Industria 4.0: l’integrazione digitalizzata fra convogliatore e impianto di verniciatura

CARATTERISTICHE OBBLIGATORIE

1: CONTROLLO PER MEZZO DI PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)

Il convogliatore e le macchine accessorie devono essere controllati da PLC in quanto ad esse si richiede di eseguire in automatico operazioni la cui logica di funzionamento deve necessariamente essere programmabile: questo requisito deve essere soddisfatto dal fornitore delle macchine. Nessuna attività è richiesta al cliente che vernicia.

2:INTERCONNESSIONE AI SISTEMI INFORMATICI DI FABBRICA CON CARICAMENTO DA REMOTO DI ISTRUZIONI E/O “PART PROGRAM”

Il PLC, che controlla le macchine, deve poter essere collegato alla rete LAN di chi vernicia. A questo scopo può rendersi necessaria l’installazione di un router.

Il PLC in uso e il software per lo scambio dati in esso sviluppato, normalmente tramite il protocollo internazionale di rete TCP/IP (Transmission Control Protocol), consente il trasferimento e la presa in carico di istruzioni provenienti dal sistema gestionale/supervisore (mittente) e dirette alla macchina (destinatario) per verificare da remoto il suo funzionamento o fornire indicazioni di come essa deve funzionare o cosa occorre produrre. Ovviamente nella rete possono essere presenti più PLC: ciascuno sarà identificato da un indirizzo IP univoco.

Nel caso di un impianto di verniciatura, normalmente sono presenti i PLC che sovraintendono alla gestione del convogliatore e alla gestione del processo di verniciatura: tempi e cicli di lavaggio, tempi e temperature di asciugatura o polimerizzazione, tempi di raffreddamento e altro. Oltre a questi, possono essere presenti i PC che gestiscono i robot di verniciatura con i quali si instaurano una serie di scambi di informazioni: pezzo in posizione, programma da eseguire (colore, traiettorie, tipo di vernice), fine ciclo, robot in “home position” (prima di eseguire la sostituzione del pezzo in cabina). Questo requisito deve essere soddisfatto dal fornitore delle macchine. Risulta a cura dell’azienda che vernicia l’interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica e la decisione di che informazioni passare ai PLC di gestione della linea.

3: INTEGRAZIONE AUTOMATIZZATA CON IL SISTEMA LOGISTICO DELLA FABBRICA O CON LA RETE DI FORNITURA E/O CON ALTRE MACCHINE DEL CICLO PRODUTTIVO

Questo punto, in parte simile al precedente, si differenzia per il fatto che la “macchina” deve poter inviare informazioni verso altre macchine per evidenziare situazioni di necessità sul proprio stato relativamente al ciclo produttivo in esecuzione.

L’integrazione con i sistemi esterni può essere soddisfatta nei seguenti modi: comunicazione della “macchina” con altri sistemi attraverso il supervisore di fabbrica; utilizzo di sistemi di codifica (codici a barre, RFID, altro) che permettano al sistema di gestione della logistica di fabbrica di registrare l’avanzamento, la posizione o altre informazioni di natura logistica dei beni, lotti o semilavorati oggetto del processo produttivo; comunicazione diretta della macchina con altri sistemi; comunicazione della macchina con altri sistemi attraverso collegamento da remoto (M2M, Machine To Machine). Il modo in cui realizzare la struttura di scambio di informazioni è un particolare esclusivo dell’ambiente in cui verrà inserita la macchina: questo requisito deve essere soddisfatto dal fornitore delle macchine, risulta a cura dell’azienda che vernicia l’interconnessione ai sistemi informatici di fabbrica.

4: INTERFACCIA UOMO-MACCHINA SEMPLICE E INTUITIVA

Il convogliatore deve essere provvisto di HMI, ovvero di pannello operatore: il display, normalmente un “touch-screen”, è caratterizzato da interfaccia operatore semplice e intuitiva; utilizzabile nelle condizioni di lavoro richieste e con i dispositivi di protezione individuali previsti nel processo produttivo; remotabile su dispositivi mobili. Questo dispositivo deve essere soddisfatto dal fornitore delle macchine. Nessuna attività è richiesta all’azienda che vernicia.

5: RISPONDENZA AI PIÙ RECENTI STANDARD IN TERMINI DI SICUREZZA

Tutte le macchine ed impianti devono essere realizzati in conformità con le norme europee redatte a recepimento della direttiva macchine 42/06/CE e successive modifiche ed integrazioni (più comunemente chiamata Direttiva Macchine CE).

Le modalità di utilizzo degli impianti, le modalità operative in sicurezza, gli eventuali rischi residui per l’operatore sono descritti nei manuali d’uso e manutenzione dei componenti l’impianto stesso, in conformità con quanto richiesto dal D.L. 81/08. Questo requisito deve essere soddisfatto dal fornitore delle macchine. Nessuna attività è richiesta all’azienda che vernicia.

CARATTERISTICHE AGGIUNTIVE

A: SISTEMI DI TELE MANUTENZIONE E/O TELEDIAGNOSI E/O CONTROLLI IN REMOTO

Gli impianti possono essere dotati di dispositivo router in grado di soddisfare i più alti standard di sicurezza (ISA, S99, IEC, 62443, ecc.) per collegarsi alle reti LAN dell’azienda, mantenendo una separazione fisica tra i livelli di rete e sfruttando i “firewall” della struttura di rete. Stabilita la connessione remota è quindi possibile realizzare la telediagnosi dell’impianto. Questo requisito aggiuntivo è soddisfatto dal fornitore delle macchine. All’azienda viene richiesto di mettere a disposizione un canale di rete dedicato.

B: MONITORAGGIO CONTINUO DELLE CONDIZIONI DI LAVORO E DEI PARAMETRI DI FUNZIONAMENTO DEL CONVOGLIATORE MEDIANTE OPPORTUNI SET DI SENSORI E CAPACITÀ DI VARIARE ALCUNI PARAMETRI PER CORREGGERE EVENTUALI DERIVE

Con il sistema di controllo che sovraintende alla gestione del convogliatore, è possibile mantenere inalterati alcuni parametri a fronte di variazioni delle condizioni al contorno. Per esempio, il mantenimento della velocità della linea indipendentemente dai carichi applicati, il cui aumento potrebbe comportare un rallentamento della velocità.

Superato l’intervallo entro il quale la correzione può intervenire in modo automatico, subentra la segnalazione di allarme e la richiesta di intervento. Sensori applicati all’unità di trascinamento della catena consentono di rilevare la condizione di catena ferma causa intervento del limitatore di coppia a seguito del