Il protocollo PROFINET è una variante dell’Industrial Ethernet, standardizzato nelle norme IEC 61158 e IEC 61784. Esso consente soluzioni caratterizzate dall’interoperabilità con diversi brand. Tuttavia, i componenti di terze parti inseriti nell’architettura devono soddisfare certi criteri d’automazione. In questo articolo parliamo di standard e di requisiti da prendere in considerazione qualora si necessiti di un sistema di azionamento “snello” e performante.
Teoria e pratica
PROFINET è stato concepito come tecnologia “neutra” con lo scopo di garantire la connettività e l’interoperabilità tra componenti, anche di diversi fornitori, attraverso le certificazioni. Questo vale nella teoria, ma nella pratica sorgono spesso ostacoli poiché i vari dispositivi devono non solo rispettare le specifiche dello standard di comunicazione PROFINET, ma anche supportare alcune specifiche funzioni per poter interagire. Nella tecnologia degli azionamenti questa problematica si manifesta chiaramente, nonostante vi siano delle specifiche come PROFIdrive che standardizzano le funzionalità.
Ad esempio chi utilizza motori lineari o motori coppia, motori ad alta velocità o motori integrati, spesso ricorre a fornitori di azionamenti specializzati in queste tecnologie. Lo stesso approccio d’automazione vale nel caso in cui si voglia considerare un fornitore alternativo di azionamenti, mantenendo inalterata l’architettura di controllo.
Le certificazioni
Nell’ambito dell’interoperabilità dei dispositivi, vi sono alcuni punti da considerare nella ricerca di alternative. Uno di essi è la certificazione del PI Competence Center Comdec, in modo da avere la certezza che i dispositivi soddisfino tutte le specifiche del protocollo PROFINET IRT (Isochronous Real-Time), per validare il controllo di applicazioni multiasse sincronizzate, oltre alle funzioni di base di PROFINET. Questa pratica è particolarmente importante per le applicazioni robotiche e per tutte quelle applicazioni in cui è prevista interpolazione di più assi. Altrettanto importanti sono le certificazioni PROFIdrive (normalizzato secondo IEC 61800-7) per la gestione dell’asse e PROFIsafe (IEC 61784-3-3), poiché solo con questa certificazione sono garantiti i requisiti definiti nella norma per la sicurezza funzionale.
KEBA è stato uno dei primi fornitori a ottenere la certificazione PROFIdrive da Comdec con il sistema di azionamento KeDrive D3, il quale è in grado di supportare non solo PROFINET, ma anche EtherCAT e Powerlink con lo stesso hardware. In questo modo con un’unica piattaforma di azionamenti è possibile soddisfare la maggior parte delle applicazioni basate sull’Ethernet realtime industriale d’automazione.
Compattezza e integrazione
KEBA ha aumentato l’integrazione dei suoi azionamenti come KeDrive D3 rispetto ai sistemi ad asse singolo in commercio grazie al drive tri-assiale in un unico case estremamente compatto. Con questa soluzione è possibile risparmiare fino al 75% di spazio rispetto all’asse singolo, mentre confrontata con la versione con moduli ad asse doppio, gli ingombri sono ridotti fino al 20%. Di conseguenza, l’adozione di questa soluzione compatta di azionamenti multiasse, permette il posizionamento dei dispositivi a bordo macchina, il che si traduce in meno materiali utilizzati e meno cablaggi, grazie anche all’adozione del motore mono-cavo. Risulta evidente la riduzione dei tempi di installazione e conseguentemente il risparmio nei costi. Inoltre, una minore complessità e un’ingegneria semplificata impattano positivamente anche sul time-to-market e sull’economia complessiva del processo di sviluppo.
Manutenzione predittiva
Un altro punto fondamentale che contribuisce al miglioramento dell’OEE (Overall Equipment Effectiveness) riguarda l’integrazione di funzionalità di condition monitoring nei drive, senza necessità di sensori aggiuntivi. Il drive KeDrive D3 è in grado di effettuare l’analisi delle frequenze vibrazionali della catena cinematica connessa all’albero del motore, restituendo al controllore pochi parametri che identificano lo stato di usura dei componenti. Monitorando l’andamento di questi parametri è possibile pianificare in anticipo la sostituzione dei componenti prima della loro rottura, evitando così spiacevoli fermi macchina imprevisti. Il Drive-based Condition Monitoring è una funzione disponibile all’interno degli azionamenti KEBA ed indipendente dal controllo utilizzato.
L’importanza di un supporto completo
KEBA mette a disposizione dei propri clienti software tools professionali, contribuendo a rendere più semplice e veloce il processo di sviluppo delle macchine. Durante la fase di progettazione, il dimensionamento dei motori e dei drives viene supportato dal software Servosoft, mentre la messa in servizio e il processo di ottimizzazione del drive avvengono con l’aiuto del software DriveManager, integrato nella engineering suite KeStudio. Con DriveManageru la messa in servizio è guidata da un wizard grafico che consente una regolazione rapida e precisa dell’azionamento. Inoltre, l’etichetta elettronica integrata nell’encoder consente la configurazione automatica del motore.
Conclusioni
PROFINET fondamentalmente consente di integrare componenti di fornitori diversi all’interno di un’architettura di automazione, in quanto pensato come protocollo di comunicazione neutrale. In termini pratici, tuttavia, gli utilizzatori di sistemi di automazione eterogenei devono assicurarsi che tutti i componenti si adattino davvero tra loro, ad esempio che supportino la tecnologia di azionamento desiderata e funzioni come PROFIsafe. KeDrive D3 di KEBA offre una grande flessibilità in questo senso, oltre a ulteriori vantaggi come un design estremamente compatto e funzioni aggiuntive per l’ottimizzazione dell’OEE. Inoltre, le varie certificazioni PROFINET garantiscono che sia la comunicazione funzionale sia la comunicazione relativa alla sicurezza, operino senza sorprese.
