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Sicurezza in primo piano
INDUSTRY 4.0 DESIGN MAGAZINE
La garanzia della sicurezza funzionale è un requisito fondamentale di un processo produttivo moderno. Nell’Industria 4.0, l’enorme disponibilità di dati e l’applicazione di tecniche di Machine Learning, consentono di attuare una sicurezza “intelligente”, flessibile e semplice. A colloquio con Walter Naddeo e Stefano Berardi di KEB Automation
Nello scenario dell’Industria 4.0, che sempre più caratterizza il panorama industriale attuale, il tema della sicurezza (safety), in tutte le sue declinazioni, è uno dei punti qualificanti. È proprio la trasformazione tecnologica e organizzativa in atto a mettere in primo piano l’argomento sicurezza. Lo sviluppo di processi produttivi altamente automatizzati, l’entrata in campo di sistemi e macchine dotati sempre più di autonomia operativa, la collaborazione sempre più stretta tra operatori umani e macchine: sono tutti fattori che convergono nell’individuare la sicurezza come elemento cruciale per garantire la tutela delle persone e al tempo stesso l’efficienza e la qualità della produzione. In particolare è la sicurezza funzionale il primo requisito che va assicurato nella piena osservanza delle normative stabilite e con l’applicazione di tutte le soluzioni tecnologiche oggi disponibili. La sicurezza funzionale, lo ricordiamo, è data dall’insieme delle misure di sicurezza applicate, in particolare, alle macchine realizzate con tecnologie elettriche, elettroniche programmabili e che sono regolate da alcune normative EN ISO e EN/IEC; sono misure di sicurezza applicate alla macchina e al suo sistema di controllo e devono assicurare un funzionamento corretto quindi devono essere in grado di eseguire correttamente tutte le funzioni di sicurezza opportunamente scelte. Per approfondire questi temi abbiamo incontrato due esponenti di un’azienda come KEB Automation, che da sempre fa della sicurezza uno dei suoi elementi distintivi nella progettazione e realizzazione di motori, azionamenti, sistemi di controllo. Abbiamo incontrato Walter Naddeo, che recentemente ha assunto il ruolo di Head of Application Management, e Stefano Berardi che opera in KEB come Automation Software Engineer.
Garantire la sicurezza funzionale è un requisito fondamentale di un processo produttivo moderno: cosa significa ciò per chi produce macchine e apparecchiature per la movimentazione e per chi progetta sistemi di automazione e controllo?
La Sicurezza delle Macchine ha subito una notevole evoluzione negli ultimi anni. Oggi, le aziende costruttrici di macchinari e progettisti di sistemi hanno compreso che la sicurezza è strettamente legata alle prestazioni delle macchine. Questa consapevolezza, oltre al miglioramento delle performance, ha fatto sì che la sicurezza assumesse un ruolo di primo piano nelle strategie e nelle decisioni di utenti finali e OEM. La sicurezza è considerata un componente essenziale per uno stabilimento moderno. Le fabbriche moderne sono in grado di garantire processi di produzione ad alta velocità e questo significa che qualsiasi fermo macchina può rappresentare un costo molto rilevante.
NLa sicurezza ha la precedenza sulla produzione; un semplice arresto di emergenza può portare ad un fermo della linea di produzione per un dato periodo di tempo, necessario ad identificare e risolvere il problema e quindi a ripristinare la linea. I moderni sistemi di sicurezza permettono di realizzare linee di produzione molto più “intelligenti”, capaci di continuare la produzione ad una velocità ridotta in caso di interventi di manutenzione su una macchina o di carico di materiali. Sistemi capaci di andare oltre un semplice arresto d’emergenza possono ora ridurre la velocità del motore e quindi la coppia, fermare o rallentare le linee di produzione, grazie al monitoraggio costante di controllori di sicurezza o PLC che hanno sostituito i semplici relè di sicurezza.
Cosa facilita e cosa ostacola una piena e facile integrazione dei sistemi di sicurezza nelle macchine e negli impianti industriali?
Ritengo che ci siano molti fattori che possono influenzare la scelta complessiva Stefano Berardi in materia di sicurezza nelle macchine e negli impianti industriali. Tra questi, i fattori facilitanti per l’utilizzo e l’integrazione di sistemi e soluzioni di sicurezza, possono essere così descritti: - l’aumento della complessità dei sistemi di sicurezza, spinge verso l’adozione di soluzioni e non più del componente; - le soluzioni integrate offrono migliore diagnostica, maggiore semplicità di cablaggio e riduzione delle distanze di lavoro per gli operatori; - soluzione integrata significa semplicità nella gestione del software e nella suddivisione delle zone sicure della macchina; - le soluzioni di sicurezza promuovono e sostengono la reputazione degli utilizzatori finali e degli OEM; - le funzioni di sicurezza gestite via bus diventano fondamentali quando la complessità delle prestazioni rappresentano una priorità; - di primaria importanza sarà analizzare le nuove tecnologie di comunicazione safety per integrarle facilmente nelle reti esistenti. A mio avviso, è necessario sottolineare un potenziale fattore ostacolante legato alle norme e normative di regolamentazione in ambito sicurezza funzionale. La normativa in materia di sicurezza è esistita in forme diverse per molti anni, ma col passare del tempo è diventata sempre più complessa. Spesso accade che le normative locali rimandino le une alle altre e in questo senso avere la macchina che rispetti le norWalter Naddeo mative può diventare un compito complesso.
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Ma in questo diventa di fondamentale importanza il ruolo del fornitore di prodotti e soluzioni per l’automazione industriale, che può fornire all’utente competenza ed informazioni necessarie a comprendere e rispettare le norme di sicurezza.
Cosa sta cambiando in tema di sicurezza con la nuova prospettiva della digitalizzazione e dell’Industria 4.0?
Con l’avvento dell’Industria 4.0 il tema della sicurezza sta assumendo un significato completamente differente. Ad oggi con sicurezza si intende un insieme di dispositivi installati sulla macchina necessari per evitare incidenti agli operatori che lavorano su di essa. In futuro si parlerà di logiche in grado di garantire interazioni sicure tra uomo e macchina. Grazie all’enorme quantità di dati disponibile, si possono programmare algoritmi di Machine Learning per monitorare sistemi in maniera continua e fare in modo che si adattino automaticamente a seconda del cambiamento delle condizioni. Questi algoritmi possono anche imparare dalle situazioni considerate non sicure e adattare le procedure per evitare che si verifichino incidenti. Il monitoraggio continuo permette che questi problemi vengano rilevati prima che si verifichino. Questo è un grande salto in avanti, non solo perché si evitano fermi macchina, ma soprattutto perché non si verificano situazioni pericolose per gli operatori.
Nei vostri PLC e azionamenti utilizzate il protocollo Safety over EtherCAT: quali sono i vantaggi?
Il primo vantaggio è senz’altro la riduzione di cablaggi. Tutti i contatti fisici che prima venivano collegati dal PLC safety ai vari azionamenti ora sono scomparsi in quanto viaggia tutto sul cavo EtherCAT. Un quadro pulito è un quadro funzionale. La possibilità di poter personalizzare i Process Data Safety, a bordo del singolo drive, permette inoltre flessibilità nella selezione delle funzionalità Safe da associare al singolo asse. Tutto questo, unito al nostro ambiente di sviluppo certificato e ad una serie di blocchi funzione a disposizione dell’utente, permette un facile startup delle funzionalità Safety dell’intera macchina.
Ci sono delle applicazioni dove, per vari motivi, non è possibile utilizzare l’encoder a bordo macchina: come è possibile in tal caso gestire ugualmente la sicurezza?
In molte condizioni operative pericolose è necessario avere funzionalità Safety che limitino velocità, direzione e posizione di assi. Rispetto a classiche soluzioni con encoder Safety, il nuovo COMBIVERT S6/F6 PRO permette di gestire queste funzioni anche senza encoder. Questo minimizza il cablaggio e semplifica il concetto di sicurezza. In alcune applicazioni, con motori compatti o mandrini ad alta frequenza, il montaggio di un encoder esterno per monitorare funzioni di sicurezza, non è possibile. Per questo si è reso necessario sviluppare nuovi concetti di funzionalità Safety sfruttando la sensoristica integrata nel drive. Le funzionalità Encoderless Safety offrono semplicità e riduzioni di costi di manutenzione e riparazione.
