Le fabbriche al tempo dell’oleodinamica interconnessa

Oggi l’oleodinamica sta affrontando una grandissima serie di trasformazioni che portano una valvola o una pompa a diventare sempre più intelligente e capace di dialogare con l’esterno, sempre più precisa ed efficiente dal punto di vista energetico, sempre più piccola e semplice da installare. Il tutto senza perdere potenza e capacità.

di Leonardo Albino

Secondo Riccardo Patat, Sales Product Management Industrial Hydraulics di Bosch Rexroth, “nel giro di pochi anni qualunque componente uscirà dalle fabbriche di Bosch Rexroth sarà in grado di connettersi con il mondo esterno e di trasmettere dati. Le pompe, i cilindri, le valvole, i motori in Bosch Rexroth hanno iniziato questa trasformazione già da diversi anni e oggi possono mettere al servizio del mercato gli oltre 200 anni di esperienza nella gestione della forza insieme allo stato dell’arte dello IoT per la meccanica”. Il mercato globale dei cilindri idraulici è stato valutato a 12,98 miliardi di dollari nel 2016 e dovrebbe raggiungere i 19,30 miliardi di dollari entro il 2023, con un tasso annuo di crescita composto del 5,95% tra il 2017 e il 2023.
Il mercato delle pompe idrauliche dovrebbe invece raggiungere 10,4 miliardi di dollari entro il 2022, registrando un tasso annuo di crescita composto del 4,7% durante il periodo di previsione 2016-2022.

L’era dell’oleodinamica digitale
Bosch Rexroth in questi anni ha cercato di mettere insieme le due tecnologie – oleodinamica ed elettronica – per ottenere il meglio di entrambe: negli ultimi 25 anni gli ingegneri si sono concentrati nel “remotare” l’intelligenza di ogni singolo componente e poter così controllare la potenza adattandola al livello richiesto e permettendo una elevata precisione, mantenendo la performance al variare delle condizioni operative, ridurre il rumore, offrire informazioni sullo stato di salute del componente e sulla necessità di manutenzione per evitare fermi macchina.
In un mondo ideale, dove tutto può essere creato da zero, questa rivoluzione è di per sé semplice da realizzare: già oggi è possibile creare ex-novo un impianto in cui vengono installati solo componenti già “smart” capaci di dialogare tra loro e con un computer centrale. è possibile raccogliere i dati in Cloud e renderli disponibili anche a un operatore che si trova e decine di migliaia di chilometri di distanza.

Dai “Big Data” agli “Smart Data”
“Per questo, ad esempio – continua Patat di Bosch Rexroth – ci siamo concentrati nel creare valvole multi-Ethernet con librerie già preimpostate che da un lato potessero consentire una connessione in real-time, ma che al tempo stesso fossero dotate di un sistema di comunicazione aperto e integrato in tutti i layout di produzione e potessero essere parametrizzate con i diversi macchinari già presenti. La risposta del mercato, soprattutto in Italia, è stupefacente: solo tre anni fa neanche l’1% dei nostri clienti ci chiedeva queste soluzioni. Ed è un trend che vede l’Italia davanti anche alla Germania e che può permettere al nostro paese di guadagnarsi un bel vantaggio competitivo”. La domanda davvero importante è: qual è l’utilizzo di questi dati? Cosa posso fare con queste informazioni? Come ne posso beneficiare?
Uno dei primissimi campi di applicazione, nonché uno dei più importanti, è l’ottimizzazione della manutenzione. Elaborando correttamente i dati è possibile non solo realizzare i controlli a intervalli fissi, che raramente soddisfano il momento ottimale, ma pianificare le riparazioni su richiesta o in anticipo, ordinando preventivamente i componenti da sostituire quando necessario: un algoritmo ben progettato sarà in grado “da solo” di trarre le giuste conclusioni dai dati disponibili. Bosch Rexroth è in grado di rendere la manutenzione predittiva già oggi una realtà veloce e affidabile: è esattamente la combinazione di esperienza in IoT, know-how di prodotto e delle relative applicazioni che permette di trasformare i “Big Data” in “Smart Data”.

Alcuni casi concreti: la valvola proporzionale e il pressostato
Concretamente, oggi Bosch Rexroth estende i vantaggi dello standard aperto IO-Link anche a valvole proporzionali e sensori per oleodinamica. Lo standard IO-Link, supportato da circa 150 aziende, consente la comunicazione digitale fra le unità periferiche e l’unità di controllo, in parallelo ai consueti fieldbus. Mediante valvole proporzionali e pressostati, Bosch Rexroth integra nella rete, per la prima volta, valvole e sensori per oleodinamica: in questo modo rende possibile l’integrazione della fluidotecnica nelle applicazioni Industry 4.0; lo standard IO-Link, infatti, consente di collegare in verticale i vari componenti, sino al livello dei sistemi informatici. Inoltre, IO-Link consente cablaggi standardizzati e più semplici nella realizzazione, grazie all’impiego di cavi standard a 5 fili (connettori M12) non schermati.
Tramite l’accesso remoto sul componente è possibile valutare le condizioni operative del sistema, quali ad esempio temperatura, pressione, ore d’esercizio e stato degli errori. Il tutto è possibile senza alcuna interruzione della produzione, e consente un’analisi predittiva in termini di manutenzione. Inoltre, grazie allo standard IO-Link, i dispositivi possono essere sostituiti anche da personale privo di preparazione specifica: i vari componenti sono chiaramente identificati grazie ad appositi ID di posizione e alla targhetta elettronica, per un’agevole sostituzione degli elementi intercambiabili.

Dall’unità compatta e intelligente alla pompa efficiente e robusta
L’unità idraulica di nuova concezione CytroPac di Bosch Rexroth, oltre a integrare tutti i componenti idraulici ed elettrici in uno spazio ridottissimo, è già completamente cablata con sensori di pressione, temperatura, livello e indicatore di intasamento del filtro. Il convertitore di frequenza integrato fornisce tutti i dati al controllo macchina mediante un’interfaccia Multi-Ethernet che, grazie al costante rilevamento degli stati d’esercizio, può permettere all’utente di individuare velocemente eventuali fenomeni di usura o malfunzionamenti e intervenire rapidamente per risolverli. Efficienza e affidabilità sono i principali motivi che spingono i più grandi costruttori di presse a scegliere la pompa A4VSO, che offre precisione e continuità di esercizio ineguagliabili. Grazie alla sua robustezza e all’elevato livello di efficienza, si riescono a ottenere risultati ragguardevoli. La pompa permette una regolazione variabile della portata e offre ottime proprietà di risposta rapida e di controllo.

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