LIndustria 4.0 Braccio robotico industriale che regge il concetto 4.0.

In che modo Eaton sta spingendo i confini dell’Industria 4.0 con le sue soluzioni di controllo?

Gli elementi di controllo e comunicazione stanno diventando cruciali per la produzione intelligente. La digitalizzazione permette di controllare e far funzionare meglio le macchine con grafica ad alta risoluzione, controlli basati sui gesti e dispositivi di visualizzazione mobili. Se si vuole rendere la produzione una fabbrica intelligente del futuro, è fondamentale concentrarsi sullo sviluppo dell’industria 4.0. 

Grazie alla produzione intelligente, i costruttori di pannelli e gli ingegneri possono condividere in tempo reale dati, intuizioni e alterazioni in fase di progettazione o produzione. E, soprattutto, possono pianificare, implementare e progettare pannelli per quadri elettrici e involucri industriali.

Come l’industria 4.0 sta cambiando la produzione?

L’industria 4.0 fornisce una quantità significativa di miglioramenti per il vostro business. A partire dall’acquisizione dei materiali, la progettazione del prodotto, l’ingegneria, la gestione della catena di fornitura e la consegna. Le aziende possono diminuire i tempi di inattività inaspettati e migliorare notevolmente la produttività grazie al funzionamento dipendente dal carico, alla diagnostica e al monitoraggio integrati e ai controlli intuitivi.

The end-to-end production line process has changed because of industry 4.0. This allow for removing manual interventions and improving streamlining panels wiring and enclosures construction. Now there are SmartWire-DT solutions, the foundation for industry 4.0. The SmartWire-DT eliminates the need for PLC inputs and outputs, allowing for more space in the control panel.

Alla Eaton, abbiamo abbracciato il mondo digitale e il nostro posto in esso per ripensare all’innovazione. Stiamo sfruttando la tecnologia per migliorare l’esperienza dei nostri clienti e ispirando i nostri dipendenti con strumenti digitali per guidare la produttività. Stiamo prendendo di petto l’Industria 4.0, impiegando l’intelligenza artificiale e i macchinari avanzati nelle nostre fabbriche e sviluppando le tecnologie per aiutare i nostri clienti a fare lo stesso. E stiamo generando gli approfondimenti necessari per prendere decisioni migliori con più prodotti e servizi con connettività Internet of Things (IoT) incorporata.

Eaton

Scegliere il giusto armadietto di controllo

Gli armadi di controllo sono i luoghi preferiti per ospitare tutti i nuovi componenti e i sistemi di automazione. Qualsiasi installazione di macchinari industriali sarebbe incompleta senza un armadio di controllo. In passato, il processo di progettazione e ingegnerizzazione degli armadi industriali o dei quadri elettrici era una procedura manuale che richiedeva molto tempo, con numerosi intoppi in termini di cooperazione, comunicazione e visibilità del processo. Ora è molto più facile grazie all’automazione e alla digitalizzazione.

Automazione e visualizzazione

La digitalizzazione e la comunicazione sono il futuro. Grazie alla tecnologia multi-touch, ai dispositivi di visualizzazione mobile e agli HMI, l’intera visualizzazione può essere completata rapidamente e facilmente con grafica ad alta risoluzione e controlli basati sui gesti. È fondamentale puntare sull’automazione per aggiornare le attrezzature, migliorare la trasparenza e la produttività.

Automazione e visualizzazione di HMI, PLC e I/O della Eaton. Fonte Eaton.
L’automazione e la visualizzazione di HMI, PLC e I/O della Eaton. Fonte Eaton

Il software di automazione della produzione e l’interfaccia uomo-macchina (HMI) si sono dimostrati fondamentali nell’ottimizzazione end-to-end del processo di produzione. La lavorazione di precisione e la fresatura di involucri e pannelli basati su schemi e visualizzazioni digitali evitano molte operazioni manuali che richiedono molto tempo e consentono tagli e assemblaggi più complessi.

La manutenzione predittiva delle attrezzature e dei sistemi di monitoraggio è uno dei principali vantaggi che la vostra fabbrica può ottenere. Grazie alla possibilità di connettersi fisicamente con il digitale, gli ingegneri e la forza lavoro possono raccogliere dati e ottimizzare l’uso dell’energia.

HMI vs HMI + PLC

Non ci sono differenze significative tra HMI e HMI + PLC. Gli HMI sono sistemi che lavorano insieme ai PLC (Programmable Logic Control). Un PLC è utilizzato nella maggior parte dei sistemi di controllo moderni per regolare motori, pompe, valvole e altre attrezzature di processo. Il personale di processo interagisce con il sistema di controllo PLC attraverso prodotti HMI basati su computer. Quando si progettano armadi, l’opzione per una combinazione HMI+PLC offre migliori opzioni di flessibilità.

Sia HMI che HMI PLC hanno prestazioni grafiche eccezionali e permettono di integrare multimedia come PDF, video e contenuti web. Alcuni HMI PLC hanno la stessa facilità d’uso degli smartphone. Ma proprio come gli HMI di base, questi dispositivi permettono la presentazione di interfacce utente estremamente reattive e all’avanguardia e l’integrazione di elementi multimediali come video, PDF e contenuti online nelle visualizzazioni, combinando alte prestazioni con forti unità di elaborazione grafica.

Per quanto riguarda le applicazioni, le linee di dispositivi HMI e HMI PLC sono utilizzate in vari settori. Ma, come indicato da Eaton, sono particolarmente adatte alle seguenti applicazioni:

  • Produzione industriale
  • Ingegneria di sistema 
  • Ingegneria meccanica 
  • Fonti di energia rinnovabile
  • Applicazioni pericolose dell’industria di processo 
  • Marino
Prodotti consigliati

Pannelli tattili HMI della serie XV, EATON

Il portafoglio di soluzioni HMI Visualisation XV offre un funzionamento fluido con numerose connessioni di comunicazione via Ethernet, CANopen, Profibus o protocolli seriali. L’alta risoluzione e il touch a infrarossi sono combinati con un design intelligente del pannello frontale che è fatto di materiali resistenti in vetro laminato di sicurezza per garantire una protezione robusta e un funzionamento user-friendly. 

Moduli CPU PLC serie XC, EATON

Questi Controllori modulari compatti, ad alte prestazioni e intelligenti, compresi i più recenti PLC EASY4 o la serie XC300, possono eseguire una vasta gamma di funzioni che possono essere ampliate in modo modulare attraverso i sistemi I/O come la serie XN300. Gli innovativi sistemi I/O PLC di EATON permettono di implementare soluzioni personalizzate ideali per ambienti di costruzione di pannelli di automazione dove il design compatto è un vantaggio, e con l’interfaccia Ethernet che accede a diverse reti, i concetti di sistema Industry 4.0 possono essere facilmente progettati.

Moduli di espansione PLC serie XN300/XN322, EATON

I moduli CPU PLC sono sistemi compatti e modulari con una vasta gamma di funzioni e varianti in pannelli di controllo ad alta densità di canali. I moduli I/O offrono connessioni pratiche per ridurre i costi e fornire soluzioni di sistema ottimali nel minor spazio possibile per completare la serie HMI/PLC e creare una soluzione di sistema IIOT per le applicazioni più complesse.

Controllo e segnalazione

I pannelli di controllo per funzionare correttamente sono composti da alcune parti, come i circuiti di alimentazione o i circuiti di controllo in grado di fornire segnali e completare altri dispositivi di ingresso. Questi importanti dispositivi sono fabbricati alla perfezione. Secondo il NEC, il limite massimo di potenza potenziale dei circuiti è di 100VA. Come risultato del requisito di capacità massima di 100VA, le fonti di alimentazione di Classe 2 hanno tipicamente una capacità di corrente inferiore alle fonti di alimentazione non di Classe 2.

Sistemi di controllo e segnalazione di Eaton
Sistemi di controllo e segnalazione. Fonte Eaton

Il design gioca un ruolo molto importante nel controllo e nella segnalazione. Ecco perché le soluzioni compatte RMQ sono eleganti, robuste e pratiche. Eaton è un esempio di un marchio che ascolta i suoi consumatori. Hanno chiesto un design sottile ed elegante e i loro prodotti hanno questo aspetto.

Per quanto riguarda gli standard industriali, le soluzioni compatte RMQ sono perfette per le applicazioni che richiedono protezione dallo sporco o dai liquidi. Questi dispositivi hanno alti gradi di sicurezza nella parte anteriore (IP69K) e posteriore (IP65). Possono essere installati direttamente nelle attrezzature per la lavorazione del legno e nei centri di lavorazione senza altri involucri.

Interruttori a pulsante

Lo scopo principale delle pialle a 4 lati è quello di fissare e bloccare gli utensili utilizzati per lavorare longitudinalmente travi e modanature in legno duro. Questi sistemi di bloccaggio permettono agli utenti di cambiare rapidamente gli utensili e un pulsante illuminato permette loro di controllare, bloccare e rilasciare i mandrini di destra.

Questo pulsante doveva essere posizionato direttamente nell’area della macchina, il che ha richiesto un grado di protezione di almeno IP54 sul retro per proteggerlo dalla polvere. Alcuni articoli della gamma di soluzioni compatte RMQ (con un grado di protezione IP65) possono essere installati quasi ovunque. Come assicura Eaton, “il cliente può decidere esattamente dove vuole posizionare il pulsante”.

Gli indicatori e i pulsanti collegati sono ancora più importanti per la raccolta dei dati e le informazioni diagnostiche nell’ambiente digitale di oggi, dove i touch panel sono la norma. Inoltre, devono essere semplici da collegare alla rete IT.

Torri di segnalazione serie SL4/SL7, EATON

Le torri di segnalazione SL7 e SL4 sono luminose, rumorose e durevoli, rendendo semplice il monitoraggio e l’indicazione dello stato delle macchine e dei sistemi. Le torri di segnalazione mostrano costantemente le situazioni di lavoro anche in condizioni di scarsa illuminazione grazie all’uso di LED ad alte prestazioni e di potenti moduli acustici. Grazie al grado di protezione IP66, anche gli ambienti difficili e le applicazioni all’aperto non sono più un problema.

Le norme di sicurezza

Molti criteri devono essere seguiti per garantire una costruzione sicura dei pannelli di controllo dei macchinari. Investire in una gamma diversificata di soluzioni di distribuzione elettrica a bassa tensione sicure e affidabili aiuta a garantire la sicurezza. Gli interruttori e i bus, così come i quadri di comando, i quadri elettrici e gli involucri devono essere installati correttamente. Per esempio, ora è necessario eseguire un calcolo del calore e redigere un bilancio termico prima di installare il quadro.

Inoltre, ci sono delimitazioni per le installazioni di apparecchiature elettriche. Il produttore deve garantire che il quadro di comando sia il più sicuro possibile dal punto di vista elettrico. Ciò significa che le norme più recenti devono essere seguite per assicurare la sicurezza funzionale, e i principi di progettazione basati su circuiti standardizzati rendono l’implementazione molto più semplice. 

La norma pertinente è la IEC 60204-1 dal 2016. Questa dichiarazione può essere trovata nelle direttive applicabili per il mercato europeo. Se durante l’analisi dei rischi si verificano ulteriori rischi che il produttore ritiene non siano affrontati dalla IEC 60204-1, la IEC 61439-1/-2 e, se necessario, altri standard possono essere utilizzati come guida alla progettazione.

Norme di comunicazione

È fondamentale adattarsi ai giusti standard di comunicazione per essere adeguatamente connessi, come OPC UA, il protocollo scelto per il cloud computing e la comunicazione machine-to-machine. Lo standard OPC UA può essere supportato dai dispositivi HMI PLC e dalle macchine convenientemente collegate. In combinazione con il software di visualizzazione, le unità corrispondenti sono semplicemente usate come dispositivi HMI (per esempio, GALILEO di Eaton).

Dimensioni

Spesso il grande problema che i progettisti di sistemi di automazione incontrano è la dimensione dell’involucro del pannello di controllo. Quando si valutano le misure di ogni pannello esterno, tuttavia, è possibile caratterizzare l’involucro in termini di lunghezza e larghezza. Inoltre, sarebbe bene conoscere le dimensioni dei sistemi di ventilazione e dei fori per i cavi. Ogni dimensione è importante e differisce da un armadio elettrico all’altro. Eaton offre dispositivi in vari design e dimensioni (fino a 15 pollici di lunghezza).

Pannelli di controllo sostenibili

L’industria 4.0 è guidata dall’ecosistema. È importante cercare i materiali giusti, come materiali polimerici all’avanguardia o compositi. In questo modo, le aziende possono migliorare l’efficienza, la durata e la riciclabilità dei prodotti. L’enorme aumento dei dispositivi connessi e dei sensori e i dati e gli approfondimenti che generano aiutano l’ambiente. I dispositivi moderni permettono di preservare le risorse, assicurano un accesso affidabile all’energia e permettono ambienti di vita e di lavoro più sicuri.

Le tecnologie dell’industria 4.0 giocano un ruolo drammatico nel ridurre l’uso di energia e le emissioni. Senza il peso in eccesso, i materiali più leggeri richiedono meno energia per muoversi.

Eaton, “Costruire e gestire le fabbriche di domani”.

Le aziende possono usare la produzione additiva e le tecnologie di alleggerimento per avere un impatto sull’ambiente combinando nuovi materiali, i disegni in modo positivo, e il processo avanza più velocemente della produzione tradizionale. È possibile ridurre i rifiuti e gli scarti utilizzando solo i materiali necessari.

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