COSA SIGNIFICA “INDUSTRIA 4.0”

II termine Industria 4.0 indica una tendenza dell’automazione industriale mirata all’integrazione di alcune nuove tecnologie per migliorare le condizioni di lavoro e aumentare la produttività e la qualità produttiva degli impianti.

LA SOCIETA’ BP AUTOMATION E’ STRUTTURATA PER OFFRIRE DIVERSE APPLICAZIONI IN AMBITO INDUSTRIA 4.0

A- Gestione centralizzata processo produttivo. Reportistica consumi energetici. Manutenzione predittiva attraverso un sistema di supervisione “SCADA” per gestione dati. Dialogo bidirezionale in tempo reale con le apparecchiature esistenti, integrando sistemi di sensoristica e implementando software di gestione del macchinario. II tutto può essere inserito nella rete dati dello stabilimento, o applicando prodotti con sistema wireless.

1- Raccolta dati dai componenti già presenti nei macchinari: consumi, produzione, scarti, pressioni, temperature ecc. e relativo dialogo con CN, PLC, PC.

2- Memorizzazione interventi manutentivi, installando un nuovo pannello operatore a bordo macchina, dove si possono visualizzare tutti і dati e registrare gli interventi effettuati.

3- Modifiche part program macchine utensili per messa in stand-by dopo un tempo impostabile per:
– Assenza pezzi da lavorare
– Analisi e raccolta dati

4- Applicazione sensori analisi vibrazionale per rilevazione stato di decadimento cuscinetti di rotolamento dei motori e dei mandrini tramite sensoristica dedicata a seconda delle frequenze

5- Analisi consumi energetici: energia elettrica, aria compressa, liquidi, tramite implementazione e connessione di apposita strumentazione.

B- Tutte le macchine sopra citate devono essere dotate di caratteristiche quali: controllo per mezzo CNC e/o PLC; possibilità di interconnessione ai sistemi informativi di fabbrica con caricamento da remoto di istruzioni e/o part program; possibilità di interazione con il sistema logistico, con la rete di Tornitura e/o con altri macchinari del ciclo produttivo; possibilità di interfaccia tra uomo e macchina semplici e intuitive; conformità ai più recenti parametri di sicurezza, salute e igiene del lavoro.

C- Inoltre tutte le macchine devono essere dotate di almeno due tra le seguenti proprietà al fine di renderle integrabili:

  • Sistemi ditelemanutenzione e/otelediagnosi in remoto.
  • Monitoraggio continuo delle condizioni di lavoro e dei parametri di processo mediante opportuni set di sensori.
  • Caratteristiche di integrazione tra macchina fisica e la modellizzazione e/o simulazione del proprio comportamento nello svolgimento del
    processo.
  • Dispositivi, strumentazione e componentistica іntelIigente per I’integrazione, la sensorizzazione e/o I’interconnessione e il controllo automatico dei processi utilizzati anche nell’ammodernamento o nel revamping dei sistemi esistenti.
  • Filtri e sistemi di trattamento e recupero aria, acqua, olio, sostanze chimiche e organiche, polveri.
  • Interfacce uomo macchina (HMI) intelligenti che coadiuvano I’operatore ai fini di sicurezza ed efficienza delle operazioni di lavorazione, manutenzione predettiva, logistica.

WHAT “INDUSTRY 4.0” MEANS

The concept Industry 4.0 indicates a trend in industrial automation aimed at integrating new technologies to improve working conditions and increase productivity and plant’s production quality 

BP AUTOMATION IS STRUCTURED TO PROVIDE DIFFERENT APPLICATIONS IN INDUSTRY 4.0

A- Centralized production process management. Energy consumption reporting. Predictive maintenance through a “SCADA” supervision system for data management. Two-way dialogue in real time with existing equipment, integrating sensor systems and implementing machinery management software. Everything can be inserted in the plant’s data network, or by applying products with a wireless system.

1- Data collection from components already present in the machinery, consumption, production, waste, pressure, temperature etc. and related dialogue with CN, PLC, PC.

2- Memorization of maintenance interventions, by installing a new operator panel on the machine, where it is possible to access all the data and record the interventions carried out.

3- Part program modifications for machine and tools for standby after setting a time range for:
– Absence of work pieces
– Analysis and data collection

4- Application of vibrational analysis sensors to detect the rolling bearing decay state of motors and spindles using dedicated sensors depending on frequency

5- Energy consumption analysis, electricity, compressed air, liquids, through the implementation and connection of appropriate instrumentation.

В- All the above mentioned machines must be equipped with features such as: control system by CNC and /or PLC; possibility of interconnection to factory information systems with remote loading of instructions and / or part program; possibility of integration with the logistics system, the supply network and / or with other machinery of the production cycle; possibility of simple and intuitive interface between man and machine; compliance with the most recent parameters of safety, health and hygiene at work.

C- Moreover all the machines must be equipped with at least two of the following properties in order to make them integrable:

Remote maintenance and / or remote diagnosis systems.

  • Continuous monitoring of working conditions and process parameters through appropriate sensor sets.
  • Integrability between the physical machine and the modeling and / or simulation of its own behavior in the execution of the process.
  • Devices, instrumentation and intelligent components for integration, sensorization and / or interconnection and automatic control of the processes used also in the modernization or revamping of existing systems.
  • Filters and systems for treatment and recovery of air, water, oil, chemical and organic substances, dust.
  • Intelligent man-machine interfaces [HMI] that assist the operator for the purposes of safety and efficiency of the operations of processing, predective maintenance, logistics.

BP AUTOMATION E IFM

BP Automation collabora da diversi anni con IFM nel ruolo di “Sytem Integrator” nell’ambito dell’innovativo campo dell’Industria 4.0. IFM fornisce pezzi e componenti essenziali e BP Automation si occupa dell’installazione e della posa dell’impianto.

INSTALLAZIONE DI SENSORI E MANUTENZIONE PREDITTIVA

L’installazione di un ampio sistema di diagnosi all’interno di una linea di produzione consente una manutenzione predittiva evitando eventuali fermi in produzione non programmati.

Per la realizzazione di questo tipo di installazione su una linea di produzione di un’azienda, per esempio, specializzata nel settore automotive (linea di produzione di carrozzerie) , viene condotta un’analisi per determinare quali parti meccaniche siano più soggette a usura e guasto (i cosiddetti stressor). I risultati raccolti, in questo caso, evidenziano come le più forti sollecitazioni meccaniche siano esercitate sia sui nastri trasportatori che sulle tavole elevatrici o, più esattamente, sui loro cuscinetti. Un danno in questi punti dell’impianto potrebbe quindi causare un arresto in produzione.

Quindi, al fine di garantire la massima affidabilità dell’impianto è necessario rilevare in tempo un’imminente usura dei componenti della macchina in modo da poter intervenire tempestivamente

In questo senso l’installazione di sensore di vibrazione IFM su tutte le parti meccaniche dell’impianto porta notevoli benefici, riscontrabili fin da subito.

I sensori cilindrici VSA vengono avvitati direttamente al corpo del cuscinetto o ingranaggio corrispondente. Le centraline diagnostiche VSE, installate separatamente, analizzano di continuo il comportamento delle vibrazioni, rilevano danni imminenti dovuti a disequilibrio e trasmettono un tempestivo allarme.

Una manutenzione predittiva non si limita però al solo monitoraggio di componenti meccanici ma si estende anche al monitoraggio del liquido come per esempio i liquidi di raffreddamento delle pinze per saldatura. In questo settore, le possibili fonti di errore o malfunzionamenti sono i filtri ostruiti o le perdite. I sensori di flusso SBY di IFM per piccole portate controllano il flusso mentre i sensori di pressione PN rilevano la pressione nei condotti. Inoltre, il circuito centrale di raffreddamento è monitorato dal sensore di flusso SM mentre il sistema per l’aria compressa viene controllato da un sensore SD. Il monitoraggio continuo dei diversi sistemi permette di individuare la più piccola anomalia in qualsiasi momento, permettendo un intervento immediato e massimizzando di conseguenza l’efficienza dell’intero impianto.

Tutti i sensori trasmettono i loro valori in modo completamente digitale e la loro lettura e analisi è resa possibile dal sistema IO-Link.
LINERECORDER AGENT viene utilizzato come software per raccogliere i dati del sensore e memorizzarli in un database SQL di Microsoft. SMARTOBSERVER analizza e visualizza questi dati.

La digitalizzazione così come l’automazione sono due componenti fondamentali dell’Industria 4.0 e utilizzate nell’ambito dell’automazione industriale consentono alla manutenzione predittiva di inserirsi perfettamente nel campo dell’innovazione rappresentata da queste tecnologie.

L’installazione di questi sistemi non richiede l’arresto della produzione, in quanto si tratta principalmente di affiancare alle tecnologie esistenti un sistema parallelo composto da sensori intelligenti, gateway e software di visualizzazione e analisi dati.

BP AUTOMATION AND IFM

BP Automation has been collaborating with IFM for many years as “Sytem Integrator” in the innovative field of the Industry 4.0. IFM provides essential components and materials while BP Automation takes care of installing plants and systems.

INSTALLATION OF SENSORS AND PREDICTIVE MAINTENANCE

The installation of a vast diagnositc system on a production line allows to perform a predictive maintenance avoiding unexpected production downtime and stops.

In order to carry out this kind of installation on a production line of a company, for example, specialized in the automotive sector (body shop production line), it is necessary to conduct an in-depth analysis in order to determine which mechanical parts are more subject to usury and breakdowns (These parts are usually called stressors). The results gathered highlights that conveyor belts and lift tables, or more specifically their pads are subjected to great sollecitations. In case of a breakdown in one of these points of the plant, the whole production would have been stopped.

Therefore, in order to guarantee the maximun affidability of the plant, it is necessary to detect in time components’ usury to effectively intervene and prevent more damage.

The installation of IFM vibration sensors on every part of the plant leads to great perks and advantages  

Cilindric sensors VSA are directly scewed on the pad’s body. The diagnostic control units  VSE are separately installed and they continuously analyze vibrations, eventual imminent damages due to imbalance and send an immediate alarm signal.

A predictive maintenance is not limited to the mechanical components, but it is also extended to the fluid monitoring, such as  the welding guns coolant. In this sector the possible sources of damage or malfunction are blocked filters or leaks. The flow sensors SBY control the flow, while pressure sensors PN detect the pressure in the pipelines. In addition, the central cooling system is monitored by the flow sensor SM while the compressed air system is monitoreb by an SD sensor. The constant monitorng of different systems allows to detect any malfunction at any time, allowing an immediate intervention and maximizing the plant’s efficiency.

All the sensors digitally send values and data and their evaluation and analysis is carried out by the IO-Link sytem.
LINERECORDER AGENT is used as software to collect date from any sensor and store them into a Microsoft SQL database. SMARTOBSERVER analyze these data.

The digitalization and automation are two main components of the Industry 4.0 and when used in the industrial automation field allow to insert predictive maintenance in the innovation field represented by these technologies. 

The installation of these systems does not require to stop the production line, as the existing technologies can be joined and supported by this parallel system formed by smart sensors, gateway, and software to gather and analyze data.

INDUSTRY 4.0