La partnership tra Harting e ifm ha determinato la scelta di uno standard di retrofit in grado di far compiere un passo decisivo verso la completa trasparenza dei dati forniti dalle macchine
Harting Technologiegruppe è una realtà nota a livello globale nella fornitura di soluzioni di connettività per le tre linee nevralgiche della tecnologia industriale: dati, segnali e alimentazione. La società vanta 15 siti produttivi, 44 sedi e dispone di circa 6.200 dipendenti. Allo scopo di produrre nel modo più efficiente ed ecologico possibile ha avviato un processo di digitalizzazione dei propri impianti a partire dai suoi 3 stabilimenti tedeschi di Espelkamp. Ci illustra la ragione della decisione Luca Manuel Steinmann, process data engineer IIoT di Harting Electronics: “Il nostro parco macchine è molto eterogeneo ed è caratterizzato da interfacce e da protocolli diversi, che già forniscono molti dati di processo e numerose informazioni rilevanti. Per renderle disponibili per l’analisi a livello IT necessitavamo di poterle integrare nell’infrastruttura dati del livello OT”. Per stabilire quale standard di retrofit adottare per la digitalizzazione degli impianti, Harting si è rivolta a ifm, Gruppo che produce e commercializza in tutto il mondo sensori, controllori, software e sistemi per l’automazione industriale, nonché soluzioni basate su SAP per la gestione della supply chain e l’integrazione dello shop floor management. La scelta, condivisa, è caduta su IO-Link, protocollo di comunicazione che collega sensori e attuatori a un sistema di automazione, in grado di garantire una messa in servizio rapida e una mole di dati utile al monitoraggio delle macchine, così da assicurare un aumento della loro efficienza e un’ottimizzazione dei loro costi. Michele Zuffi, product sales manager Networking&Control in ifm electronic Italia, sottolinea: “Siamo pionieri e alfieri di questo standard e consideriamo IO-Link una funzionalità indispensabile a supporto della nostra sensoristica; lo reputiamo l’elemento che consente la trasmissione sia al PLC, sia alle strutture IT di livello superiore, nonché lo strumento più idoneo alla messa in pratica della nostra visione aziendale, efficacemente sintetizzata dallo slogan ‘Technology for everyone’”.
I vantaggi di IO-Link
“I vantaggi di IO-Link sono evidenti” conferma Thomas Kämper, head of IIoT Solutions&Services in Harting Electronics. “Ci permette di collegare facilmente altri sensori per affinare ulteriormente l’immagine digitale della macchina. Utilizzando interfacce standard come Modbus TCP o IoT Core siamo in grado di accedere ai dati in modo standardizzato e intuitivo”. Un altro beneficio consta nel fatto che i sensori trasmettono contemporaneamente diversi importanti dati di processo, peculiarità significativa per Harting, che utilizza il misuratore di aria compressa SD di ifm per rilevare con precisione il consumo di aria compressa. Ciò fa sì che, oggi, questo sensore non solo trasmette i valori di portata tramite IOLink, ma anche altri dati rilevanti come pressione, temperatura e quantità totale, informazioni basilari per il monitoraggio della rete di aria compressa. Un esempio: per un funzionamento affidabile, le macchine richiedono solitamente una pressione di esercizio compresa tra i 6 e i 6,5 bar. Una diminuzione di questo valore può indicare una perdita nella rete di tubazioni, un deficit a cui si è così in grado di porre immediatamente rimedio. E la tempestività dell’intervento è un fattore di grande importanza, visto che l’aria compressa costituisce una delle forme di energia più costose nell’industria. Ragion per cui è essenziale monitorare attentamente i consumi di una risorsa tanto invisibile quanto preziosa, avendo ben presente che le perdite di un impianto che la genera sono difficili da individuare in ambienti di produzione rumorosi.
Un progetto per l’aria compressa
In ragione del valore economico dell’aria compressa in Harting è stato avviato un progetto di rilevazione delle perdite, e il potenziale in termini di risparmio di questa iniziativa si è da subito rivelato evidente: “In un impianto” racconta Kämper “abbiamo osservato un forte aumento del consumo di aria compressa sulla base dei dati trasmessi e, poiché questo incremento non si notava solo durante la produzione, ma anche in modalità stand by, risultava che la macchina necessitasse di manutenzione. L’ispezione ha rivelato una perdita nel sistema dell’aria compressa, riparata alla prima occasione possibile, il che significa che il tempo di manutenzione è stato notevolmente ridotto”. E se ciò è avvenuto è stato grazie alla partnership instaurata tra Harting e ifm, azienda quest’ultima che offre una gamma completa di prodotti per tubi di dimensioni comprese tra DN8 e DN250 per il monitoraggio continuo dell’aria compressa (dal compressore alla macchina) e la trasmissione dei dati a livello IT. In questo modo è possibile individuare ed eliminare in modo rapido e preciso eventuali perdite di pressione nelle tubazioni, una misura più efficace e più economica a lungo termine rispetto a quella di contrastarle con una maggiore potenza del compressore, e quindi con un aumento della pressione in ingresso. Per chiarezza: una riduzione di 1 bar della pressione di esercizio può ridurre i costi energetici fino al 7%. Non solo: con la sua piattaforma IIoT moneo, ifm mette a disposizione uno strumento software che calcola automaticamente la differenza di pressione, fornendo un modo rapido e semplice per individuare perdite, filtri ostruiti e altri problemi che portano a un consumo eccessivo di aria compressa. Da specificare che ogni macchina trasmette numerosi valori di misura al livello IT. “È qui che le singole informazioni si uniscono per formare un quadro complessivo che ci fornisce una panoramica precisa sullo stato di salute attuale di ogni macchina” spiega Kämper, che aggiunge: “In combinazione con l’analisi della qualità della produzione basata su telecamere possiamo garantire costantemente non solo una manutenzione delle macchine basata sulle nostre esigenze, ma anche la qualità stessa della produzione. L’elevato livello di trasparenza dei processi che otteniamo grazie all’analisi dei dati riduce i nostri tempi di risposta, consentendo una manutenzione mirata e pianificata. Tutto ciò contribuisce ad aumentare il livello di qualità e la produzione, riducendo al contempo gli scarti”. Tuttavia, il processo di ottimizzazione è ancora lontano dall’essere completato, e si sta lavorando a una soluzione basata sui dati per determinare il momento più idoneo alla riparazione di una perdita. Sostiene Kämper: “L’arresto immediato di un impianto per eseguirne la manutenzione non è sempre l’opzione più conveniente e valida, poiché non è solo la fuoriuscita di aria compressa, ma anche il fermo macchina, a provocare danni sul piano economico. Sono certo che in futuro saremo in grado di operare in modo ancora più efficiente in questo campo con l’aiuto dell’intelligenza artificiale”.
Sostenibilità e risparmio
Le informazioni dei sensori e i dati delle macchine hanno fatto compiere a Harting, come sottolinea Kämper, un grande passo avanti in termini di raggiungimento dei propri requisiti per una produzione sostenibile con risparmio di risorse: “Poiché rileviamo il consumo energetico effettivo di ogni macchina, siamo in grado di calcolarlo fino a ogni singolo componente, utilizzando le informazioni disponibili anche sulle quantità prodotte. Poiché eseguiamo in loco tutte le fasi della produzione, siamo in grado di determinare con estrema precisione i costi energetici e l’impronta di CO2 per ogni prodotto finito. A lungo termine, vogliamo anche trasmettere queste informazioni ai nostri clienti per aiutarli a determinarli con precisione anche per ciò che concerne la loro produzione”. Harting è più che mai convinta dei vantaggi della digitalizzazione. Sono infatti previsti altri progetti per migliorare l’efficienza e la garanzia di qualità nella produzione: “Intendiamo monitorare da vicino altre forme di energia similmente all’aria compressa” conclude Kämper. “In futuro analizzeremo a livello centrale anche fattori per la garanzia della qualità, come i valori del refrigerante/lubrificante, per esempio, rilevandone la conducibilità”.
Harting Electronics – www.harting.com/IT/it
ifm electronic Italia – www.ifm.com/it