllo distribuiti, con più dispositivi che comunicano tra loro per orchestrare attività complesse in tutta la fabbrica. Questo approccio migliora l’efficienza e riduce i costi e, come vedremo più nel dettaglio, è alla base del successo dei micro PLC in una miriade di casi d’uso industriali. Il forte interesse per questo tipo di alternative ha portato Arduino a sviluppare Opta: un micro PLC innovativo che integra funzionalità di automazione e IoT con sicurezza e diverse opzioni di connettività on-board. Opta consente di evitare il vendor lock-in ed è adatto anche a chi si affaccia per la prima volta al mondo automazione industriale, monitoraggio, controllo da remoto e IoT, perché si programma con i principali linguaggi IEC 61131-3 ma anche all’interno dell’ambiente Arduino. Ma veniamo ai limiti da valutare attentamente. Quasi per definizione, un micro PLC avrà una memoria ristretta: un ostacolo che si può superare, ad esempio, sfruttando porte USB o micro SD per salvare i dati necessari su supporti esterni. Per quanto riguarda il numero di I/O integrati, prodotti come Arduino Opta possono essere facilmente potenziati grazie a specifici moduli di espansione: Arduino Pro Opta Ext D1608E e Arduino Pro Opta Ext D1608S moltiplicano i punti di controllo in tempo reale con 16 ingressi programmabili e 8 uscite relè digitali (elettromeccaniche o a stato solido); Arduino Pro Opta Ext A0602 consente invece di configurare nuovi I/O analogici per interagire con segnali 0-10 V e 0/4-20 mA e ottenere valori di temperatura tramite PT100, diversificando le capacità di acquisizione dati ed espandendo le possibilità di attuazione. Infine, per anticipare eventuali problemi di compatibilità, è sufficiente valutare attentamente tutte le specifiche di un particolare micro PLC per verificare questo tipo di dettagli rispetto alle proprie esigenze. Opta, ad esempio, è stato progettato per l’interoperabilità sia con sistemi di automazione (PLC, DCS, Scada ecc.) sia con altri device.

Casi d’uso e applicazioni

La versatilità dei micro PLC permette di adottarli in un’ampia gamma di casi d’uso in contesto industriale, dal retrofitting di macchine legacy alla creazione di semplici sistemi di automazione.

– Automazione industriale Negli impianti di produzione e nelle linee di assemblaggio, i micro PLC possono rendere connessi macchinari esistenti, monitorare processi, raccogliere dati e talvolta permettere di implementare soluzioni di controllo standalone. Dimensioni compatte e robustezza li rendono ideali per ottimizzare l’efficienza e la produttività in molti ambienti. L’azienda globale di arredamento Steelcase, ad esempio, ha migliorato il proprio flusso di lavoro sviluppando un’applicazione semplice ed economica grazie ad Arduino Opta. Se un macchinario presenta malfunzionamenti occasionali, “di solito si manda una persona a vedere, armata di cronometro e un blocco per appunti, ma possono passare giorni o anche settimane prima che il problema si ripresenti” dice Steven Jones, consulente tecnico presso l’azienda. Collegare il micro PLC di Arduino alle proprie apparecchiature ha consentito invece a Steelcase di monitorare i segnali di malfunzionamento, raccogliendo le informazioni utili a dare visibilità su eventuali eventi critici al team tecnico interno tramite dashboard personalizzate. “Dieci anni fa non sarebbe stato così facile, ma gli strumenti IoT di oggi sono più comodi che mai” afferma Jones. “Opta ha ingressi e uscite digitali, analogici, e tutto ciò che avrebbe un PLC tradizionale”.

– Monitoraggio e controllo da remoto I micro PLC dotati di connettività wireless sono soluzioni convenienti per il monitoraggio e il controllo di apparecchiature e sistemi anche in luoghi remoti o inaccessibili. Ad esempio, Opta può essere utilizzato per realizzare sistemi in grado di smistare i pacchi in base alle dimensioni o per monitorare e regolare i livelli di un serbatoio in situ e da remoto. Quest’ultima applicazione rende più efficienti le attività quotidiane svolte da molte aziende di trasporto, stoccaggio o trattamento acque. Ma possono beneficiare di questo tipo di soluzione anche diversi oggetti domestici: distributori d’acqua, evaporatori, caldaie, sistemi di riscaldamento, lavatrici, ferri da stiro a vapore, macchinette da caffè, ecc. In un contesto ancora diverso, Stratford Festival, la più grande compagnia teatrale di repertorio classico del Nord America, ha usato Opta per costruire una grande piattaforma mobile, che sale e scende rispetto al livello del palcoscenico e si blocca silenziosamente in posizione senza creare disturbo durante gli spettacoli. Il responsabile dell’automazione del teatro, Ian Phillips, è rimasto piacevolmente colpito dal fatto che Opta, pur costando molto meno delle alternative che stava valutando, ha superato i test di sicurezza necessari negli Stati Uniti per la certificazione UL, oltre ad essere facile da integrare nella piattaforma del sistema di controllo esistente, che lo identifica come un normale dispositivo I/O.

– Building automation Un micro PLC può gestire anche il controllo degli impianti di riscaldamento e climatizzazione, dell’illuminazione e dei sistemi di allarme all’interno di edifici commerciali o residenziali. Questo consente di migliorare il comfort e la sicurezza, ottimizza il consumo di energia e aumenta l’efficienza nel complesso. Arduino Opta può essere facilmente programmato per aprire e chiudere le tende utilizzando un motore c.c., a orari prestabiliti o rispondendo in automatico alle condizioni di luce o alla presenza di persone, grazie ad appositi sensori. Estendendo il concetto, simili sistemi di domotica possono essere implementati all’interno di hotel e proprietà date in affitto, creando soluzioni di smart accommodation: Opta può connettersi a vari dispositivi e impianti (riscaldamento, ventilazione, aria condizionata, luci e serrature) monitorando e controllando le impostazioni secondo i dati ricevuti da diversi sensori per il massimo comfort degli ospiti. Sappiamo che l’ottimizzazione dei consumi energetici può portare a notevoli risparmi sulla bolletta, impatto ambientale ridotto, e prestazioni migliorate. In questo contesto, Opta dà priorità alla sicurezza con elementi che garantiscono l’integrità dei dati, la crittografia e l’archiviazione sicura dei certificati. Ciò lo rende un nodo IoT adatto a creare una rete IIoT privata, ad esempio per supportare la gestione dei consumi a casa, in ufficio o anche in fabbrica. Integrando Arduino Cloud è possibile creare una soluzione intelligente per essere connessi e aggiornati 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e persino aggiungere funzionalità di auto-regolazione in base a regole preimpostate. AMB Vapor Monitoring, che offre un servizio specializzato di monitoraggio e reporting relativo ai sistemi di depressurizzazione sottostanti le fondamenta degli edifici, ha combinato Arduino Opta e Arduino Cloud in una soluzione innovativa per raccogliere dati da una rete di oltre 200 sensori e fornire informazioni affidabili in tempo reale. Un tecnico interno all’azienda ha imparato il linguaggio C/C++ e sviluppato un’applicazione personalizzata, anche grazie alla grande accessibilità dell’ecosistema Arduino, alla disponibilità di risorse online, e al supporto dato ai clienti. Nel complesso, AMB è passata dall’idea all’installazione nel giro di pochi mesi, costruendo dashboard professionali e funzionali in poche ore.

– Applicazioni IoT Opta può essere utilizzato efficacemente per un retrofitting che trasforma comuni apparecchiature in dispositivi connessi. Sostituendo il controller originale in una macchina per lo stampaggio a iniezione, ad esempio, il micro PLC di Arduino consente agli utenti di sfruttare tutti i vantaggi degli oggetti connessi e dell’analisi dei dati con un investimento contenuto. Inoltre, Opta WiFi è dotato di funzionalità di comunicazione RS485 che consentono una perfetta integrazione con misuratori di potenza esterni, che forniscono informazioni preziose sul consumo energetico, sulla produzione, sull’utilizzo dei materiali e sullo stato delle apparecchiature. Raccogliendo e visualizzando questi dati raccolti in dashboard dedicate, le aziende possono pianificare in modo proattivo la manutenzione e le riparazioni, riducendo al minimo i tempi di inattività e ottimizzando i processi di produzione.

– Formazione e prototipazione rapida I micro PLC sono strumenti preziosi per progetti di formazione e prototipazione rapida, che si tratti di insegnare concetti di elettronica in classe o di sperimentare idee di automazione in un dipartimento R&D. Opta in particolare moltiplica il numero di persone in grado di realizzare nuove soluzioni di automazione, a partire dalla nuova generazione di professionisti che hanno imparato a conoscere Arduino a scuola o acquisito le competenze necessarie grazie a risorse online gratuite e al supporto di una community di oltre 33 milioni di utenti. Non a caso, Arduino ha recentemente lanciato il PLC Starter Kit basato su Opta WiFi e la PLC IDE: un kit pronto per l’integrazione con sistemi simulati industriali, progettato per introdurre gli studenti degli istituti professionali e delle università a orientamento tecnologico ai linguaggi di programmazione standard IEC 61131-3 e alle comunicazioni Modbus.

L’innovazione alla portata di tutti

I micro PLC come Arduino Opta rappresentano un significativo passo avanti per l’automazione industriale, perché offrono grandi versatilità ed efficienza, facilità di utilizzo e dimensioni compatte: rispondono, in sostanza, alle esigenze sempre più sentite del contesto industriale in ogni settore, abbassando le barriere all’ingresso e consentendo a ingegneri e sviluppatori di ampliare l’orizzonte delle possibilità. In occasione di SPS Italia a Parma Fabio Violante, CEO di Arduino, ha commentato: “Le aziende italiane sono rinomate per la loro incredibile capacità di adattamento e la produzione di beni di alta qualità apprezzati in tutto il mondo. Con Opta, vogliamo supportare sia le aziende che desiderano incrementare la visibilità sui loro processi attraverso l’IoT retrofitting, abbattendo le barriere all’automazione industriale, sia le aziende che producono macchinari e cercano un controllore già pronto per l’IoT e l’edge AI. Opta offre prestazioni elevate, connettività sicura e una flessibilità di programmazione senza precedenti a un prezzo accessibile. Questa combinazione vincente permette di superare gli ostacoli e valorizzare al massimo i punti di forza dell’industria italiana, spingendola verso nuovi orizzonti di innovazione ed efficienza”. Per scoprire come Opta può semplificare, potenziare o permetterti di cogliere nuove opportunità nella tua azienda, contatta il team Arduino.

Arduino Opta: il ‘coltellino svizzero’ dell’automazione industriale

Progettato con precisione e competenza, Opta è un dispositivo sicuro e facile da usare con funzionalità Industrial IoT che consentono ai professionisti di ampliare i propri progetti di automazione. La perfetta integrazione con l’ecosistema Arduino ne facilita ulteriormente l’utilizzo.

• Flessibilità di programmazione: Opta può essere programmato con i principali linguaggi IEC 61131-3 (compresi Ladder Logic Diagram e Function Block Diagram) così come all’interno dell’ambiente Arduino, anche sfruttando le numerose software library e gli sketch pronti all’uso. Inoltre, i due approcci possono essere combinati per espandere ulteriormente le capacità del micro PLC.

• Forte potenza di calcolo: l cuore di Arduino Opta è il potente MCU STM32H747XI dual-core Arm Cortex-M7 +M4, che offre prestazioni impareggiabili per applicazioni di controllo, monitoraggio e manutenzione predittiva in tempo reale. Questa tecnologia avanzata permette agli utenti di sfruttare tutto il potenziale dei loro sistemi di automazione, garantendo efficienza e produttività ottimali.

• Una vasta gamma di opzioni di connettività: disponibile in tre varianti con Ethernet, RS485, o wi-fi/Bluetooth, Opta si integra perfettamente con qualsiasi piattaforma, che sia Arduino Cloud o un servizio di terze parti, fornendo visibilità e controllo impareggiabili attraverso dashboard aggiornate in tempo reale.

• Sicurezza di livello industriale: la sicurezza è fondamentale nel mondo interconnesso di oggi, e Arduino Opta è progettato pensando a questo. Supporta gli aggiornamenti firmware Over-The-Air (OTA) e garantisce la sicurezza dei dati dall’hardware al cloud grazie all’elemento sicuro integrato e alla conformità allo standard X.509. Inoltre, viene sottoposto regolarmente a test di cybersecurity.

• Ideale per l’edge AI: Opta può rendere più intelligente qualsiasi ambiente industriale, integrando informazioni sul comportamento atteso e diagnostica per il rilevamento di anomalie, la manutenzione predittiva e l’efficienza energetica all’interno di soluzioni di controllo e automazione.

Arduino – www.arduino.cc

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