AES_3 2023

Speciale 87 STRUMENTI E PROCESSO Automazione e Strumentazione n Aprile 2023 filtri. Oltre alla temperatura, le misure fondamentali di processo sono quelle di livello , portata e pressione . Si tratta di rilevazioni fondamentali per il controllo di processo e nella dinamica dei fluidi, oltre che leve fon- damentali per aumentare la redditività e la produttività degli impianti. La misura del livello consiste nel determinare la posi- zione dell’interfaccia tra due fluidi separati per la forza di gravità, rispetto a un piano di riferimento. La scelta di un sensore di livello è dettata dalle necessità applica- tive e dal principio di misura più idoneo per il processo cui è applicato: ultrasonico, a microonde, capacitivo, conduttivo, a vibrazione, radiometrico, piezoelettrico, a infrarosso, a diaframma, pneumatico, a tasteggio ecc. La pressione è invece un tipo dimisura calcolata rispetto a un riferimento. Si parla di pressione assoluta se il riferimento è costituito dal vuoto perfetto e di pressione relativa se il riferimento è la pressione ambiente, cioè dell’atmosfera. Le tecniche generalmente usate per trasdurre la pressione sono di tipo indiretto, ovvero ciò che viene effettivamente rilevato è la deformazione (strain) subita dalla sonda che costituisce l’interfaccia meccanica tra il fluido - oggetto della misura - e il fluido di riferimento (vuoto o ambiente). Più complessa è la misurazione della portata . In generale è affetta da imprecisioni non trascurabili, in quanto dipendente dalla dinamica dei fluidi e dalla compresenza di diversi fattori che influenzano il pro- cesso. Le tecniche di misura tradizionali vedono l’u- tilizzo di sensori doppler basati sulla lettura del livello e della velocità del flusso. D’altro lato l’avanzamento tecnologico ha premiato soprattutto la tecnologia radar , capace di misurare la velocità senza la necessità del contatto con la superficie del fluido senza essere influenzata dalle condizioni ambientali. Smart Sensor All’inizio degli anni 2000 il concetto di Smart Sensor era associato a quello di TEDS (Transducer Electro- nic Data Sheet) e degli standard di comunicazione IEEE 1451. Oggi l’intelligenza dei sensori di nuova generazione non si limita al rilevamento delle misure, ma utilizza i dati raccolti in tempo reale per segnalare malfunzionamenti, guasti e informazioni strategiche in modo da facilitare i piani di produzione e di manuten- zione predittiva. Le più recenti tecnologie legate ai sensori di processo si sono evolute per offrire una grande quantità di dati in tempo reale che vengono poi trasformati per pren- dere decisioni a livello di impianto e di processo. Oltre che sui dati, la nuova catena di generazione del valore dei sensori è basata sull’interconnessione e sull’intelli- genza distribuita. Nei nuovi scenari della sensoristica, la raccolta e l’a- nalisi dei dati avviene sempre più spesso in prossimità dei punti in cui vengono prodotti con l’abbattimento dei costi di storage e soprattutto dall’avvento delle tecnolo- gie Cloud e dell’emergente Edge Computing, laddove la capacità computazionale viene integrata direttamente nei dispositivi e nelle piattaforme embedded. Va inoltre considerato che processi, macchinari e linee di produzione sono sempre più attrezzati con compu- ter ‘on board’ che raccolgono i dati prodotti dai sensori, li elaborano e alimentano sistemi real-time che hanno in carico le funzioni di monitoraggio, diagnostica e gestione allarmi. Ne risulta che la quantità di dati raccolti è enorme: basti pensare che la maggior parte dei sensori utilizzati nell’industria fornisce misurazioni a intervalli infe- riori al secondo. Parliamo quindi di veri e propri Big Data elaborati, trasformati e arricchiti con informa- zioni aggiuntive (provenienti ad esempio dai sistemi gestionali). In sostanza i dati in tempo reale sono tra- Edge Computing e Sensori IoT (MDPI, Multidisciplinary Digital Publishing Institute)