AS_06_2021

tecnica Automazione e Strumentazione Settembre 2021 89 CONTROLLO vedere eventuali derive e scostamenti, che saranno corretti modifi- cando in tempo reale gli stati degli attuatori di retroazione. Applicazione 1: la regolazione intelligente di un impianto di filtrazione In collaborazione con Ocrim Spa di Cremona, azienda di riferi- mento nella produzione ed installazione di impianti molitori, è stato condotto un progetto in grado di descrivere in maniera esaustiva le differenti fasi di sviluppo , realizzazione e utilizzo del gemello digi- tale di un sistema produttivo. Inizialmente, le potenzialità della modellazione sono state analizzate servendosi di un singolo macchinario, installato da Ocrim presso il Campus Universitario di Parma : in questa sede l’azienda ha messo a disposizione di FMB un impianto di aspirazione dell’aria esausta con separatore ciclonico con maniche filtranti per l’abbattimento delle polveri ( Figura 2 ). Questa macchina, all’interno di un impianto molitorio, deve essere progettata e dimensionata perseguendo due obiettivi: separare la mag- gior quantità possibile di particolato limitando al massimo le perdite di carico introdotte sul sistema pneumatico di aspirazione. A bordo dell’impianto installato all’interno del Campus di Parma è stato possibile strutturare un’ampia attività di ricerca e sviluppo di un gemello digitale, suddivisa in diverse fasi progettuali. Dapprima, sono stati ag- giunti al sistema standard di supervisione del separatore una serie di misuratori in grado di rilevare in continuo diversi parametri di interes- se (temperatura, umidità, pressione, velocità, consumi energetici ecc.). Parallela- mente a questa attività, so- no stati realizzati i modelli simulativi di alcuni compo- nenti dell’impianto (valvole, filtro, ventilatore), con l’o- biettivo di riprodurre virtual- mente il funzionamento di tali componenti dal punto di vista fluidodinamico e pre- stazionale ( Figura 3 ). Creazione del modello Il processo è stato simulato utilizzando Ansys Fluent , pacchetto software ormai riferimento internazionale per la modellazione di flussi, turbolenze, scambi termici, reazioni chimiche e altri processi protagonisti della pratica industriale. L’attività di modellazione è stata quindi validata attraverso test speri- mentali eseguiti a bordo dell’impianto, che sono stati di supporto alla creazione di un modello fisico-matematico in grado di correlare tra loro le condizioni operative e gli indicatori di performance , rap- presentati entrambi da grandezze numeriche, misurabili ed oggettive. Questo algoritmo è quindi stato inserito all’interno delle logiche di regolazione dell’impianto , in modo da fornirgli una visione pre- dittiva della gestione del processo. Il sistema di controllo è così in grado di mantenere automaticamente le performance all’interno di determinati standard di rendimento, al variare delle condizioni opera- tive: i sensori controllano l’impianto in maniera continua e l’analisi dei parametri basata sui modelli simulativi consente di prevedere gli effetti di eventuali variazioni e perturbazioni, modificando la configu- razione del sistema prima del loro avverarsi e anticipandone le con- seguenze. La creazione di un gemello digitale dell’impianto di aspirazione e filtrazione ha permesso di: - supportare lo sviluppo di un sistema di regolazione predittiva del processo; - ottimizzare il sistema di controllo con il quale equipaggiare i mac- chinari (numero, tipologia e posizionamento dei sensori); Figura 2 - Impianto di aspirazione dell’aria con separatore ciclonico per l’abbattimento delle polveri Figura 3 – Grazie a dei modelli simulativi di alcuni componenti dell’impianto è possibile studiare il comportamento fluidodinamico e le prestazioni del sistema