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CONTROLLO
tecnica
Automazione e Strumentazione
Ottobre 2017
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L’industria di processo può cogliere pienamente i vantaggi derivanti dalle
tecnologie dell’Industria 4.0, vista in una prima accezione più orientata verso
l’industria manifatturiera. Il riferimento è un sistema di monitoraggio delle
prestazioni di loop di controllo, sviluppato dall’Università di Pisa e applicato
da oltre un decennio in raffineria e impianti di potenza. La sua evoluzione e
le possibili estensioni, tenendo conto del feedback da parte degli utilizzatori,
indicano il ruolo che le tecnologie tipiche dell’Industria 4.0 possono giocare.
Claudio Scali
Riccardo Bacci di Capaci
Evaldo Bartaloni
Ecco come ‘Industria 4.0’
migliora l’industria di processo
In un periodo di grande fermento con nume-
rose iniziative rivolte all’illustrazione delle
caratteristiche e delle opportunità dell’
Indu-
stria 4.0
, si ha a volte la convinzione che que-
sta riguardi principalmente l’industria mani-
fatturiera e marginalmente l’industria di pro-
cesso. Questo articolo vuole mettere in risalto
come il monitoraggio delle prestazioni dei
sistemi di controllo sia un primo passo signifi-
cativo ed ineludibile per raccogliere i benefici
attesi di un’automazione industriale spinta ed
integrata e come l’integrazione con le nuove
metodologie e tecniche proposte può portare
alla ottimizzazione dell’intero impianto.
1. Industria di processo e tecnologie 4.0
Di seguito viene illustrata l’evoluzione di un
sistema di monitoraggio delle prestazioni, in
grado di individuare le principali cause di mal-
funzionamento dei loop di regolazione e indi-
care le azioni da intraprendere.
L’evoluzione è stata resa possibile dalla dispo-
nibilità di misure di ulteriori variabili di pro-
cesso per mezzo di sensori intelligenti e di
sistemi di comunicazione a bus di campo; ciò
permette una diagnostica più raffinata, con
maggiore efficacia sulla individuazione delle
cause e sulle indicazioni agli operatori per
manutenzione e calibrazione degli elementi.
Dopo un esperienza ormai decennale su
migliaia di loop mantenuti sotto supervisione,
sono evidenti e quantificabili i benefici che si
ottengono dalle applicazioni del sistema di
monitoraggio in almeno tre scenari riguardanti:
verifica buon funzionamento dei loop di base
prima di applicazioni di controllo avanzato
(controllo multivariabile od ottimizzazione in
tempo reale); retuning periodico dei regolatori
(ottimizzazione loop di base); valutazione stato
di funzionamento delle valvole (programma-
zione e verifica della manutenzione).
Se da una parte il monitoraggio delle presta-
zioni del sistema di controllo è un primo passo
significativo, dall’altra le tecnologie dispo-
nibili in ambito Industria 4.0 hanno le poten-
zialità per aumentare enormemente i benefici
ottenibili. Basta pensare all’analisi di tutti i
dati disponibili nel loop (non soltanto quelli
relativi allo stato del componente o richiesti
per l’emissione del report), alla estensione ad
altri componenti (macchinario in generale),
all’integrazione di sistemi di allarme e proce-
dure di sicurezza, fino alla inclusione di altre
variabili per arrivare ad una valutazione glo-
bale dell’impianto (ad esempio: dispersioni
termiche, corrosione apparecchiature, emis-
sioni dall’impianto).
Con questa premessa, la struttura dell’articolo
è la seguente: le sezioni 2 e 3 descrivono il
sistema di monitoraggio base e la sua evolu-
zione con la disponibilità di misure ausiliarie,
la sezione 4 presenta spunti per apertura alle
tecnologie dell’industria 4.0, tenendo conto del
feedback degli utilizzatori. Seguono le conclu-
sioni (sezione 5).
2. Il sistema di monitoraggio base (PCU)
Il sistema di
monitoraggio delle prestazioni
L’AUTORE
C. Scali - Dipartimento di Ingegne-
ria Civile e Industriale, Università di
Pisa, - Consorzio Polo Tecnologico
Magona (CPTM), Cecina (LI) - CLUI
Automazione e Strumentazione,
c/o CPTM, Cecina (LI); R. Bacci di
Capaci, Dipartimento di Ingegneria
Civile e Industriale, Università di
Pisa; E. Bartaloni, Evaldo Bartaloni,
CLUI Automazione e Strumentazi-
one, c/o CPTM, Cecina (LI).
MONITORAGGIO DEGLI ANELLI DI CONTROLLO