L’industria siderurgica per la forgiatura dei metalli è un settore altamente produttivo e specializzato, che però molto spesso per quanto riguarda l’automazione degli impianti presenta una situazione mista, frutto della sovrapposizione di tecnologie e soluzioni di periodi storici differenti.

La sfida consisteva nel modernizzare uno stabilimento dove sono presenti dei forni di forgiatura.

In una parte dello stabilimento sono presenti forni di trattamento con automazione a bordo di livello obsoleto ed equipaggiati con un sistema di supervisione ormai datato deputato alla gestione centralizzata delle ricette, dei cicli di trattamento effettuati e degli allarmi. Nell’altra, al contrario, sono presenti forni da riscaldo e forni di trattamento di nuova generazione, con un livello di automazione più moderno che prevede anche il collegamento in rete delle macchine. Di fronte a un parco installato più attuale, capace di supportare anche i più innovativi requisiti Industry 4.0, l’esigenza era quella di implementare un sistema di supervisione su misura che si occupasse del controllo dei forni e della reportistica di stato ed eventi.

L’obiettivo consisteva nel perseguire un rinnovamento totale approfittando anche delle agevolazioni di super e iper ammortamento, ripensando all’intero stabilimento in chiave più ampia del semplice revamping dell’installato esistente.

Nell’articolato percorso che prevede l’evoluzione delle attività della fabbrica in chiave 4.0, l’azienda ha individuato in THREAD un partner strategico capace di implementare la digitalizzazione in maniera efficiente anche partendo da un’automazione non allineata ai più moderni protocolli.

Con sede a Pavia di Udine, THREAD è specializzata nella progettazione e sviluppo di soluzioni software personalizzate nel campo dell’automazione industriale; a lei è stato affidato il compito di elaborare un sistema dedicato a raccogliere i dati delle infornate con finalità analitiche e di certificazione della qualità dei processi, sfruttando al meglio la tecnologia presente e di aprire nuove, interessanti opportunità per supportare la crescita dell’azienda.

Il sistema di raccolta e analisi dati progettato da THREAD comunica direttamente con il factory floor raccogliendo i dati dai PLC installati sui forni e, diversamente da quanto avviene con i controlli tradizionali che memorizzano i dati centralmente, di registrarli in locale su dispositivi Raspberry che fanno da buffer e che inviano i dati in modalità store & forward ogniqualvolta si sincronizzano con il server centrale. Il vantaggio è che, in questo modo, non si corre il rischio di perdere dati di importanza strategica nel caso di un temporaneo malfunzionamento dell’infrastruttura di comunicazione.

Le tolleranze sono molto strette: non è consentito infatti trovarsi di fronte a un ‘buco’ nella raccolta dei dati, sia per avere una fotografia completa del funzionamento dei forni che per la qualità e la tracciabilità del pezzo forgiato.

I dati più sensibili sono rappresentati dal valore delle termocoppie nelle diverse zone del forno, oltre che dai parametri relativi alla temperatura delle infornate; si tratta di dati essenziali per la realizzazione di report dicertificazione del processo.

La quantità di dati raccolti dai PLC viene convogliata in un database Sql centrale e, una volta terminato il ciclo del forno, è possibile da questi dati produrre report che certificano che i cicli di trattamento termico dei forgiati hanno avuto luogo rispettando i più elevati standard di qualità. In passato questa attività di raccolta dati con finalità di certificazione del processo produttivo veniva effettuata con dei registratori che venivano spostati di forno in forno per scaricare i dati relativi al funzionamento dei forni.

Oltre alla scomodità di impiegare una persona nell’attività di spostare fisicamente i registratori tra le macchine per raccogliere i dati dal PLC, c’era anche il fatto che i dati registrati relativi all’andamento delle termocoppie non erano integrati in un unico database, per cui eseguire le query e limitare i periodi di analisi era un’operazione tutt’altro che immediata. Inoltre, era necessario ripensare in chiave più friendly la veste grafica della presentazione dei dati.

Il software di raccolta e analisi dati sviluppato da THREAD risolve questo problema. La sua architettura snella e basata sul web supporta in modo efficiente la modalità store & forward implementata sui forni, dialogando con tutti i PLC, e consente di compilare dei report pdf in formato accattivante che certificano l’adesione ai protocolli di qualità richiesti dai clienti.

Uno degli aspetti più apprezzati del software sviluppato da THREAD è quello di potersi collegare a tutti i tipi di PLC e leggere le variabili direttamente nel programma. Il formato Sql del database centrale consente poi di caricare programmi di lavoro dal server centrale direttamente sul PLC, evitando il problema di dover caricare i programmi in locale in versioni e formati diversi a seconda del livello di automazione del forno. Inoltre, il fatto che i dati siano disponibili in rete in un database unico e accessibili da qualsiasi macchina permette di valutare l’implementazione di operazioni di business intelligence future.

La possibilità di attivare il controllo dell’intero sistema risponde poi anche all’esigenza di aiutare gli operatori adibiti alla supervisione dei forni, inserendo centralmente i parametri senza che sia più necessario caricare in locale i file con le diverse ricette.

Il passaggio successivo è quello di analizzare i dati raccolti per finalità di monitoraggio dei consumi energetici, in ottica 4.0, insieme all’interfacciamento con il gestionale per una gestione sinergica degli ordini, passando da un utilizzo “passivo” della supervisione a un impiego “attivo”.

Fino ad oggi non era stato possibile far parlare tra loro la produzione e il livello superiore – il gestionale – perché i sistemi precedenti presentavano delle limitazioni. Oggi, grazie al progetto sviluppato da THREAD, non solo è possibile raccogliere e analizzare in modo più efficace i dati raccolti dai forni, ma anche affrontare una vera e propria integrazione in rete di tutti i reparti dello stabilimento e perseguire un percorso di evoluzione intelligente della produzione.

Non solo. Grazie al software di supervisione gli operatori possono effettuare in qualsiasi momento ilmonitoraggio da remoto dello stato dei forni, collegandosi attraverso PC e browser web al sistema di controllo. Il passo successivo sarà quello di portare il controllo su dispositivo mobile, così da rendere completamente flessibile e versatile il controllo della produzione.