La raccolta dei dati di campo è il primo anello del processo di digitalizzazione dell’impianto industriale. I dati generati dai sensori, oltre ad essere l’input nella logica automatica di regolazione, sono indicativi del funzionamento e delle performance di macchine e impianti.
Sensorizzare sistemi e impianti, più che una tendenza, diviene oggi una vera e propria necessità sia per costruttori di macchine sia per clienti finali. Il monitoraggio dei parametri di processo, delle prestazioni della macchina e dello stato del fluido idraulico è la chiave per un sistema produttivo performante, efficiente e flessibile e in totale accordo con il paradigma di Industry 4.0.
La gamma di sensori e strumenti di misura
Hydac dispone di una vasta gamma di sensori e strumenti di misura, dotati dei più noti protocolli di comunicazione in ambito industriale e per le più svariate applicazioni nel settore oleodinamico ed elettroidraulico.
Grandezze di interesse come pressione, temperatura, portata, livello dell’olio e distanza-spostamento sono misurate mediante unità di acquisizione dati quali sonde, trasduttori e sensori. Nella gamma Hydac, questi sono disponibili nella versione “standard” con segnale analogico 0-10V o 4-20mA, nella versione con protocollo CAN per un segnale robusto e affidabile e immune ai disturbi, nella versione con protocollo IO-Link per una comunicazione bidirezionale con le unità di controllo, e nella versione con protocollo HART per la trasmissione bidirezionale di informazione digitali sovrapposte al segnale analogico senza interferenza.
Di forte interesse, in un’ottica di cost savings e downsizing, sono i combination sensors, in grado di misurare più grandezze mediante una sola unità di acquisizione dati.
Oltre che l’informazione relativa alla misura intrinseca della grandezza, il sensore può fornire informazioni aggiuntive se opportunamente connesso ad altri componenti oleodinamici. Ad esempio, un pressostato differenziale inserito tra monte e valle di un filtro fornisce una misura, seppure indiretta, del grado di intasamento di questo oppure, inserito che tra monte e valle della massa radiante di uno scambiatore, è indice di ostruzione idraulica della piastra; come anche un trasduttore di pressione inserito nel lato azoto di un accumulatore è indice della precarica di questo. In particolare, gli accumulatori oleo-pneumatici sono tra i componenti che più necessitano di dispositivi di controllo e sicurezza pre-allarmando l’utente da guasti e fermo macchina. Il dispositivo BIS che monitora lo stato della sacca, in caso di rotture della stessa, informa il sistema con un allarme. Nel caso degli accumulatori a pistone, invece, sensori di posizione a ultrasuoni verificano che l’accumulatore stia performando secondo i parametri di progetto e, in alternativa, possono essere impiegati i sensori di posizione laser. Questi dispositivi, in un’ottica di retrofitting, trovano impiego anche in impianti già avviati perché montati esternamente. Nella gamma elettro-idraulica rientrano, inoltre, trasduttori di pressione, portata, temperatura con approvazione ATEX, IECEx, cCSAus, e disponibili con protocollo HART e Io-Link.
Sensori smart specifici
La principale causa di malfunzionamenti, dissipazioni energetiche e guasti all’impianto (per circa il 70%) è lo stesso fluido idraulico: questo è infatti soggetto a contaminazione di natura solida (effetto abrasivo delle particelle), liquida (effetto ossidante dell’acqua) e gassosa (effetto dissipativo elastico dell’aria), fattori che in maniera diversa e sensibilmente negativa impattano sullo stato di salute di componenti e sistemi. Hydac propone una serie di sensori smart specifici per la misura della contaminazione dell’olio.
Il Contamination Sensor (CS) fornisce la misura della classe di contaminazione solida secondo le normative ISO, NAS e SAE; l’Aqua Sensor (AS) fornisce la il grado di saturazione di acqua nell’olio, inviando segnali di warning o allarme qualora questa superi livelli del 60% o 80%; l’Hydac Lab (HLB), sulla base di grandezze intrinseche misurate nel fluido, fornisce una misura indiretta dello stato di invecchiamento del fluido. Hydac Italia propone inoltre delle unità mobili di flussaggio e filtrazione (UPLX e UPLM), con a bordo i sensori sopra citati, per un controllo off-line dello stato del fluido ed una filtrazione ottimale fino al raggiungimento della classe target di contaminazione.
Monitoraggio e gestione dei dati
Nell’era del Condition Monitoring, dell’Industrial Internet of Things e della Manutenzione Smart, divengono fondamentali il monitoraggio e la gestione dei dati generati dei sensori, che ci si trovi a bordo macchina, di fronte al PC della rete aziendale o dall’altra parte del mondo connessi con uno smartphone. Hydac propone una serie di soluzioni volte alla connettività dei dati acquisiti dai sensori.
Condition Sensor Interface (CSI) e Machine Condition Monitoring System (MCMS) sono delle in¬terfacce, collettori di dati provenienti da uno o più sensori, in grado di condividere tali informazioni su rete cablata o WLAN, rendendole disponibili in tempo reale e generandone storici su PC o smartphone dotati di opportuna applicazione (FluMoS).
CM-Expert è la piattaforma HYDAC per il monitoraggio remoto online di macchine e impianti, dai dati di produzione agli allarmi per evento, fino ai segnali di probabile avaria.
La gestione di grandi quantità di dati, oltre ad offrire un potente strumento di monitoraggio, controllo e decisione di processo, rappresenta per HYDAC una delle grandi sfide di un futuro sempre più presente chiamata digitalizzazione dell’oleodinamica, in totale accordo con il paradigma di Industry 4.0.
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