Le piattaforme IIoT come i sistemi di monitoraggio remoto dell’aria compressa migliorano l’efficienza energetica, permettono ai tecnici di svolgere un lavoro più mirato, consentono di predire un guasto e di monitorare eventuali perdite
di Roger Savo, Aftermarket Director, ELGi Compressors Europe
Il concetto di Industrial Internet of Things (IIoT) è stato al centro delle discussioni sull’evoluzione del settore manifatturiero. Rappresenta l’integrazione dei sistemi cyber-fisici, dell’analisi avanzata e della connettività di rete in ambito industriale, e rappresenta un cambiamento cruciale nella produzione e nei processi industriali. Nell’ambito di questi concetti, le industrie possono monitorare, analizzare e migliorare le operazioni in tempo reale, macchinari e sistemi possono persino migliorare i processi in modo autonomo attraverso l’auto-ottimizzazione e l’auto-configurazione, portando a una produzione più intelligente.
Mentre le industrie si muovono verso ambienti più intelligenti e connessi, i sistemi per aria compressa – componente vitale del settore e pietra miliare delle operazioni industriali – sono un’altra area che sta assistendo a progressi trasformativi dovuti all’IIoT.
Colmare il divario umano
Il panorama della produzione europea sta cambiando. Le carenze di forza lavoro, soprattutto nei ruoli tecnici, sono sempre più frequenti. Di conseguenza, molti processi produttivi necessitano di un maggior numero di operatori umani. Ciò ha generato sfide significative per la continuità operativa, la manutenzione delle apparecchiature e la produzione. Allo stesso tempo, la crescente automazione e la necessità di una maggiore efficienza hanno spinto le industrie a cercare soluzioni innovative.
L’IIoT offre un rimedio. Collegando le apparecchiature e gli asset a dashboard che interpretano i dati, l’IIoT fornisce approfondimenti che consentono ai tecnici di svolgere un lavoro più mirato con tutto il lavoro di indagine già svolto in background. L’automazione, il monitoraggio e le azioni preventive basate sui dati raccolti sono essenziali.
Grazie alla gestione dell’aria compressa, i tecnici possono approfondire la storia del macchinario, comprendere le anomalie e affrontarle in modo proattivo
La gestione dell’aria compressa nell’era dei dati
Tradizionalmente, il monitoraggio dei sistemi per aria compressa comportava controlli manuali periodici. Tuttavia, con la crescita delle industrie e l’aumento della domanda, il monitoraggio manuale diventa insostenibile. È qui che interviene la potenza dell’acquisizione automatica dei dati.
I sistemi di monitoraggio remoto dell’aria compressa, come Air~Alert, raccolgono i dati dai compressori in funzione, memorizzano i dati storici e valutano i parametri. Sia che si tratti di manutenzione retroattiva che di manutenzione preventiva, i sistemi di monitoraggio remoto intervengono laddove l’intervento umano è insufficiente, fornendo grafici di tendenza e informazioni sui parametri operativi, tra cui la pressione di mandata, la temperatura dell’olio, la velocità del convertitore di frequenza variabile (VFD), le ore di funzionamento totali, gli interventi e gli avvisi su un’interfaccia online in tempo reale accessibile in remoto da qualsiasi parte del mondo.
In precedenza, la diagnosi di un problema richiedeva l’intervento umano e l’interazione ai vari livelli della catena decisionale dell’impianto. Ora, grazie alla connettività e all’intelligenza apportate alla gestione dell’aria compressa, i tecnici possono approfondire la storia del macchinario, comprendere le anomalie e affrontarle in modo proattivo.
I dati attuali e storici consentono ai professionisti dell’assistenza di capire cosa è successo e se poteva essere previsto o meno.
Inoltre, aiuta gli OEM di compressori e i fornitori di servizi a prevedere le attività, a programmare le risorse e a eseguire le operazioni di manutenzione per un compressore o per l’intera base installata, poiché tutto può essere visibile in un unico cruscotto. Inoltre, aiuta i Distributori e i tecnici a prevedere gli interventi necessari per il parco macchine di cui la persona è responsabile.
Dalla manutenzione preventiva a quella predittiva
La vera forza dei sistemi di monitoraggio remoto, tuttavia, sta nel passaggio dalla manutenzione preventiva a quella predittiva. Se la manutenzione preventiva è fondamentale, quella predittiva è ancora più importante.
Esaminando il comportamento del ciclo di un compressore, come le frequenze di carico/scarico nel caso delle unità VFD, i tecnici possono capire lo stato attuale dell’unità. Possono analizzare se si è verificato un aumento del consumo energetico e indagare se si tratta di un’anomalia o meno e, potenzialmente, dove si è verificato il problema. L’osservazione di parametri come la pressione e il consumo di energia può anche fornire indicazioni per capire se un compressore è dimensionato in modo ottimale per la produzione.
Più sistemi sono interconnessi, più ricco è il pool di dati, consentendo agli algoritmi e ai sistemi logici di valutare questi dati per prevedere potenziali guasti prima che essi si verifichino. Immaginate di conoscere il potenziale guasto di un compressore settimane prima che si verifichi, basandovi sull’analisi dei dati storici e in tempo reale.
Nell’arco di vita di un compressore d’aria, 75% del costo è rappresentato dal consumo di energia, il 15% dal costo dell’unità e il 10% dal costo della manutenzione
Integrare i dati sulla produzione e sull’aria compressa
Un altro livello di integrazione deve ancora essere pienamente realizzato: l’allineamento dei dati del compressore con quelli della produzione. Quando un’azienda è in grado di fornire il proprio trend di produzione, e di sovrapporlo ai dati del compressore provenienti dai sistemi di monitoraggio remoto, è possibile individuare le inefficienze e le perdite d’aria a valle della sala compressori. Se un compressore destinato ad un solo turno di lavoro si avvia nel cuore della notte, significa che esiste un consumo d’aria in qualche punto del sistema. Quando c’è consumo d’aria ma non c’è attività di produzione, può significare solo una cosa: una perdita nell’impianto.
Naturalmente, molte aziende dispongono di dispositivi specifici per evitare questo problema, ma ci sono anche impianti in cui i compressori funzionano giorno e notte a pressioni più basse durante il periodo di inattività per evitare di riavviare i sistemi all’avvio della produzione. Altri arrestano i compressori nella notte o durante i tempi di inattività e poi li riavviano poco prima dell’inizio della produzione per avere il sistema funzionante. Tuttavia, l’insieme di questi elementi non impedisce che le perdite si verifichino.
Le perdite si verificano tipicamente in un sistema d’aria nel corso del tempo. I tubi invecchiano, raccordi non corretti, procedure di serraggio sono insufficienti, componenti errati e/o la corrosione possono causare molteplici problemi. È stato stimato che dal 20 al 30% del flusso d’aria compressa può andare perso a causa di perdite. La perdita attraverso un foro da 3 mm (~1/8″) può consumare 4 kW/h di elettricità, con una perdita annuale di 19.200 kW (a 7 bar g. (100 psi g.) 16 ore/giorno per 300 giorni all’anno). Questo crea una sostanziale opportunità di miglioramento.
Sebbene qualcuno possa affermare che si tratta solo di aria, per mettere le cose in prospettiva bisogna ricordare che i compressori d’aria consumano circa il 12% dell’energia elettrica utilizzata nei processi produttivi che utilizzano l’aria compressa. Nell’arco di vita di un compressore d’aria, 75% del costo è rappresentato dal consumo di energia, il 15% dal costo dell’unità e il 10% dal costo della manutenzione.
Conclusioni
Il futuro della gestione dell’aria compressa, e di fatto del settore manifatturiero in generale, sta nello sfruttare la potenza dell’IIoT. L’innovazione sta spingendo la gestione dell’aria compressa verso una nuova era.
Con il cambiamento delle dinamiche della forza lavoro e la crescente richiesta di metodi di produzione efficienti, le piattaforme IIoT come i sistemi di monitoraggio remoto dell’aria compressa forniscono dati che non si limitano a supportare le decisioni, ma guidano anche le azioni per operazioni industriali più innovative ed efficienti.