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Approfondimenti

Progettazione di un sistema di controllo industriale

L’approccio integrato per ottimizzare sicurezza ed efficienza.

La progettazione e realizzazione di un sistema informatico ed elettronico di controllo industriale è un processo complesso e delicato, che deve migliorare e potenziare gli aspetti di sicurezza, efficienza e affidabilità del processo controllato.

Esso richiede una gamma di conoscenze e competenze multidisciplinari, tra cui spiccano lo sviluppo di firmware embedded, il software di comunicazione per la raccolta dei dati e dei controlli, la gestione delle informazioni raccolte e delle grandezze misurate, nonché la capacità di analisi statistica delle condizioni di allarme o di segnalazione anomalie, in tempo reale.

Un approccio olistico unito alla conoscenza ed implementazione delle migliori pratiche, consentirà di costruire un sistema di controllo industriale all’avanguardia, in grado di garantire prestazioni ottimali e massima sicurezza nei processi industriali controllati.

Vediamo alcuni aspetti concreti delle best practices di settore.

Analisi delle esigenze e dei requisiti

La fase iniziale del processo di progettazione di un sistema di controllo industriale è l’analisi delle esigenze e dei requisiti specifici dell’applicazione e del processo sottoposto a controllo.

Ciò comporta una analisi e la profonda comprensione dei processi industriali coinvolti, delle grandezze da monitorare e controllare, e delle prestazioni richieste dal sistema di controllo. L’analisi accurata dei requisiti è fondamentale per garantire il successo del progetto ed evitare costi aggiuntivi e/o ritardi nell’implementazione e nello sviluppo del sistema.

Sviluppo del firmware embedded

Una componente fondamentale del sistema di controllo industriale è il firmware embedded, che gestisce le parti hardware a microprocessore e le interazioni con i dispositivi di misura e controllo. Lo sviluppo del firmware richiede competenze specializzate nella programmazione di microcontrollori e nel controllo dei dispositivi elettronici. Un firmware ben progettato e ottimizzato è essenziale per garantire la stabilità, l’affidabilità e le prestazioni del sistema di controllo.

Software di comunicazione e gestione dei dati in tempo reale

Altro aspetto cruciale nella progettazione di un sistema di controllo industriale è il software di comunicazione per la raccolta dei dati e dei controlli, nonché la gestione dei dati raccolti e delle grandezze misurate. Questo software deve essere in grado di acquisire dal processo ed eventualmente ritrasmettere dati e verifiche in tempo reale, garantendo la coerenza e l’integrità delle informazioni. La scelta dei protocolli di comunicazione e delle tecnologie di gestione dati gioca un ruolo chiave nel garantire la tempestività di risposta e l’efficacia del sistema.

Analisi statistica delle condizioni di allarme e di anomalia

Un sistema di controllo industriale deve essere in grado di rilevare eventuali deviazioni dai valori considerati regolari delle grandezze misurate e attivare delle segnalazioni in caso di allarme e/o anomalia. L’analisi statistica delle condizioni da considerare critiche è essenziale per definire in modo accurato le varie soglie di allerta, cercando di minimizzare i falsi positivi. Le tecniche di analisi statistica consentono di individuare tempestivamente eventuali condizioni critiche nel processo, segnalandole per poter attuare le opportune azioni correttive in modo rapido.

Sottosistema diagnostico di autocontrollo e supervisione

Nel progetto di un buon sistema di controllo industriale, è possibile impiantare un sottosistema diagnostico di supervisione e controllo, il cui scopo è monitorare periodicamente lo stato di salute del sistema stesso e dei dispositivi collegati. Questo sottosistema diagnostico eseguirà controlli automatici e regolari per testare l’integrità dei dispositivi, la qualità delle comunicazioni e il funzionamento corretto del sistema nel suo complesso. In caso di anomalie nella comunicazione o nel funzionamento dei dispositivi, il sistema diagnostico invia avvisi e notifiche agli operatori e agli amministratori, consentendo loro di intervenire prontamente per eventuale manutenzione.

Si intuisce bene che una funzionalità di diagnostica automatizzata eleverà considerevolmente il grado di  sicurezza e affidabilità dell’intero sistema di controllo, consentendo di prevenire potenziali guasti e di ridurre al minimo i tempi di inattività dei processi produttivi controllati.

I punti qui brevemente descritti, considerati fin dalla progettazione e poi attuati in fase di costruzione del sistema, permetteranno di conseguire miglioramenti sostanziali nell’intero processo industriale controllato.

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