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Automazione spinta
Articolo tratto da "PM - Progettazione macchine", numero 29 - Dicembre 2002

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Videata

Leader nel campo degli azionamenti per motori a corrente continua, Mentor II, e a corrente alternata, Unidrive, Commander SE e M'ax, Control Techniques è sempre più incisiva a livello internazionale anche per i sistemi di automazione complessi, grazie alle potenzialità degli azionamenti stessi, della vasta rete di Drive Centre e del proprio personale.

A cura di Maurizio Zarantonello

La sfida raccolta da Control Techniques e lanciata da una delle più importanti industrie dell'area medio-orientale, la Gulf Aluminium Rolling Mill Co., consisteva nella progettazione e installazione di un'automazione innovativa per i tre laminatoi per fogli di alluminio, con spessore di pochi micron, pre-esistenti nel reparto di laminazione situato in Bahrain, nel Golfo Persico, con lo scopo di migliorare affidabilità, prestazioni e qualità del prodotto. La realizzazione del tutto è avvenuta per steps successivi coinvolgendo Drive Centre Control Techniques diversi. La prima fase, tesa a migliorare affidabilità e prestazioni, è stata completata nel 1997 dall'inglese Control Techniques Drive Centre Telford, sostituendo i vecchi quadri con un'automazione progettata con drive in corrente continua Mentor II e PLC Allen Bradley.
La seconda fase, in collaborazione tra Drive Centre Telford e Drive Centre Vicenza, ha invece avuto quale scopo prioritario la qualità del prodotto laminato. L'intervento di Drive Centre Vicenza è stato dettato dalla grande esperienza acquisita dal team di Creazzo nel settore della laminazione a freddo dei metalli e, in particolare, dell'alluminio. La seconda fase dell'intervento è stata progettata su due linee guida: realizzare un sistema di controllo automatico dello spessore basato su PLC e un sistema di supervisione e di controllo della produzione atto a garantire una produzione a qualità costante.

Il controllo dello spessore
L'intervento per la realizzazione del sistema di controllo di spessore ha avuto come immediata conseguenza un aumento della produttività del sistema, riducendo i tempi morti necessari per i continui interventi da parte dell'operatore e migliorando in modo sensibile la qualità della laminazione.
Sostanzialmente, l'incremento di produttività ammonta a più del 30% ed il miglioramento della qualità sul materiale laminato si è manifestato con una diminuzione dell'errore dello spessore mediamente compreso tra il 5% e l'1%, con notevoli e positive ricadute sulla diminuzione del materiale scarto e delle contestazioni da parte della clientela.

Il sistema di supervisione
La seconda necessità del cliente era avere a disposizione un sistema di supervisione e controllo in grado di garantire:
  • la supervisione del processo con la visualizzazione delle grandezze più importanti e del trend dell'errore di spessore
  • il controllo della produzione, con il tracking attraverso i tre differenti laminatoi, con una programma di lavoro utilizzabile dall'ufficio programmazione e in grado di garantire la ripetibilità della produzione e quindi una qualità costante
  • report di produzione per ogni fase del processo, con la registrazione dei dati storici salienti e del tracciato dell'errore
  • analisi statistica del tracciato dell'errore e determinazione della qualità dello stesso attraverso la curva di distribuzione e parametri tipici quali CP (Process Capability) e CPK (Process Capability Index)

Il sistema di supervisione è stato realizzato con l'impiego di moderni PC industriali del tipo a pannello, con schermo a cristalli liquidi TFT da 15", tastiera industriale a membrana con trackball e rete di tipo Ethernet da 100 Mb.
Su ogni laminatoio sono stati installati due PC di tipo industriale, mentre in ufficio è stato previsto un PC di tipo tradizionale, con monitor CRT da 17". Dei due PC che equipaggiano ciascuna macchina, il primo realizza l'interfaccia operatore (HMI), mentre l'altro ha lo scopo di visualizzare in continuo il tracciato dell'errore di spessore, sostituendo degli obsoleti registratori a carta.
Tutti i PC sono connessi tra loro e con il PC in ufficio: da qui, oltre che avere piena visibilità sui dati in tempo reale di ogni singolo laminatoio, un completo sistema di programmazione commesse permette la schedulazione del lavoro dell'intero reparto di laminazione da un unico programma di lavoro.
Un' archivio storico raccoglie e permette di analizzare tutti i dati relativi ai rotoli prodotti. Il software è stato realizzato con un prodotto distribuito da Automa, che con Super-Flash propone un pacchetto di sviluppo "No Royalty" in grado di soddisfare le molteplici esigenze, dai semplici sistemi HMI a quelli composti da numerose stazioni e, nel nostro caso, un sistema operativo come Windows NT Workstation.
Il sodalizio tra Automa e Control Techniques è consolidato e l'attenzione posta da Automa alla esigenze del cliente, unite ad un servizio di assistenza on-line professionale, rendono la nota software house un partner privilegiato per Control Techniques.

Il programma di lavoro
Il programma di lavoro permette la contemporanea gestione del programma di produzione dei tre laminatoi, visualizzando inoltre dinamicamente lo stato della produzione.
Dalla pagina work program è possibile immettere le ricette di produzione, composte ognuna da sei possibili passate da realizzare sui tre laminatoi: è possibile, quindi, programmare la lavorazione del coil attraverso più fasi, su macchine differenti. La scelta dei parametri di ogni passata è realizzata utilizzando un archivio di ricette di laminazione standard.
L' archivio storico di produzione rappresenta l'elenco di tutti i coil laminati. Di ogni coil laminato viene realizzato il report generale, il tracciato e l'analisi statistica dell'errore di spessore.
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