AO_450

SPECIALE AUTOMAZIONE OGGI 56 | NOVEMBRE-DICEMBRE 2023 AUTOMAZIONE OGGI 450 I l controllo del funzionamento di impianti e sistemi produttivi può riconoscere even- ti critici e condizioni di impiego che siano causa di usure anomale. Interventi preven- tivi possono riconoscere e correggere stati di funzionamento non ottimali che possono causare malfunzionamenti o interruzione della produzione. I tempi di fermo produzione pos- sono essere ridotti grazie a una manutenzione mirata da parte dei tecnici. Il condition moni- toring drive-based è particolarmente adatto ad aziende che stanno approcciando il mondo della digitalizzazione. Grazie alla sua integra- zione nella rete di automazione già esistente nell’impianto, non richiede ulteriori attività di integrazione nella rete IT. È possibile imple- mentare una soluzione di diagnostica preditti- va senza l’installazione di ulteriori sensori. Un modello di riferimento con cui confrontare lo stato della macchina può essere sviluppato in collaborazione con il costruttore della macchi- na o della linea. Lo stato di salute del sistema, così come può essere ricavato dai dati acquisiti, può essere facilmente visualizzato su una da- shboard basata su controlli web-design (esem- pio: Grafana). Una soluzione locale Una soluzione end-to-end per il condition moni- toring richiede l’integrazione di componenti har- dware, software e conoscenza del modello del sistema da osservare. Quest’ultima è necessaria per poter predire in anticipo eventuali anomalie del servo asse, partendo dal carico meccanico fino all’azionamento elettrico, prima che queste degenerino fino a causare un fermo macchina. Tali anomalie devono poter essere ricondotte a grandezze fisiche come temperatura, vibrazioni o rumorosità. Il conditionmonitoring implemen- tato nel drive controlla le frequenze di vibrazione e la temperatura per controllare lo stato di fun- zionamento dell’intero servoasse. Se richiesto, anche altri parametri possono essere monitorati (coppia, corrente del motore...) e visualizzati tutti insieme attraverso una dashboard (figura 1). Il condition monitoring implementato sul drive si basa sull’acquisizione di diverse grandezze fisi- che in condizioni di corretto funzionamento del servoasse: la prontezza nel rilevare eventuali de- rive dalle condizioni ritenute ottimali consente di attivare l’intervento di manutenzione predittiva non appena si inizia a verificare un deteriora- mentodi unorgano coinvolto, ottimizzando costi e tempi degli interventi di manutenzione. Poiché l’acquisizione, elaborazione e salvataggio dei dati di funzionamento vengono eseguiti localmente sul drive, non è richiesto il collegamento a un si- stema cloud o IT di infrastruttura, evitando così tutte le problematiche di protezione e diffusione di dati sensibili della macchina, e di interfaccia- mento con sistemi esterni. La curva P-F (figura 2) è un diagramma che evidenzia l’intervallo tra la prima insorgenza di segnali di malfunziona- mento di un sistema, misurabili mediante gran- dezze fisiche il cui intervallo di valori eccede un range di funzionamento considerato normale, fino a un’interruzione di funzionamento. La linea rossa mostra invece come la manutenzione pre- ventiva sia decisamente più economica rispetto a un intervento per fermo macchina conseguente a un guasto. L’applicazione sul campo del condition monitoring Il campo di applicazione del condition moni- toring per azionamenti industriali è regolato da standard e metodi applicativi già definiti. In particolare, per quanto riguarda le previsioni ba- sate sull’analisi delle vibrazioni, gli standard DIN ISO 20816 e DIN ISO 13373 Parte 1 descrivono il modo di applicazione dei più comuni metodi im- piegati. Questi standard suddividono il controllo delle vibrazioni in due distinti campi. Uno di questi riguarda il comportamento vibrazionale di organi rotanti. Esso concerne il controllo del rotore di unmotore elettrico ed è basato sulla vi- brazione assoluta o relativa della vibrazione del rotore. Questo metodo è impiegato in genere in applicazioni in cui il corpo esterno del motore (o corpo statorico) è molto più pesante e rigido rispetto al rotore: a causa di questa elevata iner- zia, unamisura delle vibrazioni del corpo esterno non produce informazioni significative sullo L’importanza degli interventi preventivi Intervenire tempestivamente per correggere anomalie in grado di provocare interruzioni nella produzione è una necessità e i tempi morti possono essere ridotti con una manutenzione mirata da parte dei tecnici Giacomino Savoldi Fig. 1 - Un esempio di dashboard utilizzata per la visualizzazione dei parametri monitorati Fig. 2 - Curva P-F (Potential failure - Functional failure)