Da Profibus a Bluetooth
La società Sargiani di Piacenza ha compiuto un deciso balzo verso le tecnologie del futuro adottando una comunicazione di tipo wireless di Phoenix Contact nei suoi impianti più recenti.
Era il 1949 quando, a Piacenza, fu fondata una società destinata a diventare leader di mercato a livello mondiale nel proprio settore. Stiamo parlando di Sargiani, una realtà specializzata nella produzione di contenitori metallici di varie dimensioni e forme per uso non alimentare, aventi una capacità compresa fra 2,5 e 220 litri.
Più di recente, Sargiani ha applicato il proprio know-how nella lavorazione della lamiera anche in un nuovo settore, quello dei tubi per fumisteria. Luigi Fantini, direttore tecnico di stabilimento, spiega il successo dell'azienda in un campo così competitivo: "Abbiamo saputo sviluppare le nostre idee, condurre ricerche approfondite e, soprattutto, trarre vantaggio dalla cooperazione con gli utenti finali". Per questo motivo siamo ora in grado di proporre un prodotto all'avanguardia, le cui principali caratteristiche sono la flessibilità e la facilità di utilizzo e manutenzione".
Il laser in fumisteria
Il processo di lavorazione di un tipico impianto Sargiani si sviluppa in tre fasi fondamentali, quelle di alimentazione, calandratura e saldatura. Nella fase di alimentazione, il foglio di lamiera viene disimpilato dal pallet tramite un sistema pneumatico a ventose e trasportato sul piano di precarico della calandra da un attuatore lineare. E’ possibile preparare più pacchi di lamiera (fino a cinque), per dare all’impianto un’autonomia di lavoro di circa un’ora. La linea può lavorare spessori da 0,5 a 0,7 mm. Nella seconda fase, la calandra provvede ad avvolgere linearmente il foglio di lamiera per ottenere il diametro desiderato. Il tubo calandrato viene quindi trasferito alla stazione di saldatura da un altro trasduttore lineare. Prima della saldatura, il mantello di lamiera viene fissato ad un cilindro mediante speciali ganasce, in modo da tenerne accostati i lembi con la massima precisione. “Nella zona di saldatura, il cilindro presenta una speciale scanalatura con inserti in rame per evitare che il mantello venga saldato al cilindro stesso, cosa che avverrebbe se il mantello fosse appoggiato direttamente alla superficie di acciaio del cilindro”, ha spiegato Fantini.
Nell'ultima stazione della linea, il tubo saldato subisce quindi lavorazioni di finitura, eventuale foratura, rullatura, bicchieratura e formazione della sede della guarnizione, prima dello scarico finale. Tutte le operazioni vengono eseguite in modo totalmente automatico, compreso eventualmente anche lo scarico finale robotizzato.
“L’elettronica è importantissima per raggiungere la precisione richiesta”, ha sottolineato Fantini.
Elettronica di controllo
Le lavorazioni sono impostate dall'operatore, che può scegliere fra circa 70 'ricette' diverse, attraverso un terminale touch screen installato sulla macchina.
Lo stesso terminale permette anche di gestire tutte le funzioni della macchina La logica di controllo è basata su un PLC, mentre per gestire gli assi della sezione di calandratura sono utilizzati dei motori brushless comandati da inverter. Completano la configurazione cinque attuatori servocontrollati e due attuatori controllati per i movimenti della testina laser. Per il collegamento degli I/O sono stati utilizzati complessivamente 87 connettori per sensori. Ogni connettore viene avvitato direttamente al terminale di connessione, minimizzando i tempi, i costi di mano d’opera e i possibili errori di cablaggio.
Dai terminali di connessione Phoenix Contact ai quali sono collegati tutti i sensori e gli attuatori dell'impianto, la trasmissione dei segnali e dei comandi verso/dal PLC avviene mediante i componenti Fieldline di Phoenix Contact con protocollo Bluetooth. “Ciò ha permesso di ridurre nettamente i tempi ed i costi di cablaggio, consentendoci inoltre di fornire un sistema tecnologicamente più avanzato al cliente finale”, ha sottolineato Fantini.
Le tre sezioni della linea erano in precedenza collegate al quadro generale attraverso tre box e il collegamento fra i box e il quadro era basato sul bus di campo Profibus. “Grazie alla tecnologia Bluetooth, abbiamo potuto eliminare i box esterni, con una comunicazione diretta fra i terminali di connessione degli I/O e il quadro generale”, ha affermato Fornasari. “In sostanza, tutta la periferia comunica direttamente con il quadro generale”. e”.
La distanza coperta dai moduli Bluetooth Phoenix Contact nelle linee Sargiani è di circa 40 m. "Abbiamo persino superato le specifiche fornite da Phoenix Contact”, ha aggiunto Fantini. “Le antenne dei ricevitori Bluetooth dovrebbero infatti essere installate in modo da 'vedere' i trasmettitori. In realtà, il funzionamento è perfetto, senza alcuna interferenza, anche in una macchina completamente chiusa da carter”.
I vantaggi del Bluetooth
Lo standard Bluetooth permette oggi di avvalersi, in totale sicurezza, dei vantaggi di un collegamento radio per la trasmissione dati rapido ed economico. In particolare, la soluzione Fieldline Wireless di Phoenix Contact permette la trasmissione senza fili, per segnali digitali e analogici di comando e di processo. Essa è stata progettata principalmente per coprire distanze medio-brevi e per percorsi a bassa attenuazione. La soluzione Fieldline wireless è composta da una base station che consente il passaggio dalla rete cablata alla rete bluetooth, alla quale si possono collegare fino a 3 moduli Bluetooth con protezione IP 67 (con 8 ingressi e 8 uscite digitali) o con IP 20 (con 16 ingressi e 16 uscite digitali, e di 2 ingressi e 2 uscite analogiche 0-10 V o 0-20 mA). Il collegamento viene costantemente monitorato e, grazie ad una serie di LED è anche possibile valutarne la qualità.
Basato su tecnologia Bluetooth 1.2 (standard internazionale IEEE 802.15.1) il sistema Phoenix Contact opera nella banda di frequenza libera 2,4 GHz e offre un elevato livello di robustezza ed affidabilità. La potenza di trasmissione inferiore ai 10 mW ammessi dalla legislazione italiana, consente di coprire distanze all’ordine di alcune decine di metri.
Per la massima robustezza, la trasmissione avviene in tutto lo spettro di frequenza 2,4 GHz utilizzando la tecnologia FHSS a salto di frequenza tra i 79 canali disponibili che sono selezionati 1600 volte al secondo. Inoltre, una volta stabilita la connessione Bluetooth, la trasmissione è crittografata a 128 bit ed i dispositivi non sono visibili da altri terminali esterni con interfaccia Bluetooth, a garanzia di massima sicurezza.
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Un nuovo impianto
Presso Sargiani è già in programma la costruzione di un impianto ancora più complesso, ad elevata produttività, che comprenderà anche una stazione di taglio laser dei tubi. La novità consisterà nella possibilità di tagliare anche sottomultipli del tubo base. La nuova linea permetterà di lavorare spessori da 0,5 a 1,2 mm.
“Abbiamo scelto i prodotti Phoenix Contact perché rispondevano perfettamente alle nostre esigenze”, ha concluso Fantini. “E Fieldline Wireless ci hanno permesso di rendere ‘a prova di futuro’ i nostri impianti