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  • Efficienti funzionalità di comunicazione e di automazione nelle macchine per la perforazione profonda

Il pannello multi-touch XV300 di Eaton e il software SmartWire-DT offrono un sistema di comunicazione innovativo ed efficiente

     

La soluzione mrm² non solo ci permette di offrire ai nostri clienti tempi di accorciare i tempi di consegna, ma anche di semplificare la messa in servizio e gli interventi di manutenzione.

Jost Eppinger, Amministratore delegato, TIBO Tiefbohrtechnik GmbH
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Processi di progettazione delle macchine più rapidi grazie ai software e ai componenti hardware modulari.

Grazie alla combinazione tra la mappatura I/O intelligente e l’innovativo sistema di comunicazione, è possibile creare progetti in modo flessibile, rapido e in linea con i requisiti specifici delle applicazioni. Il sistema modulare permette a Tibo di adattare le sue macchine per la perforazione profonda alle esigenze specifiche dei suoi clienti. Nel frattempo, mrm² ha sviluppato un sistema di comando ottimizzato per questo scopo, basato sul potente pannello multi-touch XV300 di Eaton e sul sistema di comunicazione software SmartWire-DT. La soluzione include anche un software standard compatibile con tutti i tipi di macchine. Semplicemente selezionando o deselezionando i componenti richiesti, il software applicativo è adattabile al rispettivo tipo di macchina.

L’idea di partenza

Macchinari personalizzati grazie alla flessibilità di un sistema modulare

mrm² automatisierungstechnik gmbh è un’azienda esperta certificata nella progettazione di sistemi di automazione. L’azienda è specializzata nell’integrazione di funzionalità di automazione intelligente per le macchine e offre consulenza, sviluppo software, progettazione elettrica, assemblaggio dei sistemi elettrici, progettazione meccanica e costruzione di macchine personalizzate - tutte soluzioni individuali per progetti ad elevata complessità.

Alberi a camme, iniettori, tubi di perforazione, cilindri idraulici: produzione di qualsiasi componente per la perforazione profonda. L’attività di perforazione profonda prevede lo scavare dei fori di profondità molto superiore al diametro, con un fattore pari o superiore a 10. Questo approccio viene utilizzato in quasi tutti i processi produttivi su piccola scala, ad esempio nella tecnologia medica o spaziale, ma anche nell’industria petrolifera, del gas o nella costruzione navale, dove sono richiesti diametri di foratura e profondità di perforazione fino a 12.000 millimetri e oltre.

Tutte queste applicazioni hanno in comune il fatto di essere altamente specializzate e di affidarsi a macchine per la perforazione profonda progettate appositamente per lo scopo specifico, come le macchine prodotte da TIBO Tiefbohrtechnik GmbH è  . L’azienda ha sviluppato un sistema modulare che consente di adattare le macchine alle esigenze degli utenti professionisti in base a componenti di sistema collaudati e collaudati. In questo modo, la necessità di una singola macchina può essere realizzata rapidamente, di solito con consegna entro quattro-sei mesi dall’invio dell’ordine, a seconda del tipo di macchina.

La sfida

Riduzione dei costi di progettazione e abilitazione degli aggiornamenti

“La modularità del sistema non deve essere un rsultato solo delle caratteristiche dell’hardware, ovvero della componentistica della macchina, ma anche nel concetto di comando ”, spiega Jost Eppinger, amministratore delegato di Tibo. Finora, il software di comando doveva essere riprogettato per ogni tipo di macchina, sia per la foratura a pistone, punte BTA, tavole di fresatura o speciali perforazioni profonde. A seconda della configurazione, questo significava creare nuove linee di programmazione o eliminare ogni volta quelle non necessarie. Le modifiche di base nel software dovevano essere implementate separatamente per ogni programma di comando, ad esempio per ogni macchina. Era necessario un concetto di sistema di comando più moderno che non solo riducesse i costi di progettazione, ma riducesse i tempi di installazione e di messa in servizio delle macchine e ne semplificasse il funzionamento.Tibo ha deciso di effettuare l’ordine presso mrm² automatisierungstechnik gmbh con sede a Bad Ditzenbach, Germania. L’azienda è specializzata nell’integrare le macchine con sistemi di automazione intelligente, partendo dalla fase di consultazione, allo sviluppo del software, fino alla progettazione e alla costruzione dei pannelli di controllo.

La soluzione

Software applicativo modulare in combinazione con SmartWire-DT

mrm² ha sviluppato un concetto di sistema di comando in cui il software applicativo e l'hardware sono progettati in modo tale che tutti i tipi di macchina e le opzioni siano basati sullo stesso programma e su un singolo schema circuitale.

mrm² ha implementato il concetto utilizzando i componenti di automazione di Eaton: non solo perché mrm² è un Solution Partner di Eaton, ma soprattutto perché i vari sistemi Eaton sono la combinazione perfetta per un concetto di progettazione modulare e flessibile. La soluzione è basata sul al pannello touch da 15” XV: “Tibo desiderava che le sue macchine per la perforazione profonda garantissero un utilizzo semplice ed intuitivo”, afferma Martin Rieg, amministratore delegato di mrm². Questo è stato possibile grazie al pannello XV300 di Eaton con tecnologia multi-touch.

Caratteristiche importanti per l’utilizzo di XV300 HMI/PLC:

  • Il potente processore grafico supporta la progettazione di interfacce utente con grafica ad alta risoluzione e cambi i immagine rapido.
  • Sono disponibili numerose interfacce, come Modbus TCP per la comunicazione con il controller di sicurezza.
  •  Inoltre, può essere utilizzato come master Profibus. 
  • La programmazione della funzione PLC integrata si basa su una versione recente di CODESYS  (standard IEC 61131).

Il software SmartWire-DT sostituisce il cablaggio di comando convenzionale di tutti i componenti all'interno e all'esterno dell'armadio di controllo (IP67). Il sistema di comunicazione collega tutti i componenti di automazione Eaton all’interno della macchina per perforazione profonda, come i dispositivi pilota della famiglia RMQ, gli interruttori automatici di protezione motore PKE  ,le combinazioni di protezione motore/contattore con HMI/PLC XV300 e comunica i loro dati – a seconda del tipo, le macchine contengono tra sette e più di 30 di questi dispositivi. Il posizionamento del terminale di comando può essere modificato in modo flessibile.

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Risultato

Costi di progettazione più bassi, messa in servizio più rapida

“Grazie al software SmartWire-DT, possiamo visualizzare facilmentetutti i moduli del sistema a livello di ingresso e uscita”, osserva Marius Hetmank, Application Project Manager presso mrm2.

"Il sistema individua automaticamente i componenti collegati e, durante l'installazione, è sufficiente assegnare un ingresso o un'uscita corrispondente a ciascun componente, selezionandolo nel software. Questo metodo di mappatura I/O, sviluppato appositamente da mrm², è molto più snello rispetto all’utilizzo della funzione di selezione all’interno del quadro d'automazione, che non è effittivamente necessaria.

“Questo concetto modulare non è solo evidente nel software applicativo, ma si estende fino alla progettazione del quadro d'automazione”, afferma Marius Hetmank. “I componenti necessari per le macchine su misura possono essere facilmente selezionati e integrati automaticamente nello schema circuitale. In questo modo, ogni quadro d'automazione è realizzato su misura.”

Questo software applicativo standard modulare costituisce ora la base per tutti i tipi di macchine possibili, ciascuna con oltre 20 diverse opzioni. “Gli aggiornamenti o le nuove opzioni diventano automaticamente disponibili per tutti i tipi di macchine”, spiega Marius Hetmank.

Utilizzando XV300 in combinazione con il software modulare e software SmartWire-DT, è stato possibile ridurre notevolmente i costi di progettazione e manutenzione, quest'ultimo di circa due terzi. Inoltre, la combinazione di interruttori automatici di protezione motore PKE con software SmartWire-DT supporta anche la misurazione dell’energia.

“Si trattava di un’altra richiesta di Tibo, perché permette ai clienti di vedere quanta energia possono risparmiare con l’impostazione EcoDrill sulle sue macchine”, afferma Martin Rieg.

Per il momento, questi dati vengono visualizzati tramite il terminale di controllo e vengono utilizzati solo per scopi di segnalazione. Tuttavia, sono in corso piani per utilizzare i dati anche per la manutenzione predittiva: XV300 è dotato dell'interfaccia Ethernet necessaria per trasferire i dati dalla macchina a un sistema cloud o edge computing per la valutazione.

Grazie all’elevato grado di flessibilità, il pannello multi-touch può essere utilizzato anche come master Profibus, facilitando così l’integrazione senza problemi di dispositivi di altri produttori tramite un modulo periferico. Per Tibo e mrm2, la tecnologia offre anche un altro importante vantaggio: software SmartWire-DT accelera notevolmente il cablaggio del sistema.

“Rispetto al cablaggio standard, software SmartWire-DT offre un risparmio di tempo di circa il 35%.” Questo ripaga in più modi: durante il cablaggio iniziale effettuato da mrm2 nel quadro d'automazione stesso; poi ancora una volta quando Tibo assembla il sistema per l’accettazione da parte del cliente presso la sua struttura; e infine, quando la nuova macchina per foratura profonda viene smontata e poi installata e messa in servizio presso la sede del cliente.