AS_05_2021

Automazione e Strumentazione Giugno/Luglio 2021 INDAGINE approfondimenti 41 Occorre in sostanza un modello di pro- duzione flessibile capace di garantire l’aumento dell’ef- ficienza dell’im- pianto grazie alla scalabilità dei singoli moduli ; la riduzione del time- to-market grazie alla riutilizzabilità dei moduli esisten- ti; la riduzione dei tempi di enginee- ring. Player globali come ABB , Beckhoff , Festo , Siemens , Phoenix Contact , Merck , Bayer e di- versi altri hanno già avviato impianti e progetti pilota per implementare questo nuovo modello di impianto e di automazione. Standard e architetture Negli ultimi anni, diversi documenti sono stati pubblicati dagli organismi tedeschi Namur , ZVEI e ProcessNet , sul tema della modulariz- zazione: Namur NE 148, white paper ZVEI e libro bianco ProcessNet. Questi riferimenti sono focalizzati sulla necessità di standardizzare i dif- ferenti aspetti della produzione nelle industrie di processo. Namur ha avviato la formalizzazione dell’MTP attraverso una descrizione standar- dizzata dei moduli per l’Automazione di Pro- cesso. ZVEI ha elaborato delle raccomandazioni sull’implementazione dell’MTP nel software . Il libro bianco ProcessNet ha definito un linguaggio comune per la nomenclatura dei moduli . Nel corso degli anni queste organizzazioni, insieme alle associazioni VDI e VDMA , hanno congiunto gli sforzi dando vita alle norme VDI/ VDE/NAMUR 2658 e VDI 2776 . Sulla base delle pubblicazioni citate e delle norme ISA 88 , ISA 95 e ISA 106 ha preso forma un concetto di automazione modulare flessibile con l’obiettivo di supportare sia la procedura continua sia quella a lotti (batch). Nella NE 148 viene proposta un’ architettura di automazione modulare che riduce la com- plessità nell’ingegneria, nell’avviamento e nella manutenzione di impianto, inglobando le fun- zioni di ingegneria di processo. L’architettura risultante descrive due tipi di moduli e la loro connessione al PCS (Process Control System). Il sistema di controllo effettivo secondo Namur NE 148 è descritto nello standard ISA 106 con gli oggetti ‘area impianto’, ‘impianto’ e ‘sito’. Un’a- rea dell’impianto comprende almeno un sistema Scada (Supervisory Control and Data Acquisi- tion) necessario per il controllo. Il sito si riferi- sce all’intero impianto produttivo, utilizzando un PCS per un controllo affidabile. Le fasi di sviluppo di un impianto modulare Lo sviluppo di un impianto modulare e del rela- tivo sistema di automazione può essere rappresen- tato come un processo in più fasi . Per utilizzare con successo le architetture di prodotto modulari, l’infrastruttura informatica ingegneristica deve essere solida. Questo perché le interdipendenze tra i moduli devono essere mantenute per sup- portare processi efficienti di modifica ingegneri- stica e di gestione della configurazione . Nella fase iniziale della produzione modulare, i moduli di processo standardizzati (Module Engi- neering) sono già pre-progettati, pre-automatiz- zati e prefabbricati, quindi possono essere forniti con interfacce standard e intelligenza decentraliz- zata. La fase di sviluppo del processo (Process Design) inizia con lo sviluppo di singole fasi di funzionamento delle unità (per esempio alimen- tazione, reazione, purificazione). I singoli moduli devono essere configurati alle condizioni di pro- cesso rilevanti (Configure). Di conseguenza, il funzionamento di una singola unità può essere rapidamente predisposto per for- mare un processo completo (Plug). Grazie all’in- telligenza decentralizzata i moduli devono essere semplicemente ‘orchestrati’ da un’unità leader del processo (Produce). La procedura e le interfacce consentono inoltre di ottenere un prodotto flessi- bile, con possibilità di adattamento del processo completo (Rearrange) per una fase successiva. La struttura degli impianti modulari Nella struttura degli impianti modulari si può distinguere tra tecnologia di processo e tecno- Modello di ingegneria modulare di impianto (NAMUR, ProcessNet, ZVEI)