Blog

Impianti industriali: le tipologie di attuatori per ogni ambito di applicazione

Impianti industriali: attuatori di prima generazione e attuatori intelligenti

Gli impianti industriali sono sempre più intelligenti e connessi, promettono alte capacità di controllo degli stabilimenti produttivi e maggiori risparmi sui costi. In molti impianti, gli attuatori costituiscono i dispositivi più critici dell’intero sistema. Ogni ambito di applicazione richiede una tipologia precisa di attuatore. Entrano quindi in gioco gli attuatori elettromagnetici, elettrici, pneumatici e tanti altri.

impianti industriali

TIPOLOGIE DI ATTUATORI PER IMPIANTI INDUSTRIALI

In campo ingegneristico gli attuatori hanno lo scopo di trasformare in movimento un segnale di input che generalmente è elettrico e rappresentano i dispositivi più critici dell’intero sistema. Gli attuatori piezoelettrici, i polimeri elettroattivi, i relé, i pistoni idraulici e i motori elettrici sono tutti esempi di attuatori di prima generazione. Negli impianti industriali convertono semplicemente una potenza pneumatica o fluida in moto. Offrono una corsa ad elevata velocità a volumi elevati, ma presentano una precisione limitata oltre ad altri svantaggi. Gli attuatori pneumatici, ad esempio, richiedono un afflusso continuo di aria, un fattore economicamente non efficiente, specialmente quando si parla di automazione di azionamenti discontinui. Gli attuatori idraulici sono più efficienti dal punto di vista energetico, ma richiedono maggiore manutenzione a causa delle potenziali fuoriuscite di fluido. Inoltre, sia gli attuatori pneumatici che quelli idraulici non possono essere inseriti facilmente negli schemi di controllo.

attuatori intelligenti

La sostituzione degli attuatori pneumatici e idraulici con quelli elettromeccanici garantisce una maggiore efficienza energetica e un funzionamento più pulito negli impianti industriali.

L’integrazione di attuatori intelligenti garantisce all’utente finale la capacità di commutare la direzione del motore all’interno dell’attuatore stesso. Questa possibilità di commutazione di basso livello evita il dovere di controllare un ponte H esterno e installare e gestire il pesante cablaggio necessario a supportarlo. Questo perché gli attuatori intelligenti richiedono solo due cavi per l’alimentazione e pochi fili, sottili, di controllo per comunicare con un commutatore semplice, un elemento finale, un PLC o un altro regolatore. Questa caratteristica consente le comunicazioni con bus di rete come quelli che utilizzano il protocollo bus CAN J1939 per l’integrazione con altre applicazioni.

La combinazione di queste funzionalità, a un prezzo ridotto, rende gli attuatori intelligenti una buona idea per applicazioni di cambio prodotto in cicli di lavoro discontinui. In passato, gli impianti industriali che utilizzavano sistemi con attuatore per il controllo dell’altezza di un nastro trasportatore, richiedevano un costoso attuatore a elevata precisione, supportato da un complesso sistema comprendente un motore passo-passo o dei servomotori, oltre a dei commutatori esterni. Adesso è possibile collegare al regolatore di automazione principale un attuatore economicamente conveniente, che può essere programmato come si fa con qualsiasi altra funzione. Purché il sistema riesca a comunicare con l’attuatore, l’azionamento può avvenire indifferentemente una volta o 500 volte al giorno. Gli attuatori intelligenti offrono agli impianti industriali un’ottima flessibilità, associata a un costo totale inferiore del sistema.

L’automazione e la velocizzazione dei cambi prodotto sono particolarmente importanti per quegli impianti caratterizzati da piccoli volumi di produzione. Tradizionalmente il cambio prodotto su una macchina per imballaggio richiedeva un intervento manuale per il passaggio da un prodotto a un altro. Adesso, invece, è possibile programmare in anticipo una sequenza di più prodotti riducendo i tempi di configurazione.

Attuatori intelligenti e vantaggi nella manutenzione degli impianti

Con l’adozione di attuatori intelligenti negli impianti industriali i tecnici manutentori potranno notare come questi sistemi siano più puliti ed efficienti dal punto di vista energetico, rispetto alle soluzioni classiche.

La manutenzione richiesta dagli attuatori intelligenti è supportata da informazioni diagnostiche fornite attraverso il bus di rete. L’elettronica integrata è in grado di tracciare il numero di cicli eseguiti dall’attuatore e fornire parametri di temperatura e consumo di corrente. Questi dati consentono di stabilire se un aumento di temperatura o di consumo di energia sia correlato a un’usura anomala del sistema oppure alle esigenze specifiche dell’applicazione. E’ inoltre possibile interrompere un processo per proteggere l’applicazione ed evitare danni all’attuatore stesso dovuti a surriscaldamento o picchi di corrente.

La diffusione degli attuatori intelligenti porterà a una maggiore efficienza e ad un aumento della produttività e a una maggiore facilità di manutenzione.