Tecnologia di controllo industriale e gestione dei processi di qualità

Partiamo dal definire cos’è la tecnologia dei sistemi di controllo industriale, per inquadrare meglio il tema che intendiamo qui approfondire, ovvero il monitoraggio di un intero sistema produttivo allo scopo di migliorare la qualità dei prodotti finali.

Il controllo industriale viene affidato a un sistema di controllo di processo industriale (ICS), la cui missione è effettuare controlli in autonomia sui diversi componenti del sito produttivo. Gli impianti di controllo industriale, cioè gli ICS, grazie alla loro duttilità possono essere implementati nel settore manifatturiero, energetico e farmaceutico, giusto per citarne alcuni.

Dunque, il controllo di gestione industriale si fonda sull’automazione, ovvero sull’insieme di tecnologie con cui vengono gestite le linee di produzione e le macchine attive all’interno di una fabbrica.

Automatizzare gli impianti non significa semplicemente “mettersi al passo con i tempi”, bensì migliorare:

• La qualità dei prodotti
• L’efficienza del processo produttivo
• La disposizione di dati da analizzare per le decisioni strategiche
• La riduzione dei costi operativi (ad esempio meno scarti di materie prime)
• Il fatturato

Tra i vantaggi sopra citati soffermiamoci in particolare sul controllo della qualità, il quale ha influenza su alcuni degli altri fattori essenziali.

Il controllo qualità industriale: misurazione e motori intelligenti

Vediamo su quali elementi si basa un sistema di controllo qualità industriale di recente concezione e in che modo riesce a restituire una qualità di prodotto superiore.

In fase di ammodernamento, i macchinari della linea di produzione dovrebbero essere dotati di un insieme di componenti facilmente collegabili a una rete aziendale e da qui a internet. Tra questi citiamo:

• I sensori di misurazione per rilevare vibrazioni, pressioni, livelli, inclinazioni, flussi, movimenti
• I sistemi di controllo dei motori intelligenti e inverter dotati di porte per la condivisione dei dati (ad esempio di tensione e corrente)
• I sistemi di connessione in rete per l’IIoT
• I software per il monitoraggio dei parametri

Aggiornando il sito produttivo con gli apparati sopra elencati, si ha il controllo completo sulla produzione. I macchinari sono costantemente monitorati e, in caso di malfunzionamento, anche passeggero, è possibile intervenire tempestivamente per correggere l’errore. Si evitano, così, parte dei “difetti di fabbricazione” su singoli lotti che, oltre a incidere sulla qualità del prodotto, incidono negativamente sul bilancio economico annuale (lotti restituiti dal cliente, lotti da scartare in fase di controllo qualità pre-spedizione, ecc.).

Per l’ammodernamento delle linee di produzione della tua impresa, affidati ai sistemi di automazione e controllo di processo presenti nel nostro catalogo.

Il futuro della tecnologia dei sistemi di controllo è l’interoperabilità e la portabilità dei sistemi di controllo industriale, progettati secondo schemi di tipo distribuito.

Alla base delle nuove tecnologie troviamo architetture hardware aperte, sviluppate per supportare sistemi di calcolo general purpose. I nodi delle reti nei sistemi distribuiti aziendali faranno a loro volta uso di sistemi operativi sviluppati per scopi generali, nonché di software di controllo con capacità di gestire siti produttivi scalabili e altamente automatizzati.

I framework su cui si baseranno le soluzioni di gestione dei processi industriali prevedono una sinergia tra più attori che uniranno le rispettive competenze per fornire l’elettronica di base, il software e la capacità di far lavorare hardware e software insieme.

L’interoperabilità dei sistemi di controllo industriale è una richiesta dei settori industriali, al cui interno possono essere presenti sistemi non recentissimi da interfacciare con altri più avanzati e di recente concezione. L’interoperabilità serve, inoltre, a garantire una gestione efficace di processi basati su diversi standard.

Avere a disposizione un sistema di controllo distribuito, invece, aumenta la sicurezza in caso di interruzioni, di attacchi informatici e di perdita di dati da parte di uno dei nodi della rete.

Entrando nel concreto, vediamo quali sono i componenti elettronici indispensabili alla progettazione di un sistema di controllo di processo industriale che sia dotato di tutti gli apparati per il monitoraggio della qualità e per proiettare il tuo sito produttivo nell’Industria 4.0.

• Controllori a logica programmabile (PLC): posti alla base dell’automazione industriale, incorporano gli elementi basilari di un computer e sono gestiti da un software industriale specializzato. Possono controllare sensori, valvole e l’attivazione dei motori. Le versioni più recenti di PLC presenti nel nostro catalogo possono essere programmate anche in modalità remota.
• Remote terminal unit (RTU): l’unità remota RTU comunica con un master terminal unit (MTU) svolgendo il ruolo di supervisione.
• Interfaccia uomo-macchina (HMI): un display Human-machine interface permette all’addetto alla macchina un’interazione diretta attraverso un’interfaccia grafica. I display HMI restano indispensabili anche in una catena di produzione controllata a distanza, per consentire a chi si occupa della manutenzione di conoscere i parametri di funzionamento e di interagire col macchinario oggetto di manutenzione. Ampia la gamma di display HMI a nostra disposizione, tra cui scegliere quello adatto alla tua azienda.
• Server di controllo: svolge una funzione di monitoraggio di un sistema di controllo distribuito (DCS) e si occupa della supervisione dei PLC attraverso il software di cui è dotato.
• Server SCADA: svolge il ruolo di server di supervisione degli RTU a cui impartisce comandi e si occupa dell’acquisizione dei dati.
• Circuiti di controllo: tra cui attuatori, interruttori, valvole di controllo, sensori.
• Sistema di manutenzione da remoto: rileva le interruzioni dei macchinari, anomalie, guasti agli impianti e consente l’esecuzione di azioni preventive.
• Server di archiviazione dei dati: qui vengono archiviati e conservati tutti i dati provenienti dal sito o dai siti di produzione di cui dispone l’azienda. Dati di funzionamento, interruzioni, guasti e anomalie sono conservati qui per analisi future e per lo sviluppo di strategie.

I componenti hardware che fanno parte di un sistema di controllo di processo industriale (ICS) si completano con i software controllo di gestione industriale. Tali programmi agiscono a più livelli. Alcuni sono implementati all’interno dei singoli componenti come i PLC, mentre altri svolgono un ruolo di supervisione e altri ancora sovrintendono alla gestione dell’intero ICS.

I software più complessi si occupano della progettazione e configurazione delle macchine in diversi settori industriali, compreso quello manifatturiero. Il compito di tali software è di programmare i processi produttivi che devono eseguire i singoli macchinari, di progettare l’interfaccia operatore (HMI) e apportare modifiche alle configurazioni quando lo richiedono le esigenze produttive.

Non dimentichiamo i software dedicati all’automazione dei robot industriali. Questi ultimi svolgono un ruolo nella gestione e controllo dei robot attivi sulle linee di produzione. Tali software si occupano in particolare di assicurare il collegamento dei robot ai sistemi di controllo, ma anche di impostarli utilizzando i linguaggi di programmazione sviluppati dai rispettivi produttori.

Dal nostro catalogo di software potrai scegliere i programmi per la gestione dell’automazione, per lo sviluppo e la gestione e per la programmazione.

Come abbiamo letto nell’introduzione, il controllo industriale è storicamente connaturato al ciclo di vita delle fabbriche. Chi si occupa di progettare e gestire i macchinari collegati all’impianto industriale e lo stesso impianto, da sempre ha cercato soluzioni che fossero in grado di semplificare il controllo, per gestire al meglio l’intero ciclo produttivo.

Abbiamo visto come il controllo di gestione industriale abbia un impatto diretto sulla qualità dei processi e, di conseguenza, sui prodotti fabbricati. Nelle industrie al passo con i tempi, l’automazione industriale e il controllo di processo sono i presupposti su cui costruire un business di successo. La connessione delle cose (o Internet of things) ha aperto nuovi scenari al monitoraggio e alla gestione, consentendo interventi da remoto in tempo reale e a qualsiasi ora (24 ore su 24, 7 giorni su 7).

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