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Christian Gabriel, responsabile della divisione General Automation di KEBA Industrial Automation GmbH. Nella foto di apertura: la famiglia di pannelli mobili KeTop Safe Wireless e, al centro, la stazione base CB410 che ne rende possibile la connessione wireless.

I costruttori di macchine sono sempre più chiamati alle sfide della smart factory, in cui il software ha un ruolo sempre più centrale. KEBA, specializzata in Industrial Automation, ci indica i percorsi da affrontare in questa trasformazione.

Per i costruttori di macchine la trasformazione digitale e l’avvento della smart factory hanno cambiato radicalmente gli scenari operativi, creando opportunità per lo sviluppo di nuovi prodotti e di nuovi servizi un tempo impensabili. Al tempo stesso, però, le nuove tecnologie dell’automazione impongono a queste aziende l’adozione di nuovi approcci. Non basta più, infatti, curare in ogni minimo dettaglio la parte meccanica, gli automatismi e l’ingegnerizzazione. Il software riveste un ruolo centrale: deve essere in grado di gestire tutti i moduli di automazione, deve essere facilmente adattabile a diversi modelli e tipologie di macchine e deve poter essere aggiornato con facilità per seguire il passo di un’evoluzione tecnologica sempre più rapida.

Un pannello mobile KeTop T15x Safe Wireless, tablet per utilizzo industriale, in formato verticale.

Nella valutazione degli interlocutori per lo sviluppo dell’architettura di software e controllo, i costruttori di macchine si trovano di fronte a scelte complesse, perché non possono rivolgersi a una pluralità di fornitori. Si tende quindi a trovare un interlocutore principale, con il quale sviluppare relazioni che non siano troppo strette ed esclusive. In definitiva, il problema è individuare un partner che risolva i problemi legati allo sviluppo del software, senza diventarne troppo dipendenti.

Come ci si deve orientare allora? Ne abbiamo parlato con Christian Gabriel, responsabile della divisione General Automation di KEBA Industrial Automation GmbH. KEBA è un gruppo internazionale nato in Austria, con sede a Linz, che sviluppa un ampio portafoglio di prodotti per l’automazione in diversi settori, dall’energia alla logistica, dal settore industriale a quello bancario. L’automazione industriale è uno dei campi di attività più prolifici, con soluzioni studiate per le macchine utensili, la lavorazione della lamiera, la trasformazione delle materie plastiche e la robotica. In ognuno di questi settori KEBA opera con team e strutture dedicate, che conoscono profondamente le necessità specifiche di ogni attività.

Un pannello KeTop Safe Wireless in formato orizzontale.

DAI SISTEMI COMPLESSI A QUELLI MODULARI

Quali sono allora le sfide più stringenti che l’automazione pone oggi ai costruttori di macchine? “Per anni”, osserva Christian Gabriel, “queste aziende hanno puntato sull’hardware per distinguersi dai concorrenti. Oggi però è il software a offrire le maggiori possibilità per emergere. Le strutture software che sono cresciute progressivamente negli anni non tengono il passo dei requisiti richiesti oggi dall’automazione moderna. Sono spesso strutture monolitiche e basate su sistemi operativi superati. Alla luce di questa osservazione, la mia opinione è che la più grande sfida per i produttori di macchine risiede nel ridurre il peso dell’ingegneria del sistema informatico e ricorrere sempre più alla creazione di strutture modulari. I PLC sono sempre più presenti nelle nuove macchine e impongono quindi di considerare con attenzione i processi a monte e a valle. Per questo motivo in KEBA abbiamo deciso di utilizzare da più di dieci anni la piattaforma Linux. Utilizziamo strutture informatiche e opzioni tipiche dell’Information Technology e le modifichiamo e adattiamo per l’utilizzo in ambito industriale. In definitiva, stiamo sempre più affinando gli strumenti IT”.

Keba produce una vasta gamma di servomotori fino a coppie di stallo di 300 Nm. L’offerta prevede i più moderni sistemi di misura digitali, anche “sigle cable”, oltre a varianti con servoventilazione o raffreddamento a liquido.

Ogni cambiamento comporta però difficoltà. Che cosa significa per i produttori di macchine adottare un approccio più mirato alla modularità delle soluzioni software? “Me ne vengono in mente alcune”, ci dice ancora Gabriel. “Per esempio, molti produttori si basano su un’architettura di sistema obsoleta, che hanno affidato per anni a un unico sviluppatore. Continuare a sviluppare un software del genere è difficile, perché il know-how si concentra in un unico referente. Oggi, tra l’altro, modularità e riutilizzo sono concetti sempre più importanti. Le nuove generazioni di ingegneri non sono interessate a mantenere in vita codici vecchi di trent’anni. Vogliono introdurre nuove tecnologie e nuovi strumenti, come librerie liberamente disponibili che aiutano a creare strutture modulari e a gestire meglio le risorse, favorendo integrazione e sviluppo continui”.

A tutto questo si aggiunge anche la difficoltà a reperire personale specializzato in grado di utilizzare le nuove macchine automatiche destinate al settore manifatturiero. Chiunque deve essere in grado di utilizzarle e questo impone ai produttori, secondo Gabriel, anche la “necessità di curare la user experience, l’esperienza dell’utilizzatore e, di conseguenza, le interfacce utente.

Un’ulteriore sfida riguarda i tempi di sviluppo dei prodotti. “Il time-to-market è essenziale”, aggiunge Gabriel. “I cicli di vita dei prodotti si stanno accorciando sempre più. Nuove funzionalità sono continuamente richieste dal mercato e non con cicli di anni, come nel passato. Questo trend accresce l’importanza dell’ingegneria dei sistemi informatici, ma anche la necessità della piena compatibilità di ogni aggiornamento e, quindi, di un’elevata flessibilità delle architetture, che consenta la rapida introduzione di nuove funzionalità senza però compromettere o ridurre la produttività”. La scelta di utilizzare Linux e lo sviluppo da parte di KEBA di soluzioni sempre più aggiornate per la connettività, permette al gruppo di proporre prodotti pronti all’uso che, dice Gabriel, “aiutano i produttori di macchine a far uscire sul mercato nuove soluzioni in tempi rapidi”.

Unità di controllo KeControl C5 di KEBA, equipaggiata con CPU supercompatte ad alte performance.

FLESSIBILITÀ E PROTEZIONE DEL KNOW-HOW

Come si traducono queste riflessioni nell’offerta di KEBA per i produttori di macchine? “La filosofia di cui ho parlato”, dice Gabriel, “è contenuta in Kemro X, il nostro sistema completo di automazione per hardware e software, che comprende sia i pannelli di controllo fissi e mobili, i drive e altri componenti fisici, sia i tool software con cui sono programmati. Kemro X si basa su una struttura modulare utilizzabile come le app dei nostri smartphone. Possono essere moduli software sviluppati da KEBA oppure disponibili nel mondo Linux o, ancora, essere costruiti specificamente per le esigenze dei clienti. Dal momento che si basa su Linux ed è un sistema aperto, Kemro X può essere facilmente integrato dai produttori di macchine con moduli software sviluppati da loro stessi o di terze parti. Il know-how resta così di loro proprietà e completamente indipendente.

L’impiego di una struttura software di questo tipo garantisce numerosi vantaggi ai produttori. Per esempio è possibile utilizzare sistemi di controllo comuni per  macchine molto diverse tra loro e che abbiano anche  logiche e concetti molto diversi tra loro, a patto ovviamente di essere  basate su piattaforma Kemro X. KEBA ad esempio ha sviluppato la serie di pannelli mobili KeTop T15x Safe Wireless, tablet per utilizzo industriale, realizzati in formato sia orizzontale che verticale, che possono consentire  di comandare macchine, robot o altri sistemi di automazione da un unico terminale. Questi dispositivi si collegano alla stazione base CB410 in modalità wireless, quindi consentendo agli operatori la massima libertà senza vincoli di cavi. Anziché assegnare un controllo a ogni macchina, inoltre, è possibile affidarne uno a ogni operatore o tecnico della manutenzione, che così potrà muoversi all’interno dell’impianto e svolgere diverse funzioni con lo stesso strumento. Un potente modo di ripensare l’organizzazione produttiva.

Macchina lucidatrice per cilindri da stampa rotativa. L’azienda austriaca sviluppa hardware e software di controllo perfettamente integrati tra loro nella piattaforma Kemro X.

Le funzionalità di Kemro X non si fermano ovviamente qui. “La nostra è una piattaforma software aperta”, conclude Christian Gabriel, “che ci ha consentito negli anni di sviluppare una grande offerta di moduli software o di app KEBA, se così vogliamo chiamarle. Parliamo di strumenti utili non solo per l’ingegnerizzazione o per il controllo, ma anche per la simulazione delle macchine e per il controllo da remoto”. Il tutto con l’obiettivo di continuare l’evoluzione anche nei prossimi anni. “Tra le cose che abbiamo in mente”, conclude l’esperto, “c’è anche l’idea di rendere i moduli software indipendenti dall’hardware e di sviluppare sempre più soluzioni out-of-the-box, pronte all’uso, anche per il controllo di robot mobili o di magazzini automatici”.

FOCUS: LA PIATTAFORMA DI SERVOAZIONAMENTI KEBA

Con KeDrive D3, KEBA propone un sistema di automazione completo con un motion controller su bus EtherCAT, che integra un PLC di sicurezza, moduli azionamenti multi-asse in configurazione singola, doppia e tripla, e di un alimentatore centralizzato che integra l’alimentatore switching a 24Vdc. È disponibile anche una versione di moduli azionamenti con interfaccia Profinet IRT/PROFISAFE, per il collegamento a sistemi con master Profinet. La gamma di potenze è completa da 1,5 a 250 A.

Tramite un sistema frontale di bus-bar, l’installazione risulta semplice e il cablaggio ridotto al minimo. L'integrazione di tre drive all'interno di un unico modulo offre una riduzione dello spazio richiesto nel cabinet senza eguali. Impiegando la tecnologia singolo cavo, basata su encoder digitali, si riducono ulteriormente i costi di cablaggio.

L’ambiente di sviluppo Kemro X, basato su CoDeSys 3, integra librerie motion e di robotica con la logica macchina, la configurazione degli azionamenti e la gestione della diagnostica a livello di sistema, fino alla programmazione delle funzioni di sicurezza.

L’utente può accedere ad ogni componente del sistema, sia localmente che da remoto, attraverso la connessione Ethernet presente nel controllore centrale. La potenza di calcolo scalabile, combinata ad avanzate funzionalità di motion control, fornisce agli utilizzatori una gamma ottimale di opzioni che consente di realizzare soluzioni performanti ed economicamente attraenti. ©ÈUREKA!

KeDriveD3, sistema di automazione completo con motion controller su bus EtherCAT, che integra PLC di sicurezza, moduli azionamenti multi-asse in configurazione singola, doppia e tripla e alimentatore centralizzato.

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