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GLI INDICATORI DI PESO: strumenti di controllo e gestione

Normalmente, all'interno di un ipotetico elenco di dispositivi e strumenti che devono e dovrebbero necessariamente rientrare a far parte di un sistema digitale, gli indicatori di peso non vengono quasi mai posizionati nelle primissime posizioni. Infatti, di norma in cima a questi elenchi si trovano le celle di carico fortemente diffuse oramai in aziende di tutti i settori e impianti.

CELLE DI CARICO E INDICATORI DI PESO: QUALCHE NOZIONE TEORICA

  • Celle di carico

Una cella di carico è un componente elettronico (ossia un trasduttore) impiegato per misurare una forza applicata su un oggetto (in genere un componente di origine meccanica) tramite la misurazione di un segnale elettrico che tende a variare a causa della deformazione che tale forza produce sul componente. L'applicazione più comune risiede nei sistemi di pesatura elettronici e nella misurazione di sforzi meccanici di compressione e trazione.

Nello specifico, la cella di carico elettronica rileva la deformazione meccanica di un oggetto in maniera indiretta leggendola in millivolt o in V e trasformandola nella corretta unità di misura.

Questo componente è generalmente costituito da un corpo metallico (acciaio inox martensitico o alluminio). Nel caso dell'acciaio, esso viene indurito in aggiunta con una tempra al fine di ottenere una maggiore rigidezza e resistenza. Al corpo della cella di carico vengono applicati uno o più estensimetri che leggono la deformazione meccanica del materiale (di compressione o trazione) tramite la variazione di resistenza elettrica che tale deformazione causa sul loro circuito elettrico. Per amplificare l'entità del segnale la scelta più comune è quella di utilizzare quattro estensimetri collegati tra di loro secondo una configurazione denominata “a ponte di Wheatstone”. Esistono configurazioni più semplici che prevedono l'impiego di uno o due estensimetri. Il segnale elettrico ottenuto (differenziale) è normalmente dell'ordine di pochi millivolt (mV) e richiede un'ulteriore amplificazione con un amplificatore da strumentazione prima di essere utilizzato. Il segnale viene poi eventualmente elaborato mediante un algoritmo per calcolare in maniera precisa ed accurata la forza applicata al trasduttore.

  • Indicatori di peso

Rappresentano una delle possibili destinazioni dell’impulso elettrico generato per l’appunto da una cella di carico. Più precisamente, gli indicatori di peso svolgono due compiti fondamentali:

  • permettono di leggere il dato del peso rilevato (traducendo in un valore numerico l’impulso appena ricevuto);
  • ritrasmettono il segnale elettrico inviato dalla cella di carico immettendolo in un circuito che nei sistemi di pesatura integrati alle macchine industriali è collegato al PLC che gestisce l’intera linea di produzione.

Nello svolgere queste due funzioni, il ruolo degli indicatori di peso si sovrappone a quello dei trasmettitori di peso, che sono dispositivi concettualmente molto simili ma “ciechi”, ossia sprovvisti di display, pertanto fungono soltanto da amplificatori e ripetitori dei segnali elettrici emessi dalle celle di carico.

L’EVOLUZIONE COSTANTE DEL PROCESSO DI AUTOMAZIONE DEL CONTROLLO IN TEMPO REALE

Negli ultimi anni gli indicatori di peso si sono diffusi sempre di più in aziende di ogni genere e tipologia stimolando così la continua ottimizzazione tecnologica. Qui sotto le principali tappe che i sistemi di pesatura hanno attraversato nel loro percorso di evoluzione.

IN PASSATO I SISTEMI DI PESATURA SERVIVANO A VERIFICARE

La stretta collaborazione e implementazione relativa all’industria e all’elettronica non è di certo nuova. Infatti, ad ogni evoluzione degli strumenti digitali, corrispondeva una reazione da parte dell’intero comparto industriale che si è sempre dimostrato interessato a scoprire quali vantaggi potessero derivare dall'adozione di nuovi dispositivi, trasformando anno dopo anno, il volto stesso dell’industria.

Il tutto è da riferirsi alla costante ricerca messa in atto da parte dell’industria al fine di individuare nuove possibilità di risparmio di tempo, di aumento della produzione, di miglioramento della qualità che ogni nuova implementazione dell’automazione ha concesso.

Ma a livello più circoscritto, ossia riguardo i sistemi digitali di pesatura industriale, il ruolo che hanno ricoperto per anni questi dispositivi è stato ben definito e molto logico: sono stati impiegati per effettuare un controllo finale delle quantità di prodotto realizzate.

AI GIORNI NOSTRI INVECE, I SISTEMI DI PESATURA SERVONO A GESTIRE

L’evoluzione tecnologica degli indicatori di peso ha riguardato principalmente il fatto che siano aumentate da una parte l’affidabilità e dall'altra invece la precisione. Parallelamente, c’è stato in aggiunta anche uno sviluppo tecnologico di tipo diverso, non direttamente riconducibile alle prestazioni ma alla connettività del sistema. Per questo motivo, ultimamente è in atto la tendenza ad equipaggiare gli indicatori di peso con tutti i possibili tipi di interfacce e connettori, così da poterli collegare ai dispositivi e ai macchinari più diversi, e soprattutto ai centri di gestione delle linee di produzione.

Ciò lo dobbiamo ad un sostanziale cambiamento di prospettiva ed il conseguente passaggio dalla vecchia ottica incentrata semplicemente sulla verifica ad una di piena gestione.

Al giorno d’oggi va ricordato e sottolineato che le industrie vogliono “impianti intelligenti” capaci di gestirsi in una autonomia più totale possibile, in base alle programmazioni in essi inserite all’avviamento, dove l’intervento umano sia ridotto al minimo, soltanto per le situazioni di emergenza, e possa avvenire anche da postazioni remote e con la massima velocità.

Ma gli indicatori di peso cambiano questa situazione! Va infatti ricordato che gli indicatori di peso si possono interfacciare tutti con il PLC dell’impianto, e che dunque gli trasmettono continuamente tutti i segnali delle rilevazioni fatte dalle singole celle di carico.

Così facendo, si gode di tre vantaggi:

  • Per prima cosa, il problema non viene scoperto quasi immediatamente e non a fine linea ossia quando ormai si è con ogni probabilità propagato a decine o centinaia di pezzi correntemente in lavorazione sulla linea. Per cui, il malfunzionamento genera una segnalazione immediata.
  • La possibilità di connettersi da remoto permette a chi deve effettuare un controllo di conoscere ed essere dunque messo al corrente in tempo reale relativamente a cosa stia accadendo. Sfrutterà dunque la comodità del suo terminale, o del suo tablet su cui riceverà una segnalazione chiara che lo informerà immediatamente su ciò che sta succedendo, e con altrettanta semplicità potrà connettersi per occuparsi di una diagnostica più approfondita.
  • Infine, la segnalazione di malfunzionamento è precisa e identificativa. Questo significa che il tecnico di manutenzione non ha bisogno di cercare nulla: sa già, perché l’impianto glielo ha detto, dove si è verificato il problema, e può intervenire in maniera risolutiva in tempi estremamente più ridotti e pratici, rimettendo l’impianto in funzione molto prima.

L’INDUSTRIA DEL FUTURO: VERSO UN CONTROLLO AUTOMATIZZATO E IN TEMPO REALE

La frontiera dell’industria è fatta di impianti che sono capaci di accorgersi di un guasto, segnalarlo al tecnico responsabile, e nel frattempo lavorare per by-passare il problema, riducendo al minimo il tempo sprecato e quindi le perdite.

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