Le attività di consulenza hanno riguardato la rimozione del vecchio PLC e la progettazione di un nuovo sistema di automazione. Il nuovo sistema di controllo è costituito da un nuovo PLC e da un nuovo pannello operatore HMI con Monitor Touch Screen 17” per il controllo dei macchinari della linea di lavorazione dell' industria molitoria. Il nuovo sistema di automazione ha sostituito quello vecchio.
        
La procedura di sviluppo dell’opera ha percorso i punti descritti nel seguito.

ANALISI DELLE RICHIESTE DELLA COMMITTENZA

In questa fase sono state analizzate le richieste della committenza e studiati tutti i fattori e le condizioni al contorno del problema proposto. Sono stati presi in esame i fattori correlati al funzionamento e all’utilizzo del sistema di automazione. Sono stati effettuati dei sopralluoghi e si è giunti alla formalizzazione dell’analisi tecnica.

DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI

Dopo un’attenta analisi delle richieste della committenza si è formalizzata l’idea di progetto definitiva e sono stati stabiliti gli obiettivi di affidabilità, produttività, facilità di utilizzo, flessibilità e durabilità del sistema da realizzare. Particolare attenzione è stata posta al fine di massimizzare la facilità di utilizzo dell’interfaccia HMI (interfaccia uomo-macchina) per renderla più intuitiva possibile, tenendo anche conto del livello di competenze informatiche degli operatori. Sono stati previsti dei criteri grafici per individuare agevolmente gli allarmi ed intervenire immediatamente su di essi.

PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO

La D&P Engineering si è occupata della progettazione del sistema di controllo sulla base delle specifiche fornite dalla Committenza e tenendo conto dello schema di automazione generale preesistente. Le principali fasi del processo di progettazione sono state così definite:

• Definizione del sistema: analisi dello schema funzionale sulla base del quadro sinottico preesistente; analisi degli schemi elettrici di cablaggio del vecchio PLC; definizione formale delle specifiche richieste dalla Committenza; individuazione e descrizione operativa di tutte le fasi del processo di lavorazione (da parte del cliente non è stata fornita nessuna documentazione a riguardo, sono stati desunti solo alcuni punti utili al funzionamento del sistema di automazione).
• Obiettivi raggiunti: progettazione ed implementazione del nuovo sistema di automazione in sostituzione al vecchio; programmazione e test del PLC e dell’interfaccia operatore; messa in servizio e test di tutto il sistema; formazione degli operatori.
• Risorse:
  • Umane: per conto della Committenza sono stati coinvolti nell’analisi tecnica e durante tutto il lavoro di sviluppo e collaudo  il Capomugnaio ed il  responsabile di produzione; l’attività di cablaggio del PLC è stata svolta da una ditta di impianti elettrici del posto.
  • Temporali: la data di consegna dell’impianto è stata fissata e rispettata in accordo con la Committenza

Caratteristiche generali dell'impianto:

• n° 90 motori controllati direttamente appartenenti a:
  o    ventilatori silos,
  o    valvole a stella,
  o    coclee,
  o    elevatori,
  o    bilance,
  o    reddler,
  o    filtri pneumatici,
  o    distributori,
  o    plansichter,
  o    semolatrici,
  o    laminatoi,
  o    frangitutto,
  o    pompe oleodinamiche.
• n° 33 serrande elettropneumatiche.

DIREZIONE DEI LAVORI DI INSTALLAZIONE

Sono state dirette le operazioni di smontaggio del vecchio PLC e di predisposizione del cablaggio per quello nuovo. E’ stata fornita assistenza alle operazioni di montaggio del nuovo sistema di automazione inclusi PLC, interfacce I/O e pannello operatore. Sono stati forniti gli schemi per il cablaggio dei moduli di I/O del nuovo PLC.

MESSA IN SERVIZIO

Al termine della fase di installazione del sistema sono state avviate tutte le procedure di test degli azionamenti e sono stati analizzati tutti gli aspetti riguardanti la funzionalità dell’impianto. Durante la fase di test sono state effettuate delle ottimizzazioni sul software di automazione e sull’interfaccia HMI. Infine è stato effettuato il collaudo e il test complessivo del sistema di automazione.

ADDESTRAMENTO DEGLI OPERATORI

La fase di addestramento degli operatori ha seguito di pari passo quella di sviluppo e ottimizzazione dell’interfaccia HMI.
In questa fase sono state fornite tutte le indicazioni necessarie all’uso corretto del sistema con esecuzione del caso pratico. L’operatore è stato addestrato alle procedure di controllo e manovra dell’impianto comprese le procedure di emergenza e istruito all’uso dell’interfaccia HMI del pannello operatore.

REDAZIONE DELLA DOCUMENTAZIONE

La documentazione del sistema di automazione si raccorda al processo di sviluppo definito. La qualità della documentazione del sistema realizzato è considerata un aspetto estremamente rilevante della fornitura del servizio.
La documentazione fornita include:

• Descrizione generale del sistema di automazione
• Disegno complessivo del controllo del processo di lavorazione
• Schemi dei circuiti di comando e controllo
• Schede tecniche dei moduli di I/O
• Schema del pannello operatore

MANUALE D’USO E MANUTENZIONE

Il manuale di istruzioni allegato include:

• Istruzioni di utilizzo del sistema di automazione con indicazione delle procedure di manovra, supervisione e gestione degli allarmi.
• Istruzioni di utilizzo dell’interfaccia uomo-macchina attraverso il pannello operatore con indicazione delle procedure e dei processi standard.
• Indicazione delle procedure di arresto e arresto di emergenza.
• Istruzioni di manutenzione e regolazione del sistema di controllo.

PLC E HMI

Il Sistema di Automazione si basa su un controllore della Siemens della famiglia SIMATIC S7-300 configurato con tutti i moduli, espansioni e interfacce I/O necessari. Questo consente di avere i seguenti vantaggi:

• Struttura modulare
• Ampliabilità e robustezza elevate
• Configurazione semplice o ridondante
• Molteplici possibilità di comunicazione
• Funzioni di sistema integrate
• Funzioni di sicurezza integrabili (Safety Integrated)
• Semplice collegamento di periferia I/O centrale o decentrata

L’ Interfaccia Utente (Graphical User Interface) implementata soddisfa tutti i requisiti di un sistema di controllo di processo. Essa è stata strutturata secondo principi ergonomici richiesti dalla 81/08 coordinata 106/09; l'operatore può controllare al meglio il processo e navigare rapidamente tra le diverse viste dell'impianto. Il sistema è stato strutturato in pagine gerarchiche che sono state configurate secondo le esigenze dell’operatore, basandosi sul precedente sinottico, onde evitare difformità ed indurre in errore l’operatore.

Le pagine grafiche introdotte consentono la selezione diretta delle aree sottordinate nella conduzione del processo. Sono state previste righe di segnalazione per l'ultima segnalazione arrivata, configurabile per classe di segnalazione o priorità, il tutto gestito in un archivio segnalazioni.
Il sistema di servizio e supervisione HMI è  basato su un Panel PC industriale con monitor Touch Screen 17” per una migliore visualizzazione del processo da parte dell’operatore.
Dal Panel PC si visualizza l’intero processo, i cicli di produzione, lo stato di funzionamento delle macchine e sottoimpianti.  Sono state implementate funzioni per la segnalazione e la tacitazione di allarmi.
La fornitura hardware ha compreso:

• Simatic S7-300 CPU 315-2 PN/DP,
• Interfacce di I/O per un totale di 240 ingressi e 112 uscite.
• Software di supervisione WinCC V7.0 SP2
• Panel PC Industriale fanless TOUCH SCREEN TFT 17” completo di licenza Microsoft Windows.