Gestione di strumentazione intelligente tramite fieldbus.

Pubblicato il 29 agosto 2001

Nell’ambito di una ristrutturazione avvenuta nel 1996 la comunicazione fra impianto e logica programmabile è stata attrezzata con la tecnologia fieldbus.

Poiché in alcuni reparti di produzione veniva utilizzato Interbus, lo stesso standard è stato esteso anche ai trasporti interni, ma il collegamento dei diversi bus ha creato dei problemi ai progettisti.

E’ vero che vengono elaborati solo segnali binari, ma gli ingressi e le uscite sono disseminate su vaste aree.

Ognuno degli oltre 200 scambi richiede 8 ingressi e 2 uscite con alimentazione di comando a 24 V.

Occorre poi controllare altre linee supplementari, individuare i veicoli scarichi e gestire situazioni particolari che richiedono ingressi e uscite con tensioni comprese tra 24 e 230 V.

Utilizzare un qualunque sistema bus standard con una sola tensione di commutazione avrebbe comportato la presenza di numerosi punti I/O non utilizzati o un cablaggio dispendioso.

Inoltre, occorreva prestare attenzione all’efficienza delle modifiche delle tratte.

Lo spazio limitato doveva essere sfruttato al meglio per evitare di dover fermare l’intera produzione per un semplice cambio di modello.

Era indispensabile che ogni nodo bus collegato a uno scambio potesse facilmente adattarsi a eventuali nuove esigenze dettate da modifiche alle linee produttive.

Cambiando la linea, si sposta lo scambio e il relativo cablaggio parziale e si ricollega il solo bus di campo con l’alimentazione.

La configurazione del nodo deve essere facilmente modificabile anche per gli I/O supplementari necessari nella nuova posizione dello scambio.

Cercando una soluzione su misura che soddisfacesse tali esigenze, Michael Philipp, responsabile della progettazione tecnica di trasporto del reparto carrozzeria di BMW, ha trovato I/O System di Wago Elettronica, di cui BMW già impiegava i morsetti modulari con connessione Cage Clamp.

La fase di test
Wago I/O System si è dimostrato subito compatibile con il sistema già presente e ha superato senza difficoltà un test ininterrotto di quattro settimane, per cui si è potuto procedere all’installazione di un prototipo.

Dopo tre mesi BMW era convinta della validità della soluzione che è stata adottata definitivamente.

La messa in funzione dal 1996 al 1998 si è svolta senza grandi problemi e da allora il sistema lavora con la massima affidabilità.

I quadri di comando degli scambi sono stati assemblati esattamente intorno al nodo: nonostante ciò è rimasto ancora spazio per eventuali future estensioni.

“Se in seguito a un cambio nella produzione si rende necessario inserire altri ingressi o uscite è sufficiente aggiungere al nodo i moduli I/O richiesti”, ha sottolineato Philipp.

Le rifiniture
Oltre che per il comando degli scambi, Wago I/O System è impiegato nelle rifiniture delle carrozzerie, nel montaggio del cofano e del portellone posteriore.

Anche in questo caso la scarsità di spazio ha messo alla prova l’abilità dei progettisti.

Vicino alla linea di montaggio delle carrozzerie, infatti, non c’è posto sufficiente per lo stoccaggio dei pezzi per cui delle catene senza fine trasportano le parti necessarie parallelamente alle linee di montaggio.

La velocità della linea permette il rifornimento e il prelievo dei pezzi senza dover fermare il tutto; inoltre, la poca strada da fare e l’altezza ergonomica di prelievo rendono il lavoro più comodo.

Anche gli utensili e i calibri di montaggio sono integrati nel poco spazio rimanente delle stazioni: appesi alle guide sopra il nastro di montaggio si spostano con questo e in caso di necessità vengono semplicemente tirati giù. Per garantire un procedimento senza intoppi, poi, non basta un sistema di comando potente; è infatti importante disporre di un collegamento intelligente e flessibile con i dispositivi periferici.

Al di sopra della linea sono distribuite le varie spie di segnalazione, le protezioni degli utensili a difesa dei preziosi calibri e gli interruttori per l’arresto temporaneo della linea di montaggio.

Nuovi modelli richiedono nuovi componenti e di conseguenza altri diventano inutili.

Il sistema di Wago cresce a seconda del bisogno grazie alla sua flessibilità; il processo viene ottimizzato senza sosta. Anziché dire “qui si sarebbe dovuta montare una spia di segnalazione”, Wago dice “qui manca una spia di segnalazione. Montiamola!”; al posto di effettuare cablaggi senza fine, viene semplicemente aggiunto un modulo al nodo del bus di campo.

“Con questo sistema è possibile costruire dei nodi di bus di campo praticamente privi di ridondanza indesiderata”, sottolinea Philipp. “La modularità costituisce un vantaggio impagabile in termini di ottimizzazione del sistema e risparmio sui costi”.

Ancora oggi vengono continuamente eliminati i vecchi cablaggi dall’impianto per sostituirli con la soluzione fornita da Wago, decentrando il sistema d’automazione in modo chiaro e flessibile fino alle sue estremità più remote.