Parco Rottami O.R.I. Martin | Sensorizzazione del polipo per la manutenzione preventiva

Progetto di Ricerca e Sviluppo per la realizzazione di un sistema di sensori e relativo software di elaborazione dati per il miglioramento della gestione della manutenzione della benna utilizzata per il trasporto del rottame.


DESCRIZIONE DEL PROGETTO

Un sistema di sensori e relativo software di elaborazione dati per il miglioramento della gestione della manutenzione della benna utilizzata per il trasporto del rottame. È il progetto di ricerca e sviluppo, messo a punto dal team Technology Transfer Engineering di CSMT, nell’ambito del macro-progetto di digitalizzazione dei processi di produzione dell’acciaio (Lighthouse Acciaio 4.0), commissionato dall’azienda bresciana O.R.I. MARTIN Spa.

Avviato nel 2021, il progetto è stato suddiviso in due fasi: la prima focalizzata sulla scelta dell’hardware (compreso di sensori e comunicazione dati wireless) e sullo sviluppo di logiche di allarme e manutenzione preventiva di base. La seconda dedicata allo sviluppo di una serie di logiche di analisi più complesse in grado di prevedere guasti e anomalie, nella direzione di una manutenzione predittiva.

L'esigenza del cliente era migliorare la gestione del processo di manutenzione della benna, passando da una manutenzione programmata o correttiva a una manutenzione preventiva, al fine di ridurre malfunzionamenti, fermi produzione e guasti improvvisi.

Ad oggi è stata completata la fase di sensorizzazione e rilevamento parametri di funzionamento e anomalie principali.


LA SOLUZIONE

Il progetto ha previsto la sensorizzazione del polipo del parco rottami e la relativa messa a punto di un software di elaborazione dati in grado di monitorarne lo stato durante le diverse fasi di utilizzo, diagnosticare eventuali anomalie di funzionamento e prevedere le usure e le manutenzioni necessarie.

In particolare, sulla benna è stato installato un sistema di sensori, in grado di resistere all’ambiente di utilizzo del polipo, utile a raccogliere e monitorare le principali grandezze di processo (temperature, pressioni, grado di inclinazione, consumo energetico, livello dell’olio).

Passo successivo è stato lo studio e la realizzazione di un applicativo software per la raccolta e storicizzazione di questi dati, oltre che per l’implementazione delle logiche di allarme, identificazione di anomalie, guasti e manutenzioni necessarie con relativa interconnessione ai sistemi informativi aziendali.


LE FASI DEL PROGETTO

1. SCELTA DELL’HARDWARE e DELLA TRASMISSIONE WIRELESS DEI DATI


Per prima cosa sono stati definiti: grandezze d’interesse, sensori necessari e sistema di alimentazione. L’attività è stata svolta in collaborazione con il costruttore dei polipi (Rozzi Spa) al fine di identificare le soluzioni più idonee ed effettivamente applicabili sulla benna.
Lo studio è stato svolto analizzando in particolare il circuito oleodinamico della macchina: sono stati infatti installati sensori di pressione e temperatura nei condotti, un sensore di livello nel serbatoio dell’olio, un sensore di pressione a monte del filtro, un sensore di flusso nel condotto di drenaggio, un inclinometro e dei sensori di tensione/corrente per monitorare il consumo elettrico della pompa.

Dotare la benna del parco rottami di nuovi cavi per la trasmissione dati avrebbe implicato un significativo intervento meccanico sulla gru con conseguenti problematiche legate alle sollecitazioni. Per la comunicazione dei dati dai sensori al sistema di raccolta si è quindi scelto di implementare una comunicazione wireless tra polipo e gru: una connessione punto-punto dedicata unicamente allo scopo del progetto, senza interferire con la rete Wi-Fi di stabilimento, in grado di garantire una maggiore robustezza della trasmissione.

2. SVILUPPO SOFTWARE DI RACCOLTA, STORICIZZAZIONE E VISUALIZZAZIONE DEI DATI


Il progetto ha previsto lo sviluppo di un software ad-hoc per la raccolta, visualizzazione e gestione dei dati. L’applicativo, in esecuzione su un PC installato nel quadro elettrico sulla gru, consente la raccolta dati dal ricevitore wireless e dal PLC della gru, la storicizzazione dei dati raccolti (grandezze di processo) in un opportuno database locale, la visualizzazione di essi tramite dashboard e l’impostazione dell’allarmistica di base da parte dell’utente su variabili puntuali.
Nella successiva fase 2 permetterà anche l’elaborazione dei dati raccolti e l’implementazione di logiche di diagnostica avanzata e manutenzione preventiva.

3. TEST PRELIMINARI E RACCOLTA DATI


Sono stati effettuati diversi test preliminari di fattibilità per determinare le scelte progettuali, in particolare lato hardware. In collaborazione con Ori Martin, i test hanno interessato soprattutto l’ambito di alimentazione dei sensori e la comunicazione wireless oltre che al monitoraggio delle diverse grandezze durante movimentazioni note.

4. SVILUPPO LOGICHE DI ALLARME


Nella fase 1 del progetto di sensorizzazione del polipo, sono state implementate logiche di allarme a soglia sulle grandezze acquisite, in grado di segnalare agli operatori coinvolti nella manutenzione eventuali malfunzionamenti, anomalie o guasti (livello troppo basso dell’olio nel serbatoio, pressione eccessiva, temperature anomale, inclinazione eccessiva etc).
Queste logiche sono state implementate, con relativi parametri, nell’applicativo software. Come per le grandezze di processo, anche gli eventi di allarme vengono storicizzati all’interno di un database.

5. TEST SUL CAMPO DURANTE IL NORMALE FUNZIONAMENTO


In seguito alla sensorizzazione del polipo e alla realizzazione dell’infrastruttura, installato il sistema completo, è stato effettuato un test di robustezza durante il normale funzionamento della gru del parco rottami, acquisendo e storicizzando tutti i dati raccolti, in modo tale da valutare eventuali modifiche al sistema di sensori e creare il database di dati sui quali si strutturerà la fase 2.
Il sistema è stato lasciato attivo per circa un mese e le analisi hanno confermato la robustezza del sistema wireless, l’affidabilità dei dati raccolti e l’efficacia delle soglie d’allarme impostate.


I BENEFICI

Il progetto ha permesso di migliorare la gestione della manutenzione del polipo, utilizzato per la movimentazione di materiale all’interno del parco rottami, permettendo al personale dell’azienda di tenere costantemente monitorato, in tempo reale, lo stato di funzionamento della benna e di ricevere segnalazioni in caso di anomalie, guasti e malfunzionamenti in modo tale da intervenire tempestivamente evitando o riducendo i downtime.

La fase 1 ha dunque permesso all’azienda di passare da una manutenzione di tipo tradizionale a una manutenzione preventiva, che nella fase 2 verrà implementata con intervalli più correlati con le necessità effettive di manutenzione e con logiche più avanzate di manutenzione predittiva, basata sull’elaborazione dei dati raccolti, al fine di individuare eventuali anomalie e risolverle, prima che diano luogo a guasti e avarie.
Questo comporterà auspicabilmente una riduzione dei costi di manutenzione preventiva ed una riduzione del downtime per guasto del sistema di movimentazione.


Parco Rottami O.R.I. Martin | Sensorizzazione del polipo per la manutenzione preventiva

REFERENTE DEL PROGETTO

Gabriele Zanetti

Responsabile Trasferimento Tecnologico

CSMT

MOBILE

366 6642226


TELEFONO

030 6595110



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