La modularizzazione ha fatto il suo tempo? Niente affatto. Proprio nell’epoca di Industry 4.0 è più attuale che mai. Il modo migliore per proporre al mercato il più velocemente possibile macchine altamente flessibili e, soprattutto, personalizzate, è adottare un approccio modulare per lo sviluppo della macchina. La ripartizione coerente di sequenze di motion complesse in semplici blocchi funzione offre notevoli vantaggi: moduli standardizzati possono essere facilmente riutilizzati, i tempi di test e tassi di errore sono ridotti e rimane più tempo per elaborare le caratteristiche della macchina che contano di più per il cliente.
Ad SPS IPC Drives Italia, Lenze (www.lenzeitalia.it) ha mostrato come software modulare, hardware scalabile e interfacce moderne possono migliorare i concetti di macchina flessibile e ridurre al minimo l’attività di progettazione.
Se la modularizzazione è stata finora confinata al regno della meccanica, oggi si devono necessariamente pensare insieme meccanica, elettronica e software. Gli elementi chiave sono il controllo del motion basato su software, tecnologia di controllo strutturata e utilizzo dei bus di campo più moderni.
Con il software application toolbox FAST, Lenze offre moduli tecnologici combinabili che incorporano le funzioni standard di azionamenti quali alberi elettrici, posizionamento o sollevamento. Gli utenti possono quindi facilmente integrare i moduli di controllo del movimento nel loro sistema di controllo di processo. Il motion non ha più bisogno di essere programmato, è semplicemente una questione di impostazione dei parametri.
Inoltre, i moduli software sono progettati in modo che i programmatori possano beneficiare della flessibilità di scrivere i propri moduli. Un application template fornisce il quadro per il controllo del motion.
Parlando di hardware, Lenze offre un sistema modulare a tutti gli effetti per la tecnologia di azionamento e controllo con moduli distribuiti in combinazioni finemente scalabili. Moduli macchina individuali possono quindi essere ottimamente attrezzati, limitando gli svantaggi derivanti dal sovradimensionamento.
Perseguita coerentemente, la modularizzazione è decentralizzata per natura: ogni modulo macchina dispone di un proprio sistema di controllo. Per garantire che lavorino insieme in modo semplice e perfettamente sincronizzato, Lenze utilizza standard indipendenti dal produttore e moderne interfacce di comunicazione: sul piano orizzontale Ethercat o CANopen; sulla verticale, standard come IEC 61131 (PLCopen), OPC UA o OMAC PACKML.
Le architetture bus devono anche essere opportunamente preparate per l’aggiunta opzionale o l’eliminazione di moduli e dispositivi specifici. Lenze ha quindi integrato la funzione “dispositivo opzionale” in Ethercat. Sulla base di questo principio di dispositivo opzionale, i tecnici possono optare per la più ampia configurazione di base, e, quindi, definire una versione personalizzata che è su misura attraverso la selezione o la deselezione. Questo processo consente da un lato di risparmiare tempo, e dall’altro apre la strada verso macchine virtuali e messa in servizio virtuale.
La modularità comporta ad esempio anche la necessità di definire le responsabilità dei cicli e una valida definizione dei tempi. Vitale per la produzione sincrona, in Lenze questa funzione viene eseguita da un ponte Ethercat. L’unità tecnica basata su Ethercat sincronizza il Clock dei vari dispositivi. Sebbene operino in tempo reale, deve ancora essere definito un Clock master per la rete nel suo complesso. Il nuovo ponte di sincronizzazione assume questa funzione e, quindi, svolge il ruolo di “cronometrista” per tutti i dispositivi di rete.