Sistema industriale automatizzato: quali sono i componenti principali?

Che cosa sono i sistemi di automazione industriale?

Con il termine “automazione” s’intende l’impiego di strumenti e processi tecnici che attivano lo svolgimento “automatico” di un processo, vale a dire senza l’intervento dell’uomo. Qualche esempio: il funzionamento automatizzato di un impianto industriale, di una raffineria, di un impianto chimico, dei servizi telefonici, e così via.

Pertanto l’automazione concerne l’aspetto tecnico della cibernetica e della teoria dei sistemi: macchine e procedure raffinate e complesse regolano e controllano la qualità del lavoro di altri apparati industriali, di macchinari e impianti, di interi cicli produttivi tramite specifici sensori. 

L’automazione, termine introdotto negli anni Quaranta da John Diebold - pioniere nel settore dell’automazione applicata all’industria automobilistica USA - differisce dall’automatizzazione, cioè dal rendere automatica una certa operazione o lavorazione. 

Sistemi automazione industriale - In sintesi: i sistemi di automazione e controllo riguardano tutto ciò che è comando e monitoraggio automatico, cioè privo dell’intervento umano, su processi e meccanismi industriali.

Com’è fatto un sistema di automazione industriale e robotica

Un sistema di automazione industriale può essere rappresentato sotto forma di piramide suddivisa in diversi livelli: alla base si colloca il processo da controllare, all’apice le strutture aziendali più generali. Si tratta del cosiddetto modello CIM (Computer Integrated Manufacturing), che individua quattro livelli di articolazione di un sistema automatizzato industriale:

• Campo: luogo in cui si trovano i processi da monitorare e i sensori per il monitoraggio;

• Controllo: qui si trovano i meccanismi di automazione (regolatori, controllori, ecc.);

• Supervisione: controllo informatico tramite PC e sistemi informatici dedicati;

• Enterprise: luogo in cui hanno sede le altre attività dell’azienda.

Il modello CIM – Computer Integrated Manufactured prevede l’automazione di un processo produttivo. I diversi settori di un sistema industriale (progettazione, ingegnerizzazione, produzione, controllo qualità, pianificazione della produzione, attività di marketing,…) si intersecano e si integrano a vicenda in maniera automatizzata. Quali sono gli obiettivi alla base dell’automazione dei processi produttivi?

• Ridurre al minimo i tempi di sviluppo di un prodotto

• Ottimizzare la gestione delle risorse disponibili

• Essere in grado, per quanto possibile, di adattarsi alle esigenze e all’andamento del mercato, puntando ad ampliarne i margini di riferimento

Componenti automazione industriale

I componenti di un sistema di automazione si distinguono in base alla tipologia e alle funzioni operative del processo produttivo:

• Sensori per automazione industriale: misurano le fasi di avanzamento di un processo, il suo corretto svolgimento, il rispetto delle tolleranze, ecc.

• Interfacce uomo-macchina per supervisione e controllo: si tratta di componenti all’avanguardia come , terminali operatore HMI, Panel PC, . Sono pensati e progettati per essere associati alla teleassistenza con qualsiasi dispositivo PC, smartphone e tablet.

• Controllori : PLC per il controllo e la gestione di sistemi industriali orientati a un’industria 4.0, inverter o convertitori di frequenza e servoazionamenti per comandare in modo preciso parti in movimento e trasferire informazioni sul moto. Controllori PID singoli o multipli per rendere accurati i valori analogici. 

• Lettura barcode: strumenti di lettura automatica e scanner industriali fissi ma anche lettori barcode manuali per attività di track and trace. Lettori di codici a barre quindi, lettori QR code e scanner per codici a barre volti allo smistamento e al tracciamento di pacchi e colli di merci, sistemi di ispezione e controllo qualità nel settore industriale.

• Marcatura laser: sistemi di marcatura laser che variano in base ai differenti prodotti e settori di applicazione: marcatori laser per metalli, dispositivi per incisioni laser, marcatori laser per la tracciabilità di prodotti e processi, applicabili in vari ambiti del comparto industriale. Industry 4.0 “leggibile”!

• Trasduttori: sensori di pressione e di posizione, encoder rotativi (encoder assoluti monogiro e multigiro, ad albero sporgente o cavo); encoder incrementali (con albero sporgente o albero passante). 

• Sicurezza: dispositivi optoelettronici (ad esempio barriere ottiche, laser scanner) per le linee produttive e la sicurezza di operatori e macchinari. Laser scanner per protezione di aree variabili

• Cavi precablati: ad esempio cavi precablati per sensori con connettore M8 e M12, cavi precablati ethernet, cavi precablati schermati… I cavi precablati garantiscono sicurezza nelle connessioni di un’ampia gamma di sensori.

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