La strumentazione di processo & l'Industria 4 · Dipartimento di Ingegneria Industriale ... Slide 1 Antonio Festa Marketing Department. 5 Giugno 2018 Perchè misurare? ... • pianificazione

5 Giugno 2018

Products Solutions Services

La strumentazione di processo & l'Industria 4.0

Dipartimento di Ingegneria IndustrialeScuola di Ingegneria e ArchitetturaUniversità di Bologna

Marketing DepartmentSlide 1 Antonio Festa

5 Giugno 2018

Perchè misurare?


«Quando puoi misurare ciò di cui stai parlando ed esprimerlo in numeri,

puoi affermare di saperne qualcosa….

se però non puoi misurarlo, se non puoi esprimerlo con numeri,

la tua conoscenza sarà povera cosa e insoddisfacente…» Williams Thomson, “Lord Kelvin”


5 Giugno 2018

Perchè è importante controllare ?


I cinque sensi permettono di “controllare” la nostra vita


5 Giugno 2018

Gli strumenti di misura…



5 Giugno 2018

…permettono di controllare un processo industriale !



5 Giugno 2018


La trasmissione dei segnali


5 Giugno 2018

Limiti del segnale 4..20 mA

• Nella tecnica tradizionale :

• Lo strumento misura la variabile e la trasmette al controllore tramite segnale in corrente 4..20 mA

• Il controllore elabora l’informazione e controlla il processo agendo sull’attuatore tramite segnale in corrente 4..20 mA


4..20mA


http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjY5cyKg6zQAhVEXBoKHfrgC7YQjRwIBw&url=http://www.omal.it/Prodotti/Valvole-a-farfalla/Valvola-a-farfalla-per-montaggio-tra-flange-tipo-Wafer/attuatori-pneumatici-PN16&bvm=bv.138493631,d.ZGg&psig=AFQjCNEBxeW_UC_d0Veo-W5U1J-hQ7rWKQ&ust=1479342496780057

5 Giugno 2018

Limiti del segnale 4..20 mA: un cavo una informazione

Esempio : Misura di portata massica

Misuratore portata massica Coriolis

• Misura portata massica => 2 fili

• Misura portata + densità => 4 fili

• Misura portata + densità + temperatura => 6 fili

• Misura portata + densità + temperatura + uscita impulsiva => 8 fili


Marketing Department

e le altre variabili…???volume, contatori, funzioni di controllo (batch), rilevazione dello stato di funzionamento, codicediagnostico, informazioni predittive, condition monitoring ???

Slide 8 Antonio Festa

5 Giugno 2018

Segnale 4..20 mA conversioni A/D – D/A _ “tecnologia analogica”

• Una sola variabile trasmessa

• Molte conversioni analogiche – digitali (spesso inutili e dannose)

• Possibili errori di allineamento e/o lettura


AD

DA

AD

AD CPU CPU

CPU CPUmA

PLC


• Uscita digitale


5 Giugno 2018


Comunicazione digitale : “Bus di Campo”…un passo avanti

PADP RTU

TCP


http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiduanVwKrQAhWCwxQKHVWsAWQQjRwIBw&url=http://www.sierrainstruments.com/products/digital-communications/hart.html&bvm=bv.138493631,d.d24&psig=AFQjCNFSHUG2U8V0brXYHHBWF9VvKh0leQ&ust=1479290483309873

https://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiKr9_nwKrQAhWBtRQKHbncCGMQjRwIBw&url=https://protocolgateway.wordpress.com/2012/03/05/ethernetip-protocol/ethernet-ip/&bvm=bv.138493631,d.d24&psig=AFQjCNEvUS5tT0kiaAvgBOzCj1HFFatcMA&ust=1479290530420329

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjIrYO2warQAhUGfRoKHUvyDXMQjRwIBw&url=http://www.tektron.ie/foundation_fieldbus.htm&psig=AFQjCNFlfFo2jCnI1lMNqPWNnxt9rRs4sw&ust=1479290695242719

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjU28eNwKrQAhVMPxQKHTCzAWgQjRwIBw&url=http://www.profibus-factory.com/profibus/&bvm=bv.138493631,d.d24&psig=AFQjCNEez_j2HC_OzONETZuqLlkyHcnoug&ust=1479290312464858

https://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiDs8qxwKrQAhUBmhQKHfYlCWkQjRwIBw&url=https://home-assistant.io/components/switch.modbus/&bvm=bv.138493631,d.d24&psig=AFQjCNGHhUGW4rX1_oK4GAZzwQSOO_TTkg&ust=1479290384184675

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwim9YKPz6rQAhXCNxQKHX3_CGYQjRwIBw&url=http://wikid.eu/index.php/WirelessHART&psig=AFQjCNGF_n3EP4kKDNyWaso1y7h2CitevQ&ust=1479294368351844

5 Giugno 2018


Qualche esempio…

• Portata, densità, concentrazione, temperatura, livello, contatori, diagnosi

• Molte informazioni per ogni strumento

• Informazioni multiparametriche

• Disponibilità parametri secondari per compensazioni


• Pressione Differenziale, Pressione HP, Pressione LP, Temperatura Sensore HP, Temperatura Sensore LP, diagnosi

• Molte informazioni per ogni strumento

• Informazioni multiparametriche

• Disponibilità parametri secondari per compensazioni

Electronic dp

LP

HP

200mbar

8 m

FMD72


5 Giugno 2018


Quali informazioni: ad esempio di sicurezza…la diagnostica - NAMUR NE107


• Il tempo dell’indicazione numerica dei malfunzionamenti o degli avvisi, come ad esempio E115…A144, A665,

appartiene al passato:

Manutenzione: Ad esempio: aumento build-up

F

C

M

S

Failure: Ad esempio: rottura componente interno

Controllo funzionale: Ad esempio: simulazione uscita di corrente in corso

Out of Specification: Ad esempio: temperatura di processo fuori specifica dello strumento

• L’informazione diagnostica secondo NAMUR NE107 è più dettagliata ed indica …

… cosa è successo… come rimediare


5 Giugno 2018


Reti di campo nella Process Automation

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

FieldCare®

GatewayFieldgateFXA720

Coupler/Link

4..

20

mA

4..

20

mA

FieldCare®

HART-Modem

FXA195

Remote I/O

PROFIusbPROFIcard

HART/Bluetooth-Modem

Field Xpert

FOUNDATION Fieldbus

or

Plant Asset Management with

FieldCare®

incl. Condition Monitoring

Life CycleManagement

with W@M Portal

Life CycleManagement

withW@M Enterprice

Plant Access PointSFC162 Visitor

Intelligent Plant Access PointSFG500

Firewall

localInternet

portal.endress.com

MaintenanceStation

Server

FF H1/Bluetooth-Modem

Q3/2011

Con

trol

ler

SFC

17

3

Con

trol

ler

SFC

16

2

Device XpertAsset Xpert

Cal Xpert

Wireless HART gateway SWG70

Wireless HART adapters SWA70

Wireless HART


http://images.google.nl/imgres?imgurl=http://www.modulesoft.com/Internet-Explorer-Icon.jpg&imgrefurl=http://www.modulesoft.com/&h=256&w=256&sz=73&hl=nl&start=4&um=1&tbnid=_Yn9nRMoC_EbzM:&tbnh=111&tbnw=111&prev=/images?q%3Dinternet%2Bicon%26svnum%3D10%26um%3D1%26hl%3Dnl%26sa%3DN

5 Giugno 2018


Plant Asset Management


5 Giugno 2018


• Con il termine Plant Asset Management si intende una serie di attività atte a gestire le

apparecchiature di un sistema di automazione e controllo nelle varie fasi del ciclo di vita di un

impianto, ovvero:

• installazione degli apparati

• avviamento e configurazione

• archiviazioni delle configurazioni

• archiviazioni di manualistica, certificati e procedure interne

• inventario di quanto installato

• documentazione delle reti

• operazione ed interventi su condizione

• pianificazione della manutenzione

• valutazione di riparabilità o di sostituzione

• individuazione di componenti alternativi



5 Giugno 2018


• Un sistema di Plant Asset Management deve permettere alcune prestazioni minimali,

identificate dalle raccomandazioni Namur, quali ad esempio:

• configurazione e backup dei dispositivi

• reportistica delle attività svolte

• gestione documentale (allegati) per singola entità d’impianto

• gestione della tipologia di rete e della tipologia d’impianto

• controllo online dello stato diagnostico (condition monitoring)



5 Giugno 2018


• Vantaggi

• Mettere in funzione rapidamente gli impianti e garantire il loro funzionamento ottimale, per mantenere/migliorare

le prestazioni generali dell'impianto

• Ridurre i costi di manutenzione, ad esempio promuovendo efficienti flussi di lavoro senza il supporto di

documentazione cartacea

• Aumentare la disponibilità e l'affidabilità degli impianti, ad esempio, attraverso la diagnostica e l'ottimizzazione

degli eventi programmati (come le tarature)

• Sostenere il rispetto delle norme e dei regolamenti (ad esempio per la gestione della qualità)



5 Giugno 2018

Sistema HART

ControllerSiemens SIMATIC S7-300

SFG250

E.g. Promag 100

FieldCare W@M Portal

Up to 40 HART-lines with just one

head module

HART

Ethernet TCP/IP

Level meter

LevelflexFMP5x

…Analog



5 Giugno 2018


SistemiERPSAP

Engineering Station

OperatorStation

FieldCare +W@M

PLCSFG500

RIO

Sistema di gestione strumetale, visualizzazione parametri di processo, diagnostica deidispositivi.

Controllo del processoproduttivo, ingegneria.

Sistema di gestione magazzino, rifornimenti, materiali.

Sistema Profibus


5 Giugno 2018

Heartbeat Technology – funzione di controllo e verifica

Integrazionesemplificata

Integrazione a 360° grazie all’ampia scelta di protocolli

Affidabilità

Verificato e certificato: riferimenti interni allostrumento ridondati e

tracciabili

Uniformità operativa

Per tutte le tecnologieProline: Promass, Promag,

Prosonic Flow, e Prowirl



5 Giugno 2018

Report HeartBeat

➢ Funzionalitàdocumentata

➢ Report semplificato

➢ Scaricabile tramiteweb server, anche da remoto



5 Giugno 2018

W@M Portal


Ogni strumento Endress+Hauser è registrato all’atto dellasua produzione nei nostri DataBase ed identificato come unico, in tutto il mondo, attraverso il suo numero di serie.

Il portale W@M accede alle informazioni presenti sui nostriDataBase e rende disponibili:

• Manuali operativi

• Informazioni Tecninche

• Safety Statements

• Dati di taratura

• Certificati

• Firmware Software

• Disegni Costruttivi


5 Giugno 2018

Qualche esempio…



5 Giugno 2018

Processo di Energy Management


Raccolta Dati dei ConsumiEnergetici

Report deiConsumi Energetici

Analisi deiConsumi Energetici

Gestione dei ConsumiEnergetici

ClienteConsulente

5 Giugno 2018

Applicazione : misura su VAPORE



Industria 4.0 :

• Misura della quantità di vapore generato

• Misura e ottimizzazionedei consumi (combustibile, acqua di alimento)

• Migliore gestionedell’impianto

Industria 3.0 :

• Misura del vapore• Misura dei consumi


5 Giugno 2018

Nuove HART® input card



5 Giugno 2018


Soluzioni di Asset Management


5 Giugno 2018


La necessità di Industry 4.0

Engineering Station

OperatorStation

IoT Edge Gateway

proxy

Industry 4.0


5 Giugno 2018


SistemiERPSAP

Engineering Station

OperatorStation

FieldCare +W@M

PLCSFG500

RIO

Sistema di gestione strumetale, visualizzazione parametri di processo, diagnostica deidispositivi.

Controllo del processoproduttivo, ingegneria.

Sistema di gestione magazzino, rifornimenti, materiali.

L’offerta Endress+Hauser per Industry 4.0


5 Giugno 2018

eSight : Funzionalità


Configurazione Allarmi(sms e mail)

Report automatici

Facile accesso ai dati (web based)

Analisi grafica


5 Giugno 2018

eSight : Analisi dei dati



5 Giugno 2018

Un dato … più informazioni


5 Giugno 2018


Layout di un sistema di monitoraggio Interconnesso

5 Giugno 2018


Connesso o Interconnesso ?

• Interconnesso :

• Diagnostica avanzata

• Heartbeat

• Miglioramento della qualità

del prodotto

• Miglioramento dell’efficienza

dell’impianto

• Miglioramento della

sicurezza dell’impianto

• Connesso :

• Misura di portata,

pressione, temperatura,

livello, analisi ….

• Totalizzatori


5 Giugno 2018

La strumentazione di processo & l'Industria 4.0Endress+HauserAntonio Festa

Product Manager Pressione

tel. 02 92192.307

mobile 349 7917248

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