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Prevenire i tempi di fermo imprevisti con l’analisi predittiva

I tempi di fermo imprevisti rappresentano una sfida difficile da affrontare.

L’anno scorso, ad esempio, un dipendente di un’azienda del settore tissue mi ha raccontato una storia. Avevano un grande sistema coordinato con convertitori di frequenza ad alta potenza che controllavano una macchina tissue. Alla fine della linea, il prodotto veniva avvolto in una bobina di grandi dimensioni: immaginate un enorme rotolo di carta igienica.

Dopo 12 anni hanno iniziato a riscontrare malfunzionamenti e, in alcuni casi, guasti dei moduli dei convertitori. Quando un convertitore di frequenza della macchina si guastava e non azionava più il rullo, il prodotto si strappava e inceppava i meccanismi, causando l’arresto della macchina.

Il prodotto strappato doveva quindi essere rimosso e la macchina ricaricata con il nuovo prodotto e lentamente riavviata, facendo passare il tissue attraverso tutti i rulli della macchina.

Naturalmente era anche necessario ricercare il guasto e sostituire il modulo del convertitore difettoso. Tutto ciò causava diverse ore di fermo imprevisto e perdita di produzione.

A peggiorare la situazione, i convertitori di frequenza si guastavano a intervalli di pochi mesi, comportando costi significativi per l’azienda.

La buona notizia è che la maggior parte dei tempi di fermo imprevisti in questa situazione possono essere evitati. Come?

L’analisi predittiva cambia le regole per le applicazioni con convertitori di frequenza ad alta potenza

La tecnologia IIOT (Industrial Internet of Things) o Internet delle cose in ambito industriale è applicabile anche ai convertitori di frequenza.

Oggi i convertitori di frequenza con analisi predittiva integrata possono prevenire tempi di fermo imprevisti significativi. Ad esempio, i convertitori dispongono di ventilatori di raffreddamento integrati per evitare il surriscaldamento. Se uno di questi ventilatori smette di funzionare, il convertitore di frequenza si surriscalda e si guasta, provocando, naturalmente, tempi di fermo imprevisti.

La tecnologia TotalFORCE® rappresenta un modo per risolvere questo problema, prevedendo la durata attesa del ventilatore. Questo modello analitico è più di un semplice contatore: tiene conto delle misurazioni della temperatura ambiente (nei moduli dei convertitori sono integrati sensori) e della velocità del ventilatore. La diminuzione della velocità del ventilatore è un indicatore dell’usura dei cuscinetti.

Il modello di manutenzione predittiva fornisce una notifica su EtherNet/IP al sistema di controllo quando il ventilatore raggiunge una determinata percentuale della sua durata prevista (l’80% per impostazione predefinita).

Un sistema connesso può inviare al team di manutenzione una notifica perché provveda alla sostituzione del ventilatore durante la successiva interruzione pianificata, evitando così un fermo imprevisto.

Un sistema connesso può inoltre essere utilizzato per controllare automaticamente l’inventario delle parti di ricambio e ordinarle se necessario.

Altri modelli predittivi

La tecnologia include anche modelli predittivi per i condensatori e gli IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) che costituiscono il modulo di potenza del convertitore di frequenza.

Questi modelli predittivi tengono conto di fattori quali temperatura ambiente, temperatura del dissipatore termico e carico.

Anche in questo caso, il convertitore è progettato per inviare una notifica quando tali componenti si avvicinano alla fine della loro vita prevista.

Le funzionalità analitiche massimizzano i tempi di disponibilità

Queste funzionalità analitiche consentono di evitare fermi imprevisti, come quello della macchina per il tissue descritto all’inizio di questo blog.

I modelli predittivi consentono inoltre di ottimizzare le spese di manutenzione.

Ad esempio, quando un convertitore di frequenza su una macchina gestisce carichi bassi per la maggior parte del tempo, il modulo di potenza dovrà essere sostituito molto più tardi rispetto a un convertitore funzionante a pieno carico e a temperatura più elevata.

La disponibilità di tutte le informazioni sui dispositivi collegati all’impianto produttivo consente una migliore pianificazione delle spese di manutenzione.

Le funzionalità di manutenzione predittiva sono solo uno dei modi in cui la tecnologia TotalFORCE aiuta ad affrontare le sfide poste dalle applicazioni con convertitori di frequenza ad alta potenza. 


Josh Olive
Josh Olive
Power Control Area Manager, Rockwell Automation
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