Il collegamento del portafoglio di prodotti di automazione OT con sistemi IT è essenziale e richiede un’adeguata tecnologia di rete.
Le soluzioni presentate a SPS di Norimberga da Mitsubishi Electric supportano la trasformazione digitale con una miglior connettività tra sistemi OT e IT. Potenziate dalle novità dei partner di e-F@ctory Alliance aprono alla fabbrica intelligente.
di Leo Castelli
Una delle principali sfide per le aziende impegnate nel processo di digitalizzazione è il collegamento della tecnologia operativa (OT) del livello di fabbrica con l’infrastruttura IT. Dalla costruzione di macchine alla supervisione di impianti d’automazione, networking, robotica ed elaborazione dati, Mitsubishi Electric ha dimostrato come le sue soluzioni e quelle dei partner eF@ctory possano aiutare a raggiungere questo obiettivo all’edizione di SPS 2019 di Norimberga.
Il primo passo per l’ottimizzazione della connettività OT/IT è l’elaborazione e l’utilizzo della grande quantità di dati resi disponibili dalle apparecchiature del livello di fabbrica, come sensori e PLC. Le nuove soluzioni di Edge Computing di Mitsubishi Electric e la serie MELIPC ne dimostrano entrambe le funzionalità.
COLLEGAMENTO DI LIVELLO OT E IT IN PRODUZIONE
I dati possono essere pre-elaborati a livello locale e aggregati per creare informazioni preziose, collegando senza problemi il livello di fabbrica con sistemi IT di livello superiore come piattaforme MES ed ERP. Come è già stato dimostrato lavorando con Oracle, SAP, IBM e Microsoft Azure, queste nuove capacità hanno permesso ai costruttori di macchine di offrire servizi preziosi adatti a differenti ambienti IT. La tecnologia può creare un vantaggio competitivo prevedendo gli interventi di manutenzione e identificando le anomalie per migliorare la produttività o l’efficienza delle apparecchiature esistenti.
Un'altra applicazione, che utilizza i vantaggi della connettività OT/IT ed è utilizzata come strumento di manutenzione predittiva basato su “software as a service” (SaaS), è stata sviluppata in collaborazione con Schaeffler, partner di e-F@ctory Alliance. Il lancio, previsto nel 2020, sarà reso possibile dal concetto di e-F@ctory che comprende la rete di alleanze e-F@ctory, le conoscenze fornite dalla rete di partner e dalla competenza ed esperienza di Mitsubishi Electric nel settore dell’automazione industriale.
Il miglioramento del controllo e della visualizzazione dei processi di produzione è un altro esempio in cui è richiesto il collegamento OT/IT. MAPS, il sistema SCADA di Mitsubishi Electric, raggiunge questo obiettivo raccogliendo e aggregando i dati di produzione sia per l’uso nei livelli di fabbrica che per i sistemi di gestione IT. La recente acquisizione di ICONICS ha ampliato il portafoglio dell’azienda in questo settore, che sarà in grado di fornire più valore sfruttando ulteriormente i dati.
Tra le soluzioni OT offerte da Mitsubishi Electric vi sono i nuovi PLC compatti FX5UC. Per i costruttori di macchine alla ricerca di soluzioni di controllo sempre più compatte, la serie MELSEC iQ-F PLC offre un controllo completamente integrato in una piccola unità. All’estremità opposta della scala la serie di PLC MELSEC iQ-R consente il controllo totale di una macchina più complessa o di una intera linea di produzione. Il controllo del movimento ad alta velocità per un massimo di 264 assi di movimento dall’iQ-R è reso possibile utilizzando un’unica rete, CC-Link IE TSN.
Oltre ai concetti di connettività per OT/IT e apparecchiature per l’automazione dei livelli di fabbrica, Mitsubishi Electric supporta anche i singoli operatori con la robotica che si adatta in modo sicuro a spazi limitati. Per migliorare ed estendere la collaborazione umana con i robot Mitsubishi Electric ha sviluppato un nuovo robot collaborativo (cobot), il MELFA FR “Assista”, mostrato come anteprima assoluta in SPS.
Un’ulteriore applicazione robotica, presente allo stand di SPS, illustrava come un robot industriale standard Mitsubishi Electric era in grado di aggirare ostacoli per raggiungere una determinata posizione senza collisioni. Questa dimostrazione è stata resa possibile dal software di “pianificazione del movimento” di Realtime Robotics che determina in tempo reale un percorso di movimento ottimizzato per un braccio robot standard.
Il collegamento del portafoglio di prodotti di automazione OT con sistemi IT è essenziale e richiede un’adeguata tecnologia di rete. Questo è il motivo per cui tutte le nuove soluzioni Mitsubishi Electric Factory Automation proposte nel 2020 saranno compatibili con la nuovissima rete Gigabit Ethernet CC-Link IE TSN. In questo modo, sarà possibile offrire una rete che consenta a tutte le apparecchiature OT connesse di essere completamente sincronizzate, massimizzando la velocità e l’efficienza della produzione e sfruttando, allo stesso tempo, lo scambio di dati continuo con l’infrastruttura IT.
UN CENTRO DI ECCELLENZA PER IL SOFTWARE
Come sopra accennato, Mitsubishi Electric Corporation ha acquisito ICONICS, un fornitore di software di visualizzazione, analisi, accesso mobile e IoT, comunicazioni OPC UA e BACnet, utilizzati per qualsiasi applicazione di automazione energetica, manifatturiera, industriale o edifici intelligenti. Forte del ruolo di ICONICS come leader del settore nelle soluzioni software di automazione, Mitsubishi Electric ha nominato l’azienda “Centro di eccellenza per il software”. La suite di prodotti software ICONICS infatti è stata progettata e sviluppata per applicazioni di automazione industriale (FA) e di automazione degli edifici (BA). La società offre una varietà di soluzioni con funzionalità avanzate, oltre che le tradizionali applicazioni SCADA, colmando il divario tra IT e OT, grazie all’avanzata tecnologia IoT che porta la soluzione SCADA a un nuovo livello.
Le applicazioni odierne di Industry 4.0 richiedono sempre più soluzioni IoT per aiutare le aziende a rimanere competitive. Ulteriori vantaggi della tecnologia ICONICS, che aiutano a rafforzare le attuali capacità del software di automazione di Mitsubishi Electric, includono: connettività IoT estesa, con utilizzo di ICONICS IoTWorX™ e MicroSCADA integrato; AnalytiX per l’automazione di fabbrica, tramite Quality AnalytiX e la nuova soluzione CFSWorX™ Connected Field Worker; raccolta di big data con l’utilizzo di ICONICS Hyper Historian™ e connettività cloud, che fornisce una piattaforma per l’analisi avanzata dei dati; visualizzazione avanzata AnyGlass, che include soluzioni per dispositivi indossabili, sofisticate funzionalità AR, KPIWorX™ avanzato e integrazione con i più diffusi assistenti virtuali intelligenti; SCADA per l’automazione avanzata di fabbrica e di edificio, che integra le nuove tecnologie sopra indicate e altro ancora nelle applicazioni FA e BA. “Queste capacità migliorano oggi l’offerta delle soluzioni Mitsubishi Electric per affrontare nuovi tipi di applicazioni Industry 4.0 per l’automazione industriale”, afferma Satoshi Takeda, Senior Vicedirettore generale di Nagoya Works, Mitsubishi Electric Corporation.
In merito all’acquisizione, Hartmut Pütz, Presidente Factory Automation EMEA, Mitsubishi Electric Europe B.V. ha dato il benvenuto a ICONICS nella famiglia Mitsubishi Electric. “I suoi prodotti integreranno perfettamente le nostre soluzioni SCADA e la nostra strategia per EMEA e Russia”, ha affermato Pütz. “L’ampia base di clienti e prodotti Mitsubishi Electric, combinata con la sua capillare rete di vendita, offre a ICONICS una reale opportunità di ampliare la sua quota di mercato nei sistemi di automazione di fabbriche e edifici in tutto il mondo”, gli ha fatto eco Russ Agrusa, CEO di ICONICS.
Forte del ruolo di ICONICS come leader del settore nelle soluzioni software di automazione, Mitsubishi Electric ha nominato l’azienda “Centro di eccellenza per il software”.
LA SMART FACTORY CON UN NUOVO EDGE COMPUTING
In linea con quanto finora detto, va sottolineato che le aziende che hanno la necessità di combinare la tecnologia operativa di fabbrica (OT) e i sistemi IT hanno ora una nuova opzione di Mitsubishi Electric. La soluzione di Edge Computing MELIPC consente infatti l’ottimizzazione di processi come manutenzione predittiva o controllo di qualità con analisi dei dati in tempo reale e feedback tempestivi per l’operatore.
La qualità della produzione e i guadagni in termini di produttività possono essere realizzati in settori come l’industria automobilistica, Food & Beverage e Life Science, utilizzando la soluzione MELIPC. Il software di elaborazione in tempo reale fornisce diagnostica locale, feedback predittivo e visualizzazione per analisi a livello shop-floor. Gli algoritmi di analisi per la manutenzione predittiva e il controllo di qualità sono già integrati nella serie MELIPC. Nelle applicazioni di produzione continua può migliorare i processi e adattarsi alle variazioni. L’efficienza è migliorata, generando un modello predittivo in tempo reale, che può essere aggiornato e perfezionato in base alle nuove caratteristiche del processo. Una macchina per l’imballaggio in un’applicazione per il settore del Food & Beverage, ad esempio, può prevedere problemi ed evitare errori, migliorando così la qualità.
La soluzione MELIPC è in grado di riconoscere le anomalie nel funzionamento della macchina in tempo reale, utilizzando l’intelligenza artificiale (AI). In un impianto di verniciatura in ambito automotive, ad esempio, può essere utilizzato per evitare tempi di inattività. Informazioni dettagliate sullo stato vengono riportate al livello di automazione in modo che gli operatori delle macchine possano effettuare interventi di regolazione rapida o interventi di manutenzione proattivi per mantenere l’efficienza e aumentare la disponibilità.
L’elaborazione dei dati di produzione può anche migliorarne la sicurezza e l’integrità del processo. In un’applicazione per il mercato del Life Science, la soluzione MELIPC può essere utilizzata per archiviare e analizzare informazioni sensibili a livello di OT, anziché essere inviate nel Cloud. Ciò fornisce anche una diagnosi in tempo reale molto più rapida, riducendo costi e requisiti dell’infrastruttura IT.
La nuova soluzione MELIPC completa la gamma di Edge Computing di Mitsubishi Electric come MAPS SCADA, interfaccia MES e controllore embedded C/C++.
L’ottimizzazione dei processi in ottica Industry 4.0 con analisi dei dati in tempo reale e feedback immediato per l’operatore è offerta dalla soluzione MELIPC per Edge Computing di Mitsubishi Electric.
OTTIMA CONNETTIVITA ED ELEVATE PERFORMANCE
Sempre nell’ottica di un’ottimale connettività, Mitsubishi Electric ha introdotto sul mercato un nuovo modello di PLC compatto: FX5UC. Le dimensioni ridotte, pensate per aiutare i costruttori di macchine e i produttori a racchiudere più funzionalità in uno spazio sempre più piccolo, garantiscono l’accesso al Web e la connettività di rete richieste dalle ultime applicazioni Smart Factory. Il nuovo modello FX5UC è stato progettato per gestire l’elaborazione e la comunicazione di dati sempre più complessi, richiesti dalle applicazioni Smart Manufacturing. Più precisamente, questo PLC compatto ospita le stesse prestazioni CPU del modello FX5U di Mitsubishi Electric in un prodotto piccolo come il modello FX3S.
Il nuovo PLC FX5UC offre un programma di memoria di 128.000 steps e una velocità di esecuzione di 34 ns, garantendo risposte della macchina estremamente veloci e una maggiore produttività. Inoltre, il PLC FX5UC è in grado di eseguire funzioni di posizionamento e controllo del movimento avanzate per un massimo di 8 assi sincronizzati, eliminando la necessità di controller dedicati, che aumenterebbero non solo i costi di hardware e manutenzione, ma anche i tempi di programmazione. Sono inoltre state integrate nuove funzioni per prevenire il furto di dati o manomissioni tra cui, l’autenticazione con chiave di sicurezza, che consente agli operatori di accedere al sistema in modo sicuro tramite il Web, interagendo con le normali funzionalità di bordo, come il logging dei dati.
Il nuovo modulo CPU compatto può adattarsi a spazi più piccoli, liberando spazio prezioso sulla macchina o sul piano di produzione, solitamente occupato da pannelli di controllo più grandi e convenzionali. Tra le altre caratteristiche principali vi è l'integrazione di 16 ingressi digitali e 16 uscite relè/transistor integrate che permettono di evitare l’installazione di morsettiere aggiuntive in molte applicazioni.
Incorporando flessibilità e scalabilità, FX5UC è una soluzione ideale per macchine di piccole dimensioni e per sistemi multi-PLC di rete più grandi. Le funzionalità di rete aiutano i produttori a sviluppare applicazioni automatizzate integrate, soprattutto quando si utilizzano altre soluzioni di automazione Mitsubishi Electric. In questo scenario, è possibile controllare linee di produzione complete, offrendo architetture di sistema più semplici e una gestione dei dati più trasparente. D’altra parte, la connettività aperta garantisce la compatibilità con un’ampia scelta di opzioni di rete. Molti dettagli sono stati considerati nel perseguimento di una maggiore flessibilità dell’utente e facilità di installazione. Ad esempio, l’uso dei morsetti a molla accelera le attività di cablaggio, garantendo collegamenti affidabili e resistenti alle vibrazioni. Poiché i moduli possono essere sbloccati dalla guida e spostati insieme ai loro cavi, anche le attività di manutenzione e modifica del sistema sono molto più facili da gestire.
Le dimensioni compatto del PLC FX5UC aiutano i costruttori di macchine e i produttori a racchiudere più funzionalità in uno spazio sempre più piccolo, garantiscono l’accesso al Web e la connettività di rete.
UN ANTROPOMORFO DI FASCIA MEDIO-BASSA
Oltre alle soluzioni elencate finora, a SPS di Norimberga Mitsubishi Electric ha presentato nuovo robot antropomorfo per applicazioni di medio livello, ampliando la propria gamma di robot verticali grazie al modello antropomorfo MELFA RV-8CRL, robot articolato mostrato per la prima volta in Europa. Questo robot si aggiunge alla serie SCARA RH-CH, ideali per applicazioni di media complessità. I sistemi “Cost-Effective” possono essere identificati tra le tendenze più importanti della robotica, insieme ai concetti di Safety, collaborazione e programmabilità. Per soddisfare queste esigenze, riducendo, nel contempo, gli investimenti richiesti dai clienti esistenti e futuri, è nato il modello RV-8CRL.
“Per garantire che il cost of ownership corrisponda alle esigenze del mercato, ci siamo assicurati che la qualità e la longevità di questi modelli non siano in alcun modo inferiori a quelle dei nostri prodotti di fascia alta”, afferma Oliver Giertz, Product Manager Servo Motion & Robotica per la regione EMEA di Mitsubishi Electric. “Per poter offrire l’RV-8CRL a un prezzo interessante, abbiamo ottimizzato alcuni dettagli di produzione. Ad esempio, abbiamo risparmiato oltre 200 collegamenti a vite e stiamo offrendo questo vantaggio economico ai nostri clienti”.
Con una capacità di carico di 8 kg e un design compatto e funzionale, il nuovo modello di fascia media è adatto per una vasta gamma di applicazioni generali. La facilità d’uso è assicurata dal nuovo sistema, il quale non differisce dai suoi fratelli di fascia alta: come con tutti i robot MELFA, la programmazione viene sviluppata tramite l’intuitivo software RT ToolBox 3. La comunicazione continua con altri robot e dispositivi sé resa possibile mediante l’integrazione in una rete.
Il nuovo robot antropomorfo MELFA RV-8CRL di Mitsubishi Electric è al servizio per applicazioni di complessità medio-bassa.
UN SERVOAMPLIFICATORE MULTI-NETWORK
Infine, disponibile nelle versioni CC-Link IE Field®, Profinet®, EtherCAT® ed Ethernet/IP ™, la nuova famiglia dei servomotori MR-J4 Mitsubishi Electric, disponibile anche nella versione “Servo Open Network”, consente ai produttori di macchine di offrire le loro soluzioni a livello globale, usufruendo delle elevate potenzialità e prestazioni della serie MELSERVO MR-J4. Insieme alla tecnologia innovativa impiegata all’interno dei propri prodotti, inclusi i servosistemi, un ulteriore vantaggio offerto da Mitsubishi Electric è il supporto tecnico altamente specializzato, disponibile a livello globale. Durante la messa in servizio e la manutenzione il cliente viene supportato completamente, anche in loco. La selezione del protocollo di rete è semplice e intuitiva anche grazie al concetto di collegamento plug & play applicato ai servoamplificatori. Sono disponibili delle quick start guide per ciascuna rete con progetti esemplificativi e function blocks, pronti per l’utilizzo ed espandibili, supportati anche da flessibili opzioni di connessione.
I servosistemi, estremamente compatti, con gamma di potenza da 0,05 a 22 kW occupano fino al 50% di volume in meno rispetto ai prodotti comparabili. È inoltre disponibile una vasta gamma di motori con parecchie taglie disponibili, che offrono la massima flessibilità di progettazione ed efficienza con il minimo ingombro. Funzionalità come la soppressione delle vibrazioni di seconda generazione, il “One-Touch Tuning” o la regolazione automatica in tempo reale dei servo-parametri durante il funzionamento, accelerano la messa in servizio e garantiscono il posizionamento con la massima precisione e sicurezza in base agli standard internazionali. “Per esempio, è possibile una netta riduzione anche dei tempi ciclo della macchina”, spiega Oliver Giertz, Product Manager Servo Motion & Robotics per la regione EMEA presso Mitsubishi Electric.
Tutti i servo della serie MR-J4 sono dotati di varie funzioni di manutenzione predittiva e preventiva. La funzionalità di “Manutenzione Basata sulle Condizioni” (CBM) consente il rilevamento precoce delle variazioni di vibrazioni e dell’attrito della macchina: ciò permette la manutenzione o la sostituzione di componenti meccanici di trasmissione come viti a ricircolo di sfere, cinghie e ingranaggi, prima che si guastino causando un fermo macchina. L’indicazione anticipata delle esigenze di manutenzione porta a un aumento della vita della macchina, contribuendo a evitare tempi di fermo e ridurre i tempi di manutenzione stessa, portando a un miglioramento della produttività e della qualità del prodotto finito. “La sua flessibilità e facilità d’uso, il design ‘space-saving’, le funzioni di manutenzione predittiva e l’ottimo rapporto qualità/prezzo rendono l’MR-J4, un investimento sicuro per i nostri clienti”, conclude Giertz. ©TECNeLab
I produttori di macchine beneficeranno delle molteplici opzioni di connessione di rete e delle dimensioni compatte della serie di amplificatori MELSERVO MR-J4 - con funzioni di sintonizzazione automatica e monitoraggio delle condizioni integrato.