Controllo pneumatico proporzionale ad anello chiuso con interfaccia IO-Link: due casi di successo dove la precisione del dato fa la differenza
La digitalizzazione e l’automazione avanzata richiedono sempre maggiori performance nei controlli ad anello aperto e chiuso. I componenti devono essere sempre più accurati, flessibili e facilmente adattabili all’applicazione, per poter rispondere alle richieste provenienti da diversi settori di mercato, dall’industriale ai trasporti, al medicale. Inoltre, viene richiesta l’elaborazione dei dati diagnostici all’interno del componente stesso, perché fornisca all’utente informazioni utili e già processate sullo stato del sistema. In particolare, il controllo pneumatico proporzionale ad anello chiuso con interfaccia IO-Link offre soluzioni interessanti per un’ampia gamma di applicazioni. IO-Link non è un fieldbus, ma un’interfaccia digitale punto-punto, migliorativa rispetto agli I/O analogici. L’interfaccia analogica richiede una linea per ogni segnale: il grande vantaggio dato da IO-Link è la capacità di gestire informazioni multiple su una sola linea dati. IO-Link usa baud rate e protocolli standard in modo che i dispositivi di diversi fornitori possano facilmente comunicare tra loro.
IO-Link per il taglio laser
Camozzi Automation offre svariati componenti con interfaccia IO-Link, come i regolatori proporzionali di pressione Serie PRE e i regolatori proporzionali modulari Open Frame. La Serie PRE comprende un regolatore di pressione elettronica che utilizza la tecnologia Camozzi Coil Vision per la diagnostica delle valvole interne, mentre Open Frame Controller (OFC) è un sistema configurabile e modulare, in grado di controllare la pressione, il flusso o la posizione, oppure una loro combinazione. Inoltre, l’OFC offre delle cosiddette funzioni di applicazione speciali (SAF-Special Application Function) che sono integrabili nel firmware in base alle richieste specifiche sull’applicazione da parte del cliente. Queste SAF sono in grado di fare una mappatura specifica delle informazioni interne; valori di controllo, dati diagnostici o bit di controllo per adattare la comunicazione IO-Link alle necessità dell’applicazione. Questi specifici set di dati sono stati implementati, per fare un esempio, in un dispositivo di controllo di precisione della pressione per un importante costruttore di macchine per il taglio laser. Durante le operazioni di taglio laser, il movimento del punto focale del laser in base ai valori del processo è una caratteristica prestazionale fondamentale. Il movimento del punto focale è realizzato da uno specchio pressurizzato, che piega la sua superficie in base al livello di pressione. È dunque molto importante che i livelli di pressione siano gestiti velocemente e senza oscillazioni: un livello di pressione impostato deve essere stabile con una piccolissima tolleranza. In questo caso, l’interfaccia IO-Link fornisce i set-point dal PLC principale della macchina al regolatore di pressione, mentre allo stesso tempo invia i valori riletti effettivi di pressione e informazioni sullo stato del ‘raggiungimento pressione target’ e ‘bassa pressione del sistema’ al controller della macchina. Inoltre, si possono adattare i parametri ad anello chiuso, come i fattori di guadagno proporzionale, integrale o derivativo, durante il funzionamento della macchina, per gestire situazioni di carico diverse al momento.
IO-Link per la manipolazione di oggetti
Un altro esempio a dimostrazione della flessibilità dell’OFC in combinazione con l’interfaccia IO-Link è stato realizzato per un OEM che costruisce macchine per la selezione della frutta, dove il tema di manipolare oggetti delicati richiede attenzione per evitare di danneggiarli. Usando un OFC comandato in IO-Link si avvicina il frutto da prelevare, prima in modalità di controllo della posizione, per poi commutare in modalità di controllo della pressione, garantendo una manipolazione sicura e delicata del frutto. Più in dettaglio, ogni frutto da manipolare viene individuato otticamente, per generare un set-point di posizione, fornito alla pinza che si occupa del grasping del frutto, a sua volta dotata, in questo caso, di un sensore di posizione assoluto. Questo segnale è collegato all’OFC come segnale di ingresso; l’OFC riceve il set-point e i comandi di controllo dal PLC principale ed è in grado di funzionare sia come dispositivo di controllo della posizione, sia come dispositivo di controllo della pressione. Per entrambi gli anelli chiusi di controllo sono disponibili e preconfigurati due set di parametri separati: la pinza prende il frutto, ognuno con le proprie dimensioni. Dopo averlo preso, il controllo commuta in controllo di pressione e la pinza delicatamente comprime le dita per trattenere il frutto senza danneggiarlo. L’intera comunicazione tra comando principale della macchina e OFC è gestita tramite una sola interfaccia IO-Link. I prodotti Camozzi con interfaccia IO-Link offrono un elevato contenuto di comunicazione e flessibilità per assicurare la migliore performance della macchina.
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