Il TPD500 di WEG, sviluppato come successore del diffusissimo TPD32-EV, è un convertirore c.a./c.c. di nuova generazione, progettato per controllare i motori a corrente continua.
WEG: perché le apparecchiature datate hanno ancora un ruolo nell’Industria 4.0 e come le nuove tecnologie di azionamento lo rendono possibile.
A cura di Giuseppe Costa
“Non li fanno più come una volta”. Questa frase è particolarmente vera nell’industria pesante, dove i motori a corrente continua installati decenni fa garantiscono ancora prestazioni affidabili. Ma di fronte alla crescente digitalizzazione, la sfida non è se i motori possono continuare a funzionare, ma se la loro infrastruttura di supporto può tenere il passo. Ne parlano Andrea Verzaglia, Product Manager, e Umberto Del Grande, Responsabile Marketing Prodotti di WEG, azienda specializzata in motori e azionamenti, che ci aiutano a esplorare come i nuovi approcci al controllo degli azionamenti consentano alle apparecchiature tradizionali di prosperare nell’era dell’Industria 4.0.
LA SFIDA È NEI SISTEMI DI CONTROLLO
In numerosi settori come quello dei metalli, delle materie plastiche, delle miniere e della carta, i motori a corrente continua rimangono un pilastro delle operazioni critiche. La loro coppia elevata a basse velocità e la capacità di funzionare a quattro quadranti li rendono particolarmente adatti ad applicazioni impegnative come laminatoi, estrusori, gru e avvolgitori. Molti di questi motori funzionano in modo affidabile da decenni e non mostrano segni di affaticamento meccanico.
La sfida non risiede nei motori in sé, ma nei sistemi di controllo che li supportano. Gli azionamenti più vecchi, spesso basati su piattaforme obsolete, sono sempre più incompatibili con le esigenze dell’attuale panorama industriale connesso e guidato dai dati. I loro limiti in termini di connettività, diagnostica e conformità li rendono un collo di bottiglia in sistemi altrimenti robusti.
La serie di convertitori digitali TPD500 soddisfa i requisiti dell’automazione moderna. Si tratta di soluzioni tecnologiche avanzate ideali sia per le nuove architetture di sistema che per l’ammodernamento di impianti esistenti.
ESIGENZE MODERNE, INFRASTRUTTURE DATATE
Con l’accelerazione della trasformazione digitale, le aspettative nei confronti dei sistemi di controllo motore si sono evolute. Gli ambienti industriali odierni richiedono azionamenti in grado di integrarsi perfettamente in reti di automazione più ampie. Lo scambio di dati in tempo reale con i PLC, la compatibilità con i protocolli basati su Ethernet e le soluzioni di sicurezza integrate sono diventate essenziali per soddisfare le esigenze dell’automazione moderna.
Purtroppo, molti sistemi di azionamento esistenti non sono costruiti per questo. L’assenza di opzioni di rete industriale come Profinet o EtherNet/IP può impedire ai sistemi esistenti di partecipare alle configurazioni di automazione dell’intero impianto. Lo stesso processo di messa in servizio richiede spesso molto tempo e comporta l’inserimento manuale dei parametri o strumenti obsoleti che non dispongono di un feedback diagnostico moderno. In alcuni casi, anche il raggiungimento di funzionalità di base come l’accesso remoto o l’aggiornamento del firmware diventa un compito complesso.
Con l’aumento delle esigenze dei processi industriali, è sempre più importante garantire un’elevata efficienza e la conformità agli standard moderni.
La distorsione armonica, in particolare nei sistemi ad alto carico, può introdurre gravi inefficienze, portare al degrado delle apparecchiature e aumentare il rischio di penali da parte dei fornitori di servizi. Per quanto riguarda la sicurezza, molti convertitori di frequenza non dispongono ancora di funzioni integrate che sono ormai essenziali nelle applicazioni che prevedono l’interazione uomo-macchina o il movimento verticale, come il disinserimento sicuro della coppia (Safe Torque Off) e il controllo sicuro dei freni (Safe Brake Control).
La serie TPD500 include una varietà di funzioni standard e personalizzabili, in grado di soddisfare le esigenze di diversi settori industriali come: estrazione mineraria, metallurgia, gomma e plastica, carta e cellulosa.
RIPENSARE LE STRATEGIE DI RETROFIT
Un approccio consiste nel sostituire l’intero sistema, compreso il motore. Ma spesso questa soluzione non è praticabile. I motori a corrente continua sono tipicamente incorporati in sistemi di macchine più grandi e svolgono un ruolo critico nella produzione. La loro rimozione richiederebbe non solo un intervento meccanico, ma anche una completa reingegnerizzazione dei processi associati, dell’alimentazione elettrica e dei sistemi di sicurezza. I tempi di inattività che ne derivano possono essere proibitivi, soprattutto in ambienti continui o ad alta produttività.
Un’alternativa più strategica consiste nell’ammodernare solo ciò che è necessario, in genere l'azionamento. Aggiornando l'azionamento e mantenendo il motore e il layout meccanico, gli operatori possono ottenere molti dei vantaggi di una nuova installazione senza i costi e le interruzioni di una sostituzione completa. Questo approccio preserva anche il valore degli investimenti precedenti, posizionando il sistema in modo da soddisfare le prestazioni e gli standard di conformità odierni.
TPD500 introduce una moderna piattaforma di controllo digitale che include il supporto nativo per protocolli come Modbus TCP. Tastierino intelligente e strumenti software di facile utilizzo riducono i tempi di messa in servizio, mentre la connettività wireless opzionale consente la configurazione e la diagnostica a distanza, particolarmente utile in impianti di grandi dimensioni o di difficile accesso al quadro.
MODERNE UNITÀ PRONTE PER IL RETROFIT
In risposta a questa esigenza, la tecnologia degli azionamenti di ultima generazione è stata sviluppata appositamente per risolvere le carenze dei sistemi tradizionali. Questi convertitori mantengono la piena compatibilità con le apparecchiature più vecchie, consentendo l’installazione al posto delle unità esistenti senza modificare il layout dei quadri o ricablare i terminali.
Tuttavia, sotto l’aspetto familiare, questi azionamenti offrono un cambiamento di funzionalità. Supportano la connettività Ethernet multiprotocollo per una perfetta integrazione con i moderni PLC. La messa in servizio è trasformata da ambienti software intuitivi che consentono la configurazione tramite USB, Ethernet o Wi-Fi. Gli utenti possono monitorare lo stato del sistema in tempo reale e copiare facilmente le impostazioni del convertitore su più dispositivi. Anche se gli aggiornamenti del firmware possono essere gestiti in remoto all’interno di una rete locale, è comunque necessario un certo livello di accesso fisico per gli aggiornamenti del firmware.
Queste piattaforme sono state progettate tenendo conto anche delle prestazioni energetiche. Nelle applicazioni ad alta potenza, è possibile utilizzare configurazioni opzionali a dodici impulsi per ridurre significativamente la distorsione armonica. Questo non solo migliora l’efficienza energetica, ma contribuisce anche a prolungare la vita delle apparecchiature e a rendere più stabili le prestazioni della rete.
Soprattutto, questi moderni azionamenti incorporano le funzioni di sicurezza direttamente nella loro architettura di controllo. Funzioni come il disinserimento sicuro della coppia (Safe Torque Off) e il controllo sicuro dei freni (Safe Brake Control), essenziali nelle gru, nei paranchi e in altre applicazioni di movimento verticale, sono gestite in modo integrato all’interno del convertitore. Ciò elimina la necessità di hardware esterno, semplifica la progettazione e contribuisce a garantire la conformità agli standard di sicurezza delle macchine.
TPD500 consente una sostituzione diretta con ingombro e cablaggio identici: questo lo rende ideale per i progetti di revamping, in cui è fondamentale preservare il quadro e il motore esistenti.
MODERNIZZAZIONE SENZA SOSTITUZIONE
Un esempio di questo approccio retrofit è il TPD500 di WEG. Sviluppato come successore del diffusissimo TPD32-EV, il TPD500 è un dispositivo c.a./c.c. di nuova generazione. Questo convertitore è progettato per controllare i motori a corrente continua, in particolare nelle applicazioni industriali in cui sono fondamentali coppia elevata, bassa velocità e affidabilità a lungo termine. Il TPD500 consente una sostituzione diretta con ingombro e cablaggio identici: questo lo rende ideale per i progetti di revamping, in cui è fondamentale preservare il quadro e il motore esistenti.
Il TPD500 introduce una moderna piattaforma di controllo digitale che include il supporto nativo per protocolli come Modbus TCP. Il tastierino intelligente e gli strumenti software di facile utilizzo riducono significativamente i tempi di messa in servizio, mentre la connettività wireless opzionale consente la configurazione e la diagnostica a distanza, un chiaro vantaggio per le installazioni di grandi dimensioni o di difficile accesso al quadro.
Progettato per supportare il funzionamento a due e quattro quadranti, il TPD500 è in grado di gestire con precisione carichi pesanti. Per applicazioni su larga scala, sono disponibili soluzioni chiavi in mano fino a 3.300 A. In questo caso, WEG fornisce il sistema completo come offerta Frame E. In alternativa, WEG può fornire solo l’unità di controllo, che consente l’integrazione e la gestione di ponti di potenza di armatura di terze parti – il circuito di potenza che controlla il flusso di corrente all’armatura, o alla parte rotante, di un motore in c.c. – con correnti nominali fino a 20.000 A
Il design del convertitore c.a./c.c. privilegia anche le prestazioni energetiche. Una configurazione a dodici impulsi, disponibile nel corso del 2026, consentirà agli operatori di ridurre al minimo la distorsione armonica nei sistemi ad alto carico, riducendo il rumore elettrico e migliorando la stabilità della rete.
In termini di sicurezza, le prossime funzioni del TPD500 comprenderanno il Safe Torque Off e il Safe Brake Control, essenziali per gli ambienti che prevedono movimentazione di carichi verticali o l’interazione uomo-macchina. Queste funzioni sono integrate direttamente nell’architettura del convertitore di frequenza e supportano la conformità alle norme EN ISO 13849-1 e IEC 61800-5-2.
Progettato per supportare il funzionamento a due e quattro quadranti, il TPD500 è in grado di gestire con precisione carichi pesanti. Per applicazioni su larga scala, sono disponibili soluzioni chiavi in mano fino a 3.300 A.
ESTENDERE LA VITA E IL VALORE DEI SISTEMI TRADIZIONALI
L’introduzione di azionamenti come il TPD500 segna un cambiamento importante nel modo in cui il settore si approccia alle apparecchiature esistenti. Anziché considerare i vecchi impianti come ostacoli alla trasformazione digitale, possono essere riposizionati come fondamenta di un sistema modernizzato, in grado di bilanciare la comprovata affidabilità meccanica con il controllo e la comunicazione all’avanguardia.
Forse non li faranno più come una volta, ma con la riorganizzazione delle attività industriali da parte dell’Industria 4.0, la capacità di ammodernarsi senza sostituire le apparecchiature principali diventerà sempre più preziosa, scalabile e pronta per il futuro.
Per saperne di più su come WEG supporta la modernizzazione dei motori in c.c. con il TPD500, Convertitore c.a./c.c. è possibile visitare il sito Web di WEG www.weg.net. Per il link diretto al video del prodotto è possibile cliccare: https://www.youtube.com/watch?v=JOY55rqTTns. ©TECNELAB
Anziché considerare vecchi impianti come ostacoli alla trasformazione digitale, possono essere riposizionati come fondamenta di un sistema modernizzato, in grado di bilanciare la comprovata affidabilità meccanica con controllo e comunicazione all’avanguardia.
