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#News
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I sensori definiranno il futuro della produzione e della tecnologia
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Nell'ultimo anno è stato difficile aprire una rivista di ingegneria e non leggere di Internet delle cose (IoT), Industria 4.0 o Comunicazioni macchina-macchina (M2MC)
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Ma tutto il clamore e le previsioni non serviranno a nulla se i produttori di sensori non saranno all'altezza delle sfide che li attendono, afferma Tony Ingham della Sensor Technology Ltd di Oxfordshire.
L'idea dell'Industria 4.0 si è imposta all'attenzione della massa solo un paio di anni fa, quando è stata il tema della grande fiera di Hannover in Germania. Gli esperti e i "futurologi" diranno che l'Industria 4.0 è diversa dall'IoT e dall'M2MC, ma per chi ha una visione più concreta, si tratta in realtà della stessa cosa: modi per aumentare in modo significativo la quantità di dati raccolti dai macchinari di produzione ed elaborarli in tempo reale per produrre informazioni migliori, che a loro volta portano a un aumento della produttività.
In effetti, è abbastanza ovvio che la quantità di dati prodotti sia in crescita da molti anni e che questo porti generalmente a un migliore processo decisionale. Tuttavia, esiste un sovraccarico di informazioni, quando le persone non sono in grado di selezionare le informazioni importanti da un mare di dati e quindi non sono in grado di prendere decisioni appropriate. Si tratta di una condizione umana che può essere trattata utilizzando un computer per classificare automaticamente tutti i dati in base all'importanza e visualizzarli in modo appropriato (compresi gli allarmi di emergenza, se necessario).
Questa gestione in tempo reale di grandi quantità di dati è una disciplina ben sviluppata ed è diventata nota come "big data". Probabilmente questa disciplina è nata nei sistemi di controllo che aiutano a gestire le raffinerie petrolchimiche, si è diffusa in altre applicazioni ad alta intensità di dati e da lì si è evoluta. Oggi è ampiamente utilizzato in molti settori diversi, dal recupero di petrolio e gas alla gestione della vendita al dettaglio, dalle previsioni meteorologiche alle indagini geologiche, dall'agricoltura al controllo delle infezioni, dalla gestione dei campi di battaglia alle operazioni delle reti di telecomunicazione.
Creare dati
Finora abbiamo parlato dell'utilizzo dei dati, ma in pratica prima di poterlo fare dobbiamo produrre i dati. È qui che entrano in gioco i sensori e ci si rende subito conto che sono, in sostanza, gli elementi costitutivi di Industria 4.0, ecc. Esistono già molti tipi di sensori, da semplici interruttori e contatori on/off a sensori sofisticati come il TorqSense della mia azienda, che misura continuamente la coppia generata da un albero rotante.
Sembra quindi inevitabile che la tecnologia dei sensori si sviluppi rapidamente nei prossimi anni. Disponiamo già di sensori per misurare quasi tutti i parametri utili, tra cui la temperatura, la velocità, il tasso di produzione, il colore, la viscosità, il peso, la pressione e la coppia, quindi non sono necessari nuovi tipi di sensori. I prossimi sviluppi ci porteranno in nuove direzioni.
Una richiesta ovvia è quella di "sensori intelligenti", ovvero sensori con capacità di elaborazione dei dati a bordo (o almeno a livello locale). Invece di inviare i dati grezzi al sistema di controllo centrale per l'elaborazione, questi sensori eseguono parte o tutta l'elaborazione sul campo. In questo modo producono informazioni raffinate, che possono essere in diversi formati, ciascuno adatto a un diverso tipo di utente.
Sensor Technology è stata pioniera di questo tipo di intelligenza distribuita alcuni anni fa e ha una lunga storia di fornitura di sensori intelligenti per molte applicazioni diverse. Attualmente, non tutti gli utenti desiderano questa funzionalità, ma quelli che la desiderano traggono notevoli vantaggi pratici e stanno essenzialmente creando la propria Intranet degli oggetti su misura
È probabile che la domanda di sensori intelligenti cresca in modo esponenziale con l'adozione dell'IoT e di concetti simili. Con le basi e gli sviluppi fondamentali già messi in atto dalle aziende guidate dalla tecnologia, la tendenza è libera di svilupparsi senza ostacoli.
Isole di controllo
Uno sviluppo logico del sensore intelligente è la LAN (rete locale) o cluster di sensori. In questo caso, un certo numero di sensori fornisce dati grezzi o informazioni elaborate a un controllore vicino per un'ulteriore elaborazione. In questo modo si ottiene un'architettura di sistemi di controllo altamente distribuita con caratteristiche quali robustezza, velocità, agilità e flessibilità per il cambiamento e lo sviluppo
È importante notare che una LAN di sensori sarà libera di includere diversi tipi di sensori, in modo da poter misurare molte variabili diverse. Potrebbe anche monitorare, ad esempio, la temperatura in più punti separati e/o la coppia in una serie di alberi motore diversi. Pertanto, il livello di informazioni che potrebbe produrre e trasmettere a diversi utenti potrebbe essere molto sviluppato.
Altre tendenze che ci aspettiamo di vedere nello sviluppo dei sensori sono la riduzione dei costi, la miniaturizzazione e la standardizzazione dei protocolli di comunicazione, il plug-and-play, le capacità di incorporazione e il miglioramento della qualità del segnale. I sensori potrebbero anche dover sviluppare la capacità di bypassare il sistema di controllo centrale e fornire informazioni direttamente al cloud o a un archivio dati remoto. Forse, soprattutto, i sensori dovranno essere estremamente flessibili, facili da installare e rimuovere, da collegare a una rete di controllo e da riconfigurare per nuovi compiti.
Un tempo i sensori erano una specie di cenerentola per gli ingegneri dei sistemi di controllo, un po' in secondo piano e certamente non entusiasmanti. Tuttavia, oggi stanno assumendo un'importanza tale che potrebbe cambiare l'intero concetto di ingegneria del controllo.