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GIUGNO-LUGLIO 2018 AUTOMAZIONE OGGI 407 115 analogici, dati di processo IO-Link oppure un punto di commu- tazione flessibile (come un LED indicante lo stato di uscita). Il tra- sferimento costante dei dati di posizione consente di migliorare la funzionalità dei cilindri pneumatici rendendoli più intelligenti e di conseguenza, anche più versatili. In quest’ottica, si può guardare alla risoluzione delle sfide presenti in aree quali il monitoraggio della qualità e il controllo dei processi, in modo particolare nei mercati dei beni di consumo come quello degli imballaggi. Tra i vantaggi del controllo continuativo della posizione vi sono quelli di monitorare la qualità, tenere sotto osservazione il pro- cesso e supportarne l’ottimizzazione. Questo è particolarmente valido in applicazioni di tensionamento come quelle della lavo- razione della carta e del film, settori in cui la qualità, la ripetibilità e la velocità sono fattori fondamentali per la redditività dell’a- zienda. In questi casi la lettura remota dei dati da parte dei sensori di posizione consente di visualizzare rapidamente gli scostamenti dai valori settati e di agire di conseguenza, mantenendo l’ottimiz- zazione del processo e promuovendo strategie di manutenzione predittiva. Gli stessi vantaggi si potrebbero ottenere nei settori della movimentazione del materiale, imballaggi dei beni di con- sumo, assemblamento di pezzi piccoli, costruzione di macchine ma anche nell’industria dell’energia rinnovabile per esempio nel controllo della posizione dei pannelli solari. Grazie alla loro resi- stenza agli urti, vibrazioni, polvere, penetrazione di agenti chimici o acqua, l’impiego dei sensori intelligenti è affidabile su lunghi periodi di tempo negli ambienti più severi. Comunicazioni bidirezionali Alla base della loro ‘intelligenza’ vi è la capacità dei sensori di comunicare in due direzioni. Utilizzando segnali tradizionali di- screti oppure analogici, il monitoraggio dei dati raccolti dai sen- sori si traduce in un tipo di comunicazione a una sola via. Questo potrebbe essere sufficiente per monitorare da remoto processi automatizzati. Se invece si vuole adottare un approccio di tipo In- dustria 4.0, occorre avere sensori capaci di connettersi a una rete come potrebbe essere quella Profinet oppure IO-Link. Per quanto riguarda i sensori CPS integrati nei cilindri pneumatici, la loro funzione non prevede solo il monitoraggio delle condizioni ma anche la loro configurazione automatica all’avvio oppure in caso di sostituzione durante le normali operazioni di manutenzione. L’esigenza di ricorrere a un tipo di manutenzione predittiva, piuttosto che preventiva o reattiva è sempre più presente. Ed è proprio in quest’area che i sensori intelligenti possono apportare un valore aggiunto significativo. In fondo, se i sensori intelligenti possono avvertire sul verificarsi imminente di un problema o di un guasto, significa che il personale addetto può pianificare gli interventi di manutenzione ed evitare di conseguenza costosi tempi di inattività. Questa filosofia può essere applicata a tutti i sistemi di movimentazione a fluido (pneumatici, elettropneu- matici, idraulici, elettroidraulici). Alla fine ogni processo ha un battito cardiaco che fa sorgere la domanda: il battito cardiaco è regolare? Oppure ha subito un’accelerazione o decelerazione? È nelle risposte a queste domande che i sensori intelligenti offrono il loro prezioso contributo. Specifica e selezione dei sensori intelligenti I vantaggi potenziali legati ai sensori intelligenti sono significa- tivi e chiari. Tuttavia per massimizzare tali vantaggi, gli ingegneri devono consi- derare diversi fattori. In primo luogo, il sensore deve essere mon- tato saldamente al corpo del cilindro. I profili esterni dei cilindri possono presentare guide lineari, scanalature a T oppure cave a coda di rondine. Il corpo del sensore deve cor- rispondere alla tipologia del profilo e potrebbe essere necessario l’utilizzo di adattatori oppure di fissaggi per mantenere il sensore in posizione. In alternativa, una vite che combina una chiave a brugola e una vite con intaglio può fornire un metodo comodo, semplice e veloce di fissaggio del sensore. Oppure ancora, le ner- vature di fissaggio sul lato del sensore possono tenere il disposi- tivo nella posizione desiderata anche prima di stringere la vite. Utilizzando questo approccio, i sensori possono essere fissati rapi- damente e con precisione alla scanalatura del cilindro eseguendo un quarto di giro della vite di fissaggio. Un design robusto è forse un requisito ovvio per un sensore intelligente che probabilmente dovrà trascorrere la sua vita utile in un ambiente con elevate vari- zioni di temperatura, vibrazioni ed esposizione a fluidi aggressivi o prodotti chimici. Gradi specifici di protezione IP dei sensori in- telligenti ne definiscono l’idoneità all’impiego in ambienti dove il diverso grado di esposizione all’umidità potrebbe diventare un problema. In più, se applicati in processi automatizzati, i sensori intelligenti potrebbero funzionare ininterrottamente per 24 ore al giorno per 7 giorni. Oltre a rendere le operazioni più impegnative, un guasto del sensore si tradurrebbe in fermi macchina estrema- mente costosi in termini di perdita di produzione. Pertanto, oltre ad avere una lunga durata negli ambienti più sfidanti, i sensori intelligenti devono poter essere sostituiti in tempi molto rapidi per ridurre al minimo i tempi di inattività, programmati o non pro- grammati. Questo tipo di operazione deve poter essere effettuata senza che sia necessario rimuovere la testa del cilindro o qual- siasi altra parte dell’assemblato. Durante l’installazione o in altri momenti della vita del sensore, è necessario procedere alla con- figurazione dei parametri operativi. La questione su come pro- cedere alla regolazione del sensore è di particolare importanza per i progettisti del sistema. Tipicamente è possibile configurare i sensori mediante IO-Link oppure mediante alcune tipologie di ‘teach pad’ portatili. Da un punto di vista elettrico, la pronta di- sponibilità di una tensione di alimentazione per il sensore è una necessità assoluta. Dato che è importante poi sapere se il sensore sta funzionando o meno, la possibilità di avere un LED di stato può risultare molto utile per gli operatori. Riassumendo I sensori intelligenti sono sempre più importanti e rilevanti data l’ascesa della filosofia dell’Industria 4.0 e dell’Industrial Internet of Things. Laddove si pone l’accento sul controllo di processo e di qualità e dove è importante massimizzare i tempi di attività, i sensori intelligenti possono fornire le informazioni necessarie al monitoraggio e al controllo delle operazioni. La selezione e l’im- plementazione dei sensori intelligenti è importante per massimiz- zare i vantaggi dei nuovi paradigmi industriali. Parker Hannifin - www.parker.com P8S CPS, sensore di Parker Hannifin, che fornisce continuamente dati tramite segnali analogici, dati di processo IO-Link oppure un punto di commutazione flessibile