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SETTEMBRE 2016 FIELDBUS & NETWORKS 29
lità destinati principalmente alla lavorazione del legno. Il sistema effet-
tua la rilevazione dei parametri di corrente, tensione e potenza di due
macchine affilatrici a cinque assi a controllo numerico, impiegate per le
operazioni finali di rettifica del diametro e affilatura degli utensili pro-
dotti da Nordutensili. Per ciascuna macchina viene monitorata la linea
generale di alimentazione trifase a 380 V, ovvero tensioni, correnti ed
energia, tramite i moduli Beckhoff EL3413, EL1008 e l’accoppiatore
Ethercat in fibra ottica EK1541. Il sistema di acquisizione dati nel box
remoto montato a bordo macchina effettua un campionamento dei
parametri ogni 200 ms, intervallo di tempo sufficiente a rilevare con
precisione i cambiamenti di stato della macchina: avvio del ciclo, duty
cycle, cambio utensile, pausa ecc. I dati acquisiti a bordo macchina
vengono quindi trasferiti all’unità centrale di supervisione, che li ela-
bora e li trasforma in informazioni strutturate. In tal modo, l’operatore,
già a questo livello, è in grado di verificare non solo i trend dei consumi
energetici sui turni di lavoro, ma anche, all’evenienza, di zoomare sui
dati fino a spingersi a livelli di dettaglio molto elevato.
L’unità centrale: ecco il perché del PC CX2030
di Beckhoff
Nell’unità centrale, quale sistema di elaborazione e controllo (IPC/
PLC) e acquisizione dati, viene utilizzato un PC embedded Beckhoff
CX2030 con un modulo CX2100-0004 per l’alimentazione/UPS. Per
la raccolta dei dati è stata prevista una funzionalità di back up locale
degli stessi con il modulo CX2550-0020 (via scheda SSD). La scelta di
utilizzare il PC embedded Beckhoff CX2030, che offre una CPU molto
performante basata su Intel Core i7, è dettata proprio dalle potenzia-
lità della CPU. Inoltre, l’impiego insieme a TwinCAT 3 e alla tecnolo-
gia XFC (eXtreme Fast Control), ha permesso un notevole risparmio in
termini di spazio e potenza.
Ben più di un sistema di monitoraggio
L’applicazione consente di scaricare e analizzare i dati raccolti dal
campo per il controllo dei consumi energetici, monitorare l’andamento
produttivo per conoscere in modo dettagliato quello che avviene in im-
pianto, quotare sprechi di consumi energetici a carico delle macchine,
valutare se il contratto di fornitura elettrica in vigore è il migliore per
quel tipo di produzione.
Se durante il processo il sistema rileva un consumo anomalo di energia
significa che qualcosa non sta funzionando correttamente. È possibile
inviare una email alert, un sms, una chiamata pre-registrata o altro
ancora, per far sì che il responsabile della produzione verifichi che cosa
stia succedendo, se non addirittura, oltre una certa soglia, effettuare
un arresto di emergenza.
Se l’analisi dei dati storici mostra che il consumo di energia sta pro-
gressivamente aumentando nel tempo può altresì significare che è
necessario intervenire con operazioni di manutenzione preventiva o,
più semplicemente, come nel caso di una lavorazione meccanica, che
l’utensile è usurato.
Gli sviluppi futuri
Le potenzialità delle soluzioni Beckhoff hanno consentito a Test di
raggiungere gli obiettivi che si era prefissa grazie alla possibilità di
realizzare un’architettura aperta, flessibile e performante. Come lascia
intendere Michela Peghin, gli sviluppi sono solo all’inizio:
“Siamo molto soddisfatti dei risultati raggiunti e delle po-
tenzialità che il sistema Beckhoff ci ha dimostrato. Attual-
mente, siamo in fase di sviluppo prototipale di una nuova
piattaforma dedicata all’analisi vibrazionale, di cui stiamo
affrontando le problematiche con lo stesso approccio inte-
grato della PC-based automation e della tecnologia XFC,
integrando nel software di TwinCAT anche le funzioni HMI
basate su web”.
Anche se al momento il sistema data in e-nergy è stato
realizzato e installato in ambito manifatturiero, la sua ar-
chitettura ben si adatta a essere impiegata in una vasta
tipologia di applicazioni. Mantenendo esperienze, architet-
ture e flessibilità, il monitoraggio in ambito Industry 4.0 si estenderà
a tutti i sottosistemi BMS-Building Management System e addirittura
avrà carattere predominante in tutti gli ambiti del terziario, quali strut-
ture ricettive, uffici e grandi infrastrutture. Sono stati sviluppati dei
modelli applicativi che ottimizzino e massimizzino l’efficienza delle
strutture gestite da BMS di nuova generazione. Ventilazioni, produ-
zione di acqua sanitaria, sistemi di riscaldamento e raffrescamento,
illuminazione sono oggetto del controllo da ottimizzare e da contabi-
lizzare. “Il controllo della spesa energetica, legata ai singoli prodotti
o, nel caso di un’infrastruttura, al funzionamento delle sue specifiche
componenti, diventerà sempre più importante nel corso dei prossimi
anni” conclude Michela Peghin. “La nostra scommessa è quella di far
comprendere al mercato in maniera trasversale i benefici che ciò può
comportare, illustrando nel contempo le potenzialità che un’architet-
tura aperta, flessibile e performante, come quella che siamo riusciti a
realizzare con Beckhoff, offre a tutti i livelli, non solo di campo”.
Beckhoff Automation -
Architettura di sistema
Il quadro elettrico dell’applicazione di Nordutensili
e dei componenti Beckhoff necessari