Il ruolo dei PLC nella produzione nell'ambito dell'Industria 4.0

L’Industria 4.0 avvicina sempre più macchinari, informazioni di produzione e sistemi aziendali. Per i produttori che utilizzano attrezzature obsolete, ciò solleva una questione pratica: in che modo i sistemi di controllo esistenti si integrano in una fabbrica più connessa?

I controllori logici programmabili, o PLC, svolgono un ruolo importante. Oltre a controllare i macchinari, i PLC possono fornire preziosi dati operativi che aiutano i team a comprendere le prestazioni, individuare i guasti e pianificare miglioramenti.

Comprendere quali funzionalità sono supportate dai PLC esistenti è un primo passo utile quando si valutano i macchinari o si pianificano gli aggiornamenti.

Un PLC è un computer industriale che controlla i macchinari. Riceve segnali da sensori e interruttori, segue le istruzioni programmate e invia poi comandi a dispositivi quali motori e valvole.

Ad esempio, su un nastro trasportatore, un sensore potrebbe rilevare un pacco. Il controllore utilizza quel segnale per arrestare il movimento, attivare un meccanismo di smistamento o avviare un’altra sequenza.

Progettati per gli ambienti industriali, i PLC svolgono queste attività in modo ripetitivo e costante.

Per una comprensione più approfondita, leggi la nostra guida “Che cos’è un sistema PLC?”

L’Industria 4.0, nota anche come quarta rivoluzione industriale, collega le apparecchiature fisiche ai sistemi digitali per migliorare il monitoraggio e la gestione della produzione.

Essa combina tecnologie quali sensori industriali, analisi dei dati, cloud computing e intelligenza artificiale. Insieme, queste tecnologie aiutano le aziende a comprendere in che modo i singoli processi influenzano l’operatività nel suo complesso.

Un responsabile della manutenzione potrebbe esaminare un guasto a un'apparecchiatura valutandone al contempo l'effetto sulla produzione. I pianificatori di produzione potrebbero utilizzare lo stato attuale delle macchine per adeguare i programmi prima che si verifichino ritardi.

Il valore deriva dall’applicazione di tali informazioni a esigenze specifiche, quali la riduzione dei fermi macchina, il miglioramento della qualità o l’abbreviazione dei tempi di cambio formato.

I PLC gestiscono già molti dei segnali necessari per comprendere il comportamento delle macchine. Con i collegamenti e il software adeguati, questi dati possono essere condivisi con i sistemi di monitoraggio e gestione.

Rendere più fruibili i dati di produzione

I conteggi ciclici, gli stati operativi e i registri degli allarmi possono rivelare problemi che i totali di produzione giornalieri tendono a trascurare. Condividere misurazioni selezionate con il software di monitoraggio offre agli ingegneri una visione più chiara di quando e dove si verificano le interruzioni.

Ad esempio, brevi arresti ripetuti del nastro trasportatore potrebbero indicare un problema al sensore anche quando la produzione complessiva rimane accettabile. Iniziate con misurazioni che rispondano a una domanda utile, quindi ampliate l’analisi secondo necessità.

Coordinamento delle attività di produzione automatizzate

I controllori gestiscono le sequenze delle macchine e rispondono alle condizioni mutevoli. Collegarli ai sistemi di produzione può anche aiutare ad allineare le impostazioni operative al lavoro programmato.

Una linea di confezionamento potrebbe ricevere una ricetta di prodotto approvata contenente le velocità del nastro trasportatore e altri parametri. Gli operatori possono supervisionare il cambio di produzione dedicando meno tempo all’inserimento manuale delle impostazioni.

Ciò favorisce la flessibilità nei casi in cui le attrezzature gestiscano diversi prodotti o lotti di dimensioni variabili.

Condivisione delle informazioni tra sistemi diversi

Gli stabilimenti di produzione utilizzano spesso apparecchiature di diversi fornitori. I protocolli di comunicazione compatibili consentono a questi dispositivi di scambiare informazioni con il software di monitoraggio e gestione.

OPC UA offre un percorso consolidato. Le linee guida dell’Siemens descrivono come i controllori supportati possano condividere le misurazioni di processo e le informazioni diagnostiche con altre applicazioni.

Prima di collegare le apparecchiature, verificare il supporto del protocollo, le licenze e i requisiti di configurazione. Questi dettagli determinano quali dati possono essere scambiati e quale carico di lavoro di integrazione sarà necessario.

Supporto alle decisioni di manutenzione predittiva

Le ore di funzionamento, la cronologia dei guasti e i valori di processo in evoluzione possono contribuire alla manutenzione predittiva. Con sensori di stato e strumenti di analisi adeguati, questi dati aiutano gli ingegneri a individuare i segni di deterioramento.

La semplice raccolta delle letture non è sufficiente per prevedere un guasto. I team devono comprendere quali cambiamenti sono rilevanti e quando diventa necessario un intervento.

Il nostro articolo su «Come i ricambi supportano la manutenzione predittiva»esamina come la preparazione dei componenti di ricambio contribuisca a trasformare tali risultati in interventi di manutenzione tempestivi.

I controllori più datati potrebbero presentare opzioni di comunicazione o capacità di elaborazione limitate. Anche gli strumenti di programmazione e il supporto tecnico potrebbero essere più difficili da reperire, rendendo l’integrazione più complessa.

La disponibilità dell’hardware è un altro aspetto da considerare quando si pianificano gli aggiornamenti. Se un PLC o un modulo associato sta per raggiungere la fine del proprio ciclo di vita supportato, trovare parti di ricambio compatibili potrebbe diventare più difficile. Verificare tempestivamente la disponibilità dei componenti può aiutare i team di manutenzione a pianificare le riparazioni, mantenere le apparecchiature adeguate ed evitare interruzioni inutili.

I gateway possono collegare le apparecchiature esistenti a software più recenti. Tuttavia, la loro idoneità dipende dal controllore, dalle interfacce disponibili e dall’applicazione prevista.

La progettazione della rete merita la stessa attenzione. Percorsi di accesso aggiuntivi richiedono autorizzazioni controllate e un’adeguata separazione tra i sistemi. La raccolta dei dati deve inoltre evitare di imporre richieste eccessive ai controlli dei macchinari.

Una prova mirata offre un punto di partenza ragionevole. Scegliete un problema, individuate le informazioni necessarie e valutate se l’hardware esistente sia in grado di fornirle in modo affidabile. Ciò aiuta a stabilire i potenziali benefici prima di impegnarsi in un progetto più ampio.

È probabile che i PLC vengano integrati sempre più strettamente con software e strumenti diagnostici che elaborano le informazioni in prossimità dei macchinari. L’analisi locale può aiutare i team a reagire tempestivamente, trasmettendo al contempo i risultati selezionati a sistemi aziendali più ampi.

Man mano che le funzionalità si evolvono, la scelta delle apparecchiature non si limiterà più al semplice confronto delle caratteristiche. La durata del supporto tecnico, la compatibilità e l’accesso alle competenze ingegneristiche rimarranno fattori importanti da considerare al momento dell’acquisto.

Per gli impianti già esistenti, il progresso può avvenire gradualmente. Valutare i limiti specifici di ciascun impianto consente alle aziende di dare priorità alle modifiche in base alle esigenze di produzione e alle fermate programmate.

Su CJS Automation forniamo componenti per sistemi PLC destinati a impianti attuali e già in funzione. Offriamo inoltre servizi di riparazione e sostituzione per aiutarvi a risolvere i guasti e prolungare la durata delle apparecchiature esistenti.

Che abbiate bisogno di un componente di ricambio, di assistenza per un’unità difettosa o di parti per un aggiornamento pianificato, contattate il nostro team indicando i codici dei ricambi e le vostre esigenze. Possiamo aiutarvi a valutare le opzioni più adatte e a organizzare le fasi successive in base alle vostre esigenze di produzione e manutenzione.