lunedì, Maggio 27, 2024
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I vantaggi della decentralizzazione e di IO-Link nei settori Packaging e F&B: l’analisi di Murrelektronik

Packaging e F&B secondo Murrelektronik

Packaging e Food & Beverage sono settori in profonda trasformazione. L’automazione spinta consente di ottenere processi sempre più rapidi, precisi e controllati in grado di restituire una quantità di dati notevolmente superiore rispetto al recente passato. Per meglio comprendere lo scenario attuale e approfondire gli aspetti tecnologici abbiamo fatto una chiacchierata con Filippo Truffelli – Sector Manager F&B – Packaging di Murrelektronik. Quanto affermato da Truffelli mette in risalto la necessità di predisporre sistemi lean all’insegna della semplicità nonché gli apprezzabili vantaggi che può garantire l’uso dell’IO-Link per la gestione dei dati e delle informazioni.

Il settore del packaging è caratterizzato da processi sempre più flessibili il cui risultato vede soddisfatti i requisiti di produzione di piccoli lotti sempre più diversificati. Oggi le soluzioni offerte da Murrelektronik come si collocano in questo contesto?

Il settore del packaging sta mutando rapidamente sotto la spinta delle richieste e della permeazione delle nuove tecnologie. Date le caratteristiche di performance che oramai devono rispondere a una certa fluidità, è necessario adottare alcuni accorgimenti che permettano di mantenere le prestazioni e consentire un cambio formato in modo agile e in tempi brevissimi. Murrelektronik promuove la decentralizzazione dei componenti e l’implementazione di IO-Link come protocollo, proprio per raggiungere quella fluidità e riprogrammazione della produzione necessari a soddisfare la domanda di mercato.

Filippo Truffelli

In particolare, l’IO-Link permette di collegare numerosi dispositivi più velocemente e consente il flusso di un numero maggiore di informazioni come, ad esempio, la linearità della lettura e una scala delle misure molto più ampia, oltre che ad assicurare più precisione. In aggiunta, i dispositivi I/O di Murrelektronik (Impact67 Pro e MVK Pro, ndr) sono in grado di comunicare attraverso MQTT e OPC-UA; in questo modo la trasmissione delle informazioni acquisite verso i sistemi di controllo non deve più passare obbligatoriamente attraverso il punto comune che è il PLC, poiché è sufficiente puntare ad un indirizzo IP per collegarsi. Inoltre, anche le informazioni riguardanti la diagnostica sono fondamentali per assicurare la continuità dei processi e limitare al massimo le perdite di tempo e i fermi macchina causati da guasti e manutenzione.

Detto questo, Murrelektronik propone soluzioni IO-Link in ottica modulare ed espandibile, per consentire aggiunte, modifiche o sviluppo a una qualsiasi macchina o linea produttiva. Inoltre, i dispositivi master sono in grado di comunicare con gli hub e permettono di espandere al massimo le soluzioni con grado IP67, livello a cui tutti i produttori stanno gradualmente arrivando. Con questo approccio, si dispone di moduli ready-to-use da implementare rapidamente, con pochi passaggi e minimi collegamenti, con un innegabile beneficio economico e di tempo. Giusto per far comprendere l’importanza dell’IO-Link nel packaging, posso portare l’esempio del settore F&B, che è stato quello che ha sentito per primo il bisogno dell’adozione di questo protocollo.

Ciò perché esistono necessità di lettura molto più dettagliate da parte dei sensori e pertanto, rispetto alla modalità analogica, si è rivelato determinante ricorrere a qualcosa di molto più definito. I vantaggi riscontrati nel F&B, grazie all’adozione dell’IO-Link, si sono poi propagati verso altri settori come, per l’appunto, nel packaging.



Nel Food and Beverage sono presenti diverse tecnologie quali la blockchain e come abbiamo detto l’IO-Link. Da questo si evince che vi sono requisiti molto più stringenti rispetto al packaging. Quali benefici porta l’IO-Link e in che modo?

È logico che in un settore come il F&B, dove è richiesta l’assoluta garanzia di qualità di un prodotto, così come il tracciamento e l’igiene delle linee, entrino in gioco requisiti molto più rigidi rispetto al packaging, che richiedono quindi soluzioni più complesse. Senza dilungarmi sul discorso blockchain che resta comunque fondamentale per la garanzia di autenticità e qualità, vi sono alcuni fattori che incidono in maggior misura sulla produzione e sul processo. Mi riferisco alla quantità di dati e all’ambito igiene.

Per quanto riguarda i dati, la quantità di informazione è ben maggiore rispetto al settore packaging, poiché non vi sono soltanto i parametri di lettura del prodotto finito, bensì dati corrispondenti a tutto ciò che riguarda il processo a monte, ovvero gli ingredienti, la temperatura, i valori da rispettare durante la lavorazione e così via. A questo punto si è per così dire obbligati ad utilizzare il protocollo IO-Link, poiché consente di raggruppare molti più dati con una risoluzione più alta su di un singolo nodo che corrisponde alla capacità di gestire valori multi-grandezza su una sola porta di connessione. In questo modo, è possibile predisporre una rete dati molto più snella, con una conseguente riduzione del tempo per la messa in opera e costi inferiori.

Faccio una considerazione riguardo al grado di protezione: il F&B prevede l’IP69K, poiché i nodi possono essere montati direttamente a bordo macchina, in questo caso la parte “sporca” della linea. Ciò perché è necessario effettuare a cicli regolari il lavaggio a pressione delle linee che può prevedere l’uso di detergenti aggressivi. Tuttavia, i dispositivi in classe IP67 sono utilizzati in maggior misura poiché la tendenza è quella di avere il nodo lontano dalla parte sporca lasciando solo i dispositivi di lettura e misura a bordo macchina. Con questa soluzione, attraverso l’IO-Link, è più semplice realizzare sistemi snelli e meno costosi.  Sempre in tema di igiene, nel F&B i processi CIP e SIP confermano l’importanza di gestire le misurazioni con l’IO-Link.

Il CIP (Clean in Place) consente di pulire le superfici interne di sistemi a tenuta, con temperature di processo di circa 90 °C, senza richiedere di base lo smontaggio dell’impianto. Il SIP (Sterilization in Place) è un processo che segue il CIP e attraverso l’uso di acqua calda o vapore saturo ad alte temperature (solitamente 140 C°), oltre che mediante l’aggiunta di detergenti chimici, consente di eliminare i microorganismi presenti nelle linee. L’aspetto più importante del SIP è quello della misurazione, poiché all’interno delle tubature e dei contenitori entro i quali transitano le sostanze alimentari sono installati numerosi punti di misurazione (conduttivimetri). I conduttivimetri restituiscono valori di conduttività che permettono di riconoscere la presenza di prodotto di lavaggio, acqua o residui in modo da determinare con precisione la perfetta pulizia della linea e quindi l’assenza di tracce di sostanze contaminanti.

Tuttavia, i valori di conduttività rilevati hanno un range di scala ampio che va dai nS/cm fino ai mS/cm con cui identificare acqua, alimenti o sostanze acide per la pulizia. Vista la grande differenza di valore, l’adozione dell’IO-Link offre l’opportunità di avere due grandezze fisiche differenti dallo stesso sensore e quindi di gestire perfettamente le misurazioni. L’IO-link consente quindi di effettuare molte altre misurazioni come, ad esempio, il rilevamento della posizione delle valvole, aperta o chiusa, ma anche la velocità di movimento.   

Conclusioni

Come abbiamo potuto apprendere dalle parole di Truffelli, il settore del packaging viene plasmato da esigenze di controllo e di rilevamento sempre più approfondite e precise. È quindi fondamentale per i produttori poter contare su un partner che offra loro un supporto costante per poter restare al passo con gli ultimi sviluppi tecnologici e in particolare con le ampie possibilità che offre l’IO-Link. Murrelektronik, da sempre a fianco delle aziende, oltre a fornire prodotti tecnologicamente avanzati mette a disposizione il proprio know-how grazie a un programma di workshop aziendali mediante i quali diffonde la cultura tecnologica nelle aziende.