Life Cycle Cost Management, efficienza energetica, digitalizzazione

Nell’era dell’IIoT, del Life Cycle Cost Management e dell’efficien­za la fabbrica è chiamata ad innovarsi.

Chi progetta macchine e impianti è così alla continua ricerca di soluzioni per l’innovazione tecnologica che incrementino la produttività-redditività riducendo il dispendio energetico anche attraverso sistemi interconnessi. Questo processo di rinnovamento richiede competenze trasversali di cui sempre più spesso i fornitori di parti di impianto e macchine e i compo­nentisti sono depositari. Hydac, azienda leader nel comparto oleodinami­co ed elettroidraulico, costruisce e sviluppa sistemi integrati per una mol­teplicità di settori: dai dispositivi per l’acquisizione dei dati, alle schede di controllo, all’attuazione e le interfacce di visualizzazione.

Questo know-how ha consentito lo sviluppo di soluzioni smart che ri­spondono alle nuove sfide del mondo industriale: efficienza energetica, interconnessione dei sistemi e controllo da remoto, pianificazione smart della produzione e della manutenzione e quindi data management. Tutti questi sistemi permettono alla fabbrica di ottimizzare i costi operativi e d’impianto con soluzioni volte al Life Cycle Cost Management (LCCM). Per i tecnici di Hydac un’ottimizzazione del LCCM è ottenibile attraverso: la raccolta dati, l’efficienza energetica attraverso il fluid care, efficienza energetica attraverso il fluid power, manutenzione predittiva e intercon­nessione dei sistemi.

L’acquisizione dei dati d’impianto

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. In un’ottica di LCCM, i sensori hanno un ruolo strategico nella prognostica e nella manutenzio­ne intelligente, soprattutto se dotati di opportune tecnologie e protocolli di comunicazione. Per queste ragioni Hydac sviluppa e commercializza un’ampia gamma di sensori “smart”.

La maggior parte di sensori standard per la misura di quasi tutte le varia­bili di interesse in ambito industriale sono anche disponibili nella versione IO-Link, in grado dunque di effettuare una comunicazione bidirezionale con le unità di controllo e di gestire i dati misurati.

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.

Ai fini della diagnostica, l’unità portatile di mi­sura e raccolta dati di Hydac (HMG) si rivela estremamente utile ed efficace: si tratta di un visualizzatore portatile, dotato di schermo LCD touch screen, in grado di comunicare con sen­sori e sonde (fino a 38) attraverso la maggior parte dei protocolli e delle in­terfacce note in ambito in­dustriale.

Efficienza energetica

Rimanendo in tema diagno­stica di un impianto oleo­dinamico, è noto che 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. La cura del fluido (Fluid Care) diviene sempre più una necessità, oltre che una tendenza di settore.

Hydac propone una serie di soluzioni che, agendo in maniera più o meno diretta sul fluido idraulico, hanno un impatto immediato sull’efficienza energetica e sul cost savings di impianto.

In quest’ottica, anche unità elementari come il serbatoio passano dall’es­sere semplici contenitori di fluido idraulico a parte attiva nel processo di efficientamento energetico dell’impianto. La soluzione OXI-Stop di Hydac, infatti, è uno speciale serbatoio a membrana flessibile che, do­tato di opportuni sistemi di degasing e dewatering, permette di avere in serbatoio la quantità d’olio strettamente necessaria alle richieste ope­rative d’impianto.Una soluzione affine, ma costruttivamente differente, è la Tank Optimization che prevede un layout ottimizzato del serba­toio con una disposizione stra­tegica delle zone di aspirazione e ritorno. Questa soluzione limita drasticamente la contaminazione gassosa poiché riduce le turbo­lenze nel serbatoio.

Ai fini della misura della contaminazione, Hydac propone sensori specifici come il Contamina­tion Sensor (CS) per la misura delle classi ISO, NAS e SAE della contaminazione solida, l’Aqua Sensor (AS) che esprime il grado di saturazio­ne di acqua nell’olio, l’Hydac Lab (HLB) per la misura dell’invecchiamento del fluido, e il sen­sore di intasamento per filtri (VM e VD). Attorno a questi sensori, Hydac Italia ha anche svilup­pato unità portatili automatizzate di flussaggio off-line (UPL), in accordo con il paradigma di Industry 4.0.

Efficient Motion Control

Se efficienza energetica e business continu­ity possono essere perseguiti mantenendo il fluido in condizioni target ottimali (Fluid Care), risultati altrettanto positivi possono essere raggiunti sul lato Fluid Power imple­mentando efficienti drive.

KineSys DVA è l’azionamento elettroidraulico a velocità variabile di Hydac, in cui la logica di regolazione ad anello chiuso comporta l’elabo­razione di una portata d’olio solo necessaria alle richieste operative d’impianto, quindi un as­sorbimento di potenza elettrica solo on demand senza ulteriori dissipazioni energetiche.

Digitalizzazione dell’oleodinamica

Ai fini del Life Cycle Cost Management, l’inter­connessione digitale di macchine e sistemi con­tribuisce ai processi di efficientamento ener­getico e business continuity. Avere sistemi in grado di scambiare dati rende possibile moni­torare a bordo macchina, su rete aziendale o da Cloud remoto informazioni di tipo prestazionale e diagnostico di macchine e impianti, e quindi poter agire su una pianificazione ottimale dei programmi di produzione e manutenzione.

CM-Expert è la piattaforma Hydac di monito­raggio remoto on line di macchine e impianti, dai dati di produzione, agli allarmi per evento ai segnali di probabile avaria.

Nerve è invece la piattaforma di edge e fog computing di TT-Tech, costituita da un PC indu­striale e da un system manager che permette l’acquisizione, la storicizzazione e l’elabora­zione dei dati provenienti dal sito produttivo; questa piattaforma multilivello rappresenta un gancio tra il mondo dell’Operation Technology e quello dell’Information Technology, aprendo po­tenziali scenari quali pianificazione smart della produzione, manutenzione predittiva intelligen­te e gestione energetica dell’impianto.

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