🏠 Home / 📁 TILLL Project / 🎓 Learning / 🔧 Automatoin
Le più moderne espressioni della tecnologia dell’Automazione Industriale
#automation #IoT #bigData #robotics #businessIntelligence #m2m #mechatronics #industry40 #domotics #autoIdentification #TateoBlog
Ti trovi QUI all'interno del progetto TILLL
Indice dei contenuti
Gli argomenti trattati in questo articolo vengono di seguito sintetizzati mediante l'elenco dei titoli dei suoi paragrafi.1. Il Controllo Automatico
Spero che tu trovi qualcosa di interessante all'interno, qualcosa che sia affine ai tuoi argomenti preferiti ed al tuo modo di pensare. Buona lettura
§1. Il Controllo Automatico
Il controllo automatico per l'automazione industriale è stato il filo conduttore della mia preparazione accademica universitaria. La scelta della specializzazione del corso di ingegneria in automazione si è rivelata azzeccata perché ha agito da collante tra le varie discipline che si sono avvicendate sia nel mio corso di studi (informatica, elettronica, computer science), sia nella vita professionale (meccanica, informatica, visione artificiale, controllo di processo, sistemi optoelettronici di diagnostica ferroviaria).I processi industriali, in particolare quelli destinati alla produzione di beni in serie, richiedono l'esecuzione continua di operazioni ripetitive che devono essere svolte con elevati livelli di precisione, affidabilità e rapidità. Molte di queste attività possono essere particolarmente complesse, fisicamente gravose o addirittura rischiose per gli operatori, soprattutto quando coinvolgono macchinari ad alta velocità, sostanze pericolose o ambienti di lavoro ostili. Inoltre, la crescente competizione internazionale impone alle aziende di migliorare costantemente la qualità dei prodotti, aumentare la produttività e ridurre i costi di produzione. Per rispondere a queste esigenze si è sviluppata, nel corso del tempo, una disciplina nota come automazione industriale.
L'automazione consiste nell'impiego di sistemi di controllo capaci di governare macchine, impianti e processi produttivi con un intervento umano minimo o limitato alle sole attività di supervisione. Grazie all'integrazione di sensori, attuatori, controllori elettronici, software e reti di comunicazione industriale, i sistemi automatici sono in grado di acquisire informazioni dall'ambiente, elaborarle in tempo reale e prendere decisioni che consentono di mantenere il processo entro i parametri desiderati. Il risultato è un incremento della qualità e della ripetibilità delle lavorazioni, una riduzione degli errori, un miglioramento della sicurezza degli operatori e una maggiore efficienza nell'utilizzo delle risorse.
Il controllo automatico rappresenta il fondamento teorico dell'automazione. Esso studia le tecniche e gli algoritmi che permettono a un sistema di modificare autonomamente il proprio comportamento sulla base delle informazioni provenienti dai sensori, compensando eventuali disturbi esterni e mantenendo stabile il funzionamento del processo. Dai più semplici regolatori di temperatura ai moderni impianti robotizzati, fino alle linee produttive completamente automatizzate, il controllo automatico è oggi una tecnologia trasversale, presente praticamente in ogni settore industriale.
Con l'avvento della digitalizzazione e dell'Industria 4.0, il ruolo del controllo automatico si è ulteriormente ampliato. L'integrazione con la sensoristica intelligente, la visione artificiale, l'Internet of Things (IoT), l'analisi dei dati e l'intelligenza artificiale consente oggi di realizzare sistemi sempre più autonomi, capaci non solo di controllare un processo, ma anche di ottimizzarlo, prevedere eventuali anomalie e supportare la manutenzione predittiva. Il controllo automatico costituisce quindi uno dei pilastri tecnologici su cui si fonda la moderna industria manifatturiera e rappresenta un elemento indispensabile per realizzare processi produttivi efficienti, sostenibili e competitivi.
Studiando l'Informatica e l'Elettronica ed in particolare la loro applicazioni agli impianti di produzione industriale, era inevitabile che mi imbattessi in questa tecnologia. Il processo di controllo di cui mi sono sempre occupato professionalmente è quello della ispezione visiva, ossia dell'utilizzo di tecnologie automatiche di analisi ed elaborazione delle immagini per automatizzare i processi industriali di ispezione e controllo.§2. Nuove applicazioni e metodologie dell’Automazione Industriale
Lungo il corso degli anni l’evoluzione delle tecnologie elettriche, elettroniche, informatiche e di telecomunicazione ha segnato la nascita di nuove forme di Automazione, sempre più variegate, affascinanti ed innovative. Il mondo della produzione e della distribuzione di prodotti, servizi ed energia si è arricchito di nuove applicazioni e metodologie, come per esempio: Big Data, Business Intelligence, Domotica, Auto-ID, Industry 4.0, Internet of Things, M2M, Meccatronica, Robotica, Smart Grid e Telecontrollo.§3. Big Data: impatto della produzione di enormi quantità di dati sulla Automazione Industriale
Le nuove tecnologie informatiche stanno procedendo e rendendo disponibili enormi volumi di dati digitali. Se ti interessa analizzare questo fenomeno interessante dell'informatica moderna al fine di individuare le opportunità strategiche offerte dalla elaborazione di questa enorme quantità di dati, allora ti invito a proseguire la consultazione del mio blog con la lettura della seguente pagina che ho dedicato appositamente.
Per approfondire questa applicazione della moderna automazione ti invito a proseguire la consultazione di Tateo-Blog con la lettura dell’articolo Big Data e automazione industriale >>> AU.1.
§4. L’estrazione di informazioni strategiche dai dati: la Business Intelligence
L’elevato livello competitivo che hanno raggiunto i mercati attuali costringe le direzioni aziendali a non trascurare nessun particolare ed a ricercare qualsiasi espediente per incrementare il proprio vantaggio competitivo rispetto alla concorrenza. La complessità delle organizzazioni aziendali e la elevata dinamica con cui variano i mercati rende questo compito molto faticoso per cui, ove è possibile, si sta cercando di automatizzare queste funzionalità di monitoraggio, analisi e previsione. Grazie all’apporto del calcolo elettronico e dell’informatica i ruoli direzionali aziendali possono usufruire sempre più di sistemi automatici che li supportino nelle decisioni. Con la locuzione Business Intelligence (BI) ci si riferisce a quell’insieme di processi aziendali automatici dedicati alla raccolta di dati ed alla trasformazione di essi in conoscenza ed informazioni strategiche. I sistemi di BI sono fondamentalmente dei software dedicati al monitoraggio e gestione e analisi delle performances aziendali, all’ottimizzazione di decisioni operative, alla previsione delle dinamiche future, alla simulazione di scenari alternativi.§5. La domotica
L'applicazione dell'informatica, dell'automazione e delle nuove tecnologie di comunicazione possono migliorare l'efficienza, il comfort e la sicurezza dei luoghi in cui viviamo. Per approfondire l’applicazione dell’automazione alla gestione degli ambienti domestici e lavorativi, ti invito a proseguire la consultazione di Tateo-Blog con la lettura dell’articolo seguente che tratta specificatamente di questo argomento: Aprite le porte di casa all'automazione >>> AU.3
§6. La identificazione automatica
Lungo il corso degli anni l’evoluzione delle tecniche di automazione ha registrato la nascita di numerose tecnologie che si prestano alla funzione di identificazione. Alcuni esempi sono i sistemi di riconoscimento a radiofrequenza (brevemente RFid), i sistemi Near Field Communication (brevemente NFC), ed i sistemi di identificazione ottica.
Se ti interessa approfondire l’argomento della Identificazione Automatica, allora permettimi di invitarti a leggere il seguente articolo, che tratta specificatamente di questo argomento: La identificazione automatica >>> AU.4
§7. Fabbrica 4.0, ossia la quarta rivoluzione industriale
§8. Internet delle cose
§9. La connessione tra le macchine
Esiste una tecnologia di automazione industriale che permette alle macchine di essere connesse tra di loro e di poter comunicare tra di loro in modalità wireless. Essa è nota con la sigla M2M che è l’acronimo di Machine-to-machine. Questa tecnologie per mezzo di applicazioni web-based di telemetria e telematica permette la gestione delle macchine su scala globale. La tecnologia M2M si differenzia da IoT in quanto sebbene si basi su connessioni di tipo cellulare tramite SIM card, non utilizza Internet. Semplificando potremmo affermare che IoT = M2M + Internet.§10. La meccatronica
Nello scenario manifatturiero della Industria 4.0, congiuntamente alla tendenza di costruire sistemi automatici di controllo sempre più complessi e sempre più autonomi, sta diventando sempre più rilevante la tendenza di integrare nello stesso prodotto componenti di natura eterogenea. Il risultato è la nascita di una nuova competenza interdisciplinare, denominata “Meccatronica” dai Giapponesi, e che integra le tradizionali competenze della meccanica, dell’informatica e dell’elettronica. Vediamo in cosa consiste questa nuova tecnologia e cosa bisogna fare per diventare dei tecnici meccatronici, al fine di soddisfare la enorme richiesta del mondo del lavoro per questa nuova competenza professionale. Se ti interessa approfondire l’argomento Meccatronica, allora permettimi di invitarti a leggere il seguente articolo, che tratta specificatamente di questo argomento: La Meccatronica >>> AU.8
§11. La robotica
Se ti interessa approfondire l’argomento Robotica, allora permettimi di invitarti a leggere il seguente articolo, che tratta specificatamente di questo argomento: La Robotica >>> AU.9.
§12. Smart Grid: le reti intelligenti
#efficiency #sustainability #rationality #distribuitedGeneration #alternativeSources #renewableSources
Le reti elettriche convenzionali, così come le conosciamo noi, sono utilizzate per distribuire ininterrottamente enormi quantità di energia dalle centrali di produzione ai consumatori. Il controllo di questa distribuzione di energia è centralizzato, ed il flusso dell’energia non varia nel tempo.
Il modello di automazione per la gestione delle reti convenzionali non è più adatto per gestire le nuove esigenze energetiche che richiedono una gestione più razionale ed efficiente dell'energia, ma sopratutto la possibilità di integrare il prezioso apporto della generazione distribuita. Quindi, il compito richiesto al sistema di automazione della rete non si limita alla gestione della distribuzione, ma consiste anche nella gestione dell generazione distribuita dell'energia, che può avvenire per esempio per mezzo di fonti alternative e rinnovabili il cui apporto, notoriamente discontinuo ed imprevedibile, richiede necessariamente una gestione intelligente e real-time.
Le nuove esigenze delle reti di distribuzione di energia si soddisfano innanzitutto rendendo bidirezionali le reti di trasporto dell'energia, in modo che l'energia possa confluire non solo dalle centrali di produzione convenzionali verso i consumatori, ma anche dalla periferia verso le centrali, permettendo così agli eventuali surplus di energia prodotti in periferia di confluire verso le centrali in modo da poter essere redistribuite dove occorre.
Questo nuovo tipo di gestione richiede molta più intelligenza e capacita di gestire le informazioni in tempo reale. Per questo motivo alle reti elettriche convenzionali si affiancano delle reti di informazioni, di gestione e comunicazione che conferiscono ad esse, per l’appunto, l’intelligenza.
Per questo motivo, questo nuovo paradigma di rete di distribuzione è detta "smart grid". Il concetto di smart grid nasce e si sviluppa in Europa nel 2006 dalla European Technology Platform (ETP) for the Electricity Networks of the Future (SmartGrids). La prima definizione ufficiale di Smart Grid è stata fornita dall’Energy Independence and Security Act del 2007 (EISA-2007), approvato dal Congresso degli Stati Uniti nel gennaio 2007 e firmato nello stesso anno dall’allora presidente George W. Bush.
§13. Il telecontrollo (remote control)
#efficiency #sustainability #safety #remoteControl #monitoring #regulation
Oggi la complessità degli impianti automatizzati e l'attenzione che si ha per l'efficienza, la sicurezza e la sostenibilità degli impianti richiede una supervisione costante, in tempo reale ed a distanza degli impianti.
Si pensi, ad esempio, a tutti quei casi in cui si vuole conoscere un dato che è generato da un impianto a distanza, senza essere fisicamente presenti nell'impianto. Oppure a quei casi in cui, oltre a verificare lo stato dell'impianto, si voglia anche intervenire su di esso per controllarlo, sempre da remoto.
Esistono moderne tecnologie di automazione che permettono
di tenere costantemente sotto controllo ed a distanza gli impianti
industriali. L'operazione di lettura di un dato a distanza in
genere è chiamato "monitoraggio", mentre l'operazione
di modifica dello stato di un sistema remoto attraverso
attuatori, è generalmente detta "regolazione".
Un sistema di monitoraggio e regolazione remoto è
fondamentalmente composto da una serie di sensori ed attuatori
distribuiti sul campo, da un centro di controllo, da una
infrastruttura di comunicazione, da uno o più terminali remoti, ed
infine da un centro di controllo.
Centro di controllo. Una componente importante di un
sistema di supervisione è il centro di controllo e supervisione,
attraverso il quale gli operatori, per mezzo di una
applicazione software, possono visionare (review) ed elaborare i
dati che provengono dai sensori e trasduttori che sono dislocati
in campo, ed eseguire le operazioni correttive per mezzo di
altrettanti .trasduttori.
Infrastruttura di comunicazione. Il Telecontrollo si basa sullo scambio di informazioni tra una
periferia e un centro di controllo, quindi un ruolo importante
viene svolto dall'infrastruttura di comunicazione che si può
realizzare attraverso diversi supporti fisici come la fibra
ottica, vettori radio e rete telefonica.
Remote terminal. Sul campo sono presenti apparecchiature
elettroniche intelligenti che presiedono alla raccolta dei dati
dai sensori di campo, ed al loro invio al centro di controllo per
mezzo della infrastruttura di comunicazione, oppure alla
attuazione delle azioni di controllo
Con il termine "Telecontrollo" si definisce genericamente una soluzione di automazione che prevede la supervisione mediante un software e la raccolta dei dati tramite una rete di apparati e strumenti geograficamente distribuiti su un impianto anche complesso.
Applicazioni. Le applicazioni tipiche del telecontrollo
sono le seguenti:
- Teleriscaldamento: forma di riscaldamento che consiste nella distribuzione
attraverso reti di tubazioni coibentate (perlopiù interrate) di acqua
calda, surriscaldata o vapore (detto fluido termo-vettore), proveniente
da una grossa centrale di produzione.
- Smart Metering: sistemi che consentono la tele-lettura e tele-gestione dei contatori di
energia elettrica, gas e acqua.
- Controllo del carico elettrico: approccio efficace per
la gestione dei consumi che monitora i consumi elettrici per mezzo di una serie di unità
periferiche che vanno a sostituire le convenzionali prese per la
corrente elettrica.
- Impianti acquedottistici e di depurazione acque reflue: Una delle risorse tipicamente controllate sono quelle idriche,
per esempio per il trattamento, sollevamento e la distribuzione
dell’acqua potabile, oppure per il trattamento delle acque reflue,
oppure per la ricerca di perdite nelle reti, ma anche per la prevenzione
e riduzione dei danni causati da un uso non sostenibile delle
risorse.
- Semafori e viabilità: sistema di controllo e regolazione
del traffico stradale, il cui obiettivo è quello di minimizzare il tempo
di fermata al semaforo dei veicoli.
- Controllo del livelli degli inquinanti: monitoraggio
dell'inquinamento e della qualità in genere dell'atmosfera, il cui
obiettivo è la prevenzione di condizioni rischiose per la salute ed il
benessere.
- Automazione degli edifici (building automation).
monitoraggio e gestione della efficienza energetica degli
edifici.
- Illuminazione pubblica: monitoraggio e
gestione del quadro di accensione degli impianti di
illuminazione pubblica, miglioramento ed ottimizzazione
della gestione per mezzo del rilevamento di condizioni
anomale o di inefficienza.
§14. Eventi dedicati all’Automazione
Il controllo automatico e l'automazione industriale sono concetti trasversali rispetto a tutte le tecnologie dell'ingegneria. Poiché esse sono in continua evoluzione, un modo efficace per rimanere aggiornato è quello di seguire i principali eventi, fiere e congressi che sono dedicati ad esse. Nella seguente pagina del mio diario raccolgo i principali eventi di automazione che sono programmati nell'immediato futuro. Per approfondire ti suggerisco il seguente articolo: Gli eventi dedicati all’Automazione >>> AU.12
§15. Più in generale
Nell'articolo corrente, che è il principale dell’area tematica dedicata all’Automazione Industriale.
Vorrei ricordarvi però che una delle caratteristiche principali del progetto “Tateo Interdisciplinary LifeLong Learning” (TILLL) è la interdisciplinarietà. Quindi se vuoi conoscere quali sono le altre aree tematiche che affiancano l'Automazione Industriale in TILLL allora permettimi di suggerirti la lettura del seguente articolo che, essendo dedicato alla sezione "Enciclopedia" del progetto TILLL li elenca tutti: La sezione Enciclopedica del progetto di apprendimento continuo interdisciplinare di Tateo >>> TB.2
AU.1 > Big Data ed Automazione Industriale
AU.2 > Business Intelligence
AU.3 > Aprite le porte di casa all'Automazione
AU.4 > La identificazione automatica
AU.5 > Fabbrica 4.0: la quarta rivoluzione industriale
AU.6 > Internet delle cose
AU.8 > La meccatronica
AU.9 > La robotica
AU.12 > Gli eventi dedicati all’Automazione
§17. Rimani aggiornato
§18. Teniamoci in contatto
(>) Tateo-Blog, official blog of TILL project
(>) LinkedIn page dedicated to TILL project
(>) Facebook page dedicated to TILL project
(>) Twitter account dedicated to TILL project
(>) Pinterest account dedicated to TILL project
(>) Instagram account dedicated to TILL project
§19. Qualcosa su di me
Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio blog. Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat) e sono il fondatore e l'autore di un progetto Lifelong Learning Interdisciplinare di cui il blog Tateo~Blog (:::) ne è il mezzo di condivisione. Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::) .
Eng. Tateo Giovanni Battista
- e-mail: tateogb@libero.it (send e-mail)
- phone / WhatsApp : (+39) 388 8419726
- Skype (link)
- LinkedIn account (link)
- Facebook account (link)
- Twitter account (link)
- Instagram account (link)
- Pinterest account (link)
Nessun commento:
Posta un commento