Sensori industriali e manutenzione predittiva: il futuro della produzione senza guasti

Agire d’anticipo è la chiave per ridurre i costi di intervento e manutenzione degli impianti industriali: non ci sono scuse, nell’industria 4.0 la tecnologia dei sensori industriali viene in soccorso per evitare errori e danni futuri alle macchine, incrementando la produttività e l’efficienza. Nel seguente articolo andremo a elencare i campi di applicazione, le tipologie di sensore più utilizzate e mostreremo i vantaggi dati dall’utilizzo di queste tecnologie.

Quali sono i vantaggi?

I sensori industriali sono estremamente validi perché analizzano e osservano i fenomeni con cui sono messi in relazione e trasformano i dati ottenuti in fenomeni misurabili da un punto di vista qualitativo. Tra i principali vantaggi, vi è la capacità di migliorare la precisione nei processi produttivi, riducendo la possibilità di errori umani. Inoltre, essi consentono di rilevare anomalie e prevenire guasti prima che si verifichino, garantendo così una manutenzione predittiva efficace. Questa tecnologia permette anche di ottimizzare il consumo energetico e migliorare la sicurezza degli operatori, riducendo i rischi associati a macchinari malfunzionanti o usurati.

Quali i campi di applicazione?

I sensori industriali sono applicabili a una vasta gamma di macchine industriali destinate a diversi settori professionali: dal settore nautico, fino all’edilizia e la modellazione del terreno, dall’agricoltura fino alla movimentazione e sollevamento di merci e persone. Inoltre, trovano impiego nell’automazione industriale, nella robotica, nel settore aerospaziale e nell’industria automobilistica. Grazie alla loro versatilità, questi sensori possono essere utilizzati in ambienti difficili, come quelli caratterizzati da temperature estreme, elevata umidità o vibrazioni intense.

Dagli encoder a filo, fino agli inclinometri: le tipologie di sensore

Esistono diverse tipologie di soluzioni sensoristiche. Ad esempio, i sensori magnetostrittivi lineari sono in grado di misurare con grande precisione la posizione di un cilindro tramite un cursore mobile magnetico. Questi possono essere installati all'interno del cilindro oleodinamico da controllare e offrono eccellenti prestazioni in termini di precisione, senza subire danni da usura grazie all'assenza di contatti meccanici.

Inoltre, ci sono gli encoder a filo, che trasformano movimenti meccanici angolari o lineari in serie di impulsi elettrici digitali. Questi impulsi possono essere utilizzati per monitorare gli spostamenti meccanici che li hanno generati e la relativa velocità. Gli encoder rotativi sono ideali per macchinari che eseguono manovre rotatorie; essi convertono il movimento rotativo in segnali digitali o analogici per gestire il processo con maggiore precisione.

I sensori d'inclinazione o inclinometri svolgono un ruolo fondamentale nel misurare l'angolo d'inclinazione rispetto alla gravità su uno o più assi. Sono particolarmente adatti a gru, piattaforme aeree e macchine operatrici per terra poiché combinano precisione, stabilità e robustezza. In generale, i sensori di movimento e posizione sono essenziali per consentire alle macchine industriali d'interagire con l'ambiente circostante in modo preciso ed efficiente.

Altri sensori diffusi includono i sensori di temperatura, i sensori di pressione e i sensori di prossimità. I primi sono utilizzati per monitorare le variazioni termiche nei macchinari, prevenendo il surriscaldamento e garantendo il corretto funzionamento dei componenti. I sensori di pressione misurano la forza esercitata da un fluido o un gas e sono fondamentali in impianti idraulici e pneumatici. I sensori di prossimità, invece, rilevano la presenza o l'assenza di un oggetto senza contatto fisico, essendo spesso impiegati nei sistemi di sicurezza industriale.

ECU, Le unità di controllo elettronico

Infine, è importante considerare l'esistenza delle unità di controllo elettronico (ECU), che gestiscono il controllo software embedded all'interno del componente elettrico. L'ECU rileva lo stato degli ingressi e lo trasmette alla centralina principale, la quale attiva o disattiva le uscite in base alle informazioni ricevute. Questo dispositivo esegue controlli interni approfonditi e diagnosi che migliorano la copertura diagnostica, particolarmente utile per scopi di sicurezza. In alternativa, può funzionare come dispositivo principale autonomo, eseguendo interventi sulle uscite in base allo stato degli ingressi tramite algoritmi personalizzati dall'utente.

Se nessuna delle soluzioni standard soddisfa le esigenze del cliente, molte aziende offrono opzioni personalizzate che includono sensori e dispositivi elettronici per rispondere a qualsiasi necessità specifica.

In conclusione, ogni impresa interessata a ottimizzare i costi energetici ed evolversi verso un modello industriale più "smart" non può trascurare l'importanza della manutenzione predittiva delle proprie infrastrutture. Questo approccio consente di evitare sprechi di risorse ed indirizzarle verso altri settori strategici. Ciò si traduce nel contenimento dei costi di riparazione e nella riduzione del "downtime", ovvero il tempo durante il quale l'impianto è fermo per manutenzione o riparazioni. Grazie ai sensori industriali e alle tecnologie avanzate di monitoraggio, le aziende possono migliorare l’affidabilità dei propri impianti e garantire una maggiore efficienza produttiva.