{"id":4252,"date":"2020-05-13T14:50:00","date_gmt":"2020-05-13T14:50:00","guid":{"rendered":"https:\/\/servotecnica.com\/progettare-sistemi-modulari-drive-distribuiti-o-drive-centralizzati\/"},"modified":"2024-05-06T13:51:46","modified_gmt":"2024-05-06T13:51:46","slug":"progettare-sistemi-modulari-drive-distribuiti-o-drive-centralizzati","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/servotecnica.com\/it\/progettare-sistemi-modulari-drive-distribuiti-o-drive-centralizzati\/","title":{"rendered":"Progettare sistemi modulari: drive distribuiti o drive centralizzati?"},"content":{"rendered":"\n

Per il progettista che si appresta a realizzare una macchina \u00e8 importante comprendere i pro e i contro che offre ciascuna soluzione -sia essa centralizzata con azionamento da quadro o decentralizzata con azionamenti distribuiti- in quanto, alcune scelte, \u00e8 necessario farle gi\u00e0 nelle prime fasi di progettazione.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Nelle architetture decentralizzate, le elettroniche di potenza e di controllo sono solitamente integrate direttamente nell\u2019housing del motore o poste in prossimit\u00e0 di esso. L\u2019ingombro dell’elettronica si sposta cos\u00ec dal quadro elettrico di controllo al bordo macchina. Il vantaggio, ormai noto, che si ottiene \u00e8 quindi quello di liberare spazio nel cabinet, con conseguente riduzione di ingombro e cablaggi.\r\nTuttavia, se questo pu\u00f2 rappresentare un vantaggio inconfutabile, a seconda delle situazioni e dei propri obiettivi possono presentarsi criticit\u00e0, diventa quindi importante contestualizzare le scelte e soprattutto essere a conoscenza dei possibili \u201ceffetti collaterali\u201d dell\u2019una o dell\u2019altra soluzione.<\/p>\n\n\n\n

Di seguito, tratteremo uno per uno gli aspetti che riteniamo degni di un\u2019analisi preliminare, sperando di fare cosa gradita al lettore progettista.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019ingombro dei motori con elettronica integrata<\/h2>\n\n\n\n

Il fatto che l’elettronica di potenza e di controllo venga remotata sul (o nei pressi) del motore, non significa che essa scompaia. Questo significa che la nostra applicazione dovr\u00e0 avere abbastanza spazio in prossimit\u00e0 del motore per tenere in considerazioni le problematiche termiche aggiuntive introdotte dalla presenza del drive.\r\nAd esempio, i servomotori sincroni, spesso impiegati nelle applicazioni industriali, sono ottimizzati per il funzionamento dinamico e spesso vengono integrati nella struttura di macchina al fine di ottimizzare gli spazi.. Aggiungere un componente in una situazione gi\u00e0 \u201caffollata\u201d, aumentando di fatto le dimensioni del motore, non \u00e8 sempre possibile.<\/p>\n\n\n\n

L’evoluzione tecnologica va incontro ai progettisti, mentre i costruttori di drives si sfidano nello sviluppo di amplificatori di potenza altamente efficienti senza scendere a compromessi in termini di compattezza. Per contro, va detto che i semiconduttori di materiali compositi di nuova generazione come i moduli SiC (silicon carbide), che permettono di lavorare ad alte tensioni e temperature dimostrando al contempo un’elevata efficienza, rimangono molto pi\u00f9 costosi dei pi\u00f9 classici moduli IGBT (insulated-gate bipolar transistor). Ad oggi, infatti, mancano i processi che consentano di produrre i moduli SiC a basso costo e il settore guarda al futuro nella speranza di un cambiamento negli anni a venire.<\/p>\n\n\n\n

Modello termico, interfacce e sensori<\/h2>\n\n\n\n

Un altro aspetto di cui tenere conto in fase di progettazione \u00e8 lo sviluppo di calore. Questo rende estremamente importante la gestione termica \u201csmart\u201d degli azionamenti, la quale non si pu\u00f2 limitare alla classica protezione mediante calcolo dell’I2t. Oggi giocano infatti un ruolo chiave i software che, basandosi su modelli termici, sono in grado di fornire informazioni relative al bilancio termico, segnando al progettista la via per una gestione ottimale del calore in funzione dell’ambiente e del sistema, tenendo conto di variabili multiple come temperatura, umidit\u00e0, radiazione solare, ambiente interno o esterno, ecc.<\/p>\n\n\n\n

Gli azionamenti decentralizzati<\/a> dovrebbero essere inoltre dotati di interfacce bus multifunzionali, cos\u00ec da essere pi\u00f9 versatili. In futuro, infatti, si prevede un utilizzo crescente di dispositivi ampliabili e scalabili a seconda delle necessit\u00e0 grazie all\u2019aggiunta di schede opzionali e interfacce.<\/p>\n\n\n\n

Infine, ma non per questo meno importante, l’integrazione dei sensori spinta dell\u2019IIOT (Industrial Internet of Things) dell\u2019industria 4.0 plasmer\u00e0 le tendenze nella progettazione e nell’implementazione dei sensori nelle attivit\u00e0 di manutenzione predittiva, unitamente alla connessione in cloud e all’intelligenza artificiale per l\u2019analisi e il monitoraggio dei dati da remoto. I sensori saranno il trait d\u2019union tra i sistemi fisici, che raccolgono i dati di processo della macchina, e i collegamenti di comunicazione che trasmettono i dati al cloud o ad altre strutture di controllo o di monitoraggio.<\/p>\n\n\n\n

Cablaggi<\/h2>\n\n\n\n

I cavi sono la spina dorsale dei sistemi di automazione industriale. Gli ultimi due decenni ci hanno fatto assistere ad uno sviluppo tecnologico che ha cambiato la natura della produzione industriale odierna.<\/p>\n\n\n\n

Questa evoluzione ha generato una domanda di soluzioni super performanti ed \u00e8 sempre pi\u00f9 evidente il trend dei produttori di sistemi verso soluzioni ibride, dove potenza, bus di campo, tensione 24 V ed STO convivono in un’unica linea compatta e leggera con una struttura a daisy chain<\/a>. Per supportare questi cambiamenti diventano quindi necessari alti livelli di flessibilit\u00e0, stabilit\u00e0 e durabilit\u00e0 da parte di tutte le parti in gioco, cavi integrati e di sistema, in quanto il malfunzionamento di solo una di questi collegamenti porterebbe a fermi macchina ed a ingenti perdite economiche.<\/p>\n\n\n\n

Durante la progettazione vanno sicuramente prese in considerazione eventuali cadute di tensione tenendo a mente la capacit\u00e0 di trasporto della corrente della sezione limitata dei cavi.\r\nA seconda dell’applicazione si dovr\u00e0 tenere conto del comportamento in sovraccarico del motore. La tecnologia di cablaggio \u201csmart\u201d nella progettazione daisy chain e l’uso di cavi ibridi riduce al minimo lo sforzo di cablaggio e semplifica un\u2019eventuale espansione della macchina.<\/p>\n\n\n\n

La scelta dei motori<\/h2>\n\n\n\n

La scelta della tipologia dei motori dipende, oltre che dalle performance richieste in termini di coppia, velocit\u00e8 ecc, anche dall integrazione con la meccanica sul bordo macchina e dall’ambiente in cui andr\u00e0 ad operare. Sceglere se pilotare i motori con un drive che sia allocato nel quadro elettrico oppure da un drive collacato in prossimit\u00e0 del motore o addirittura integrato su esso dipender\u00e0 dalla corretta valutazione di tutti gli aspetti trattati fino ad ora. E’ per questo che, gia da ora, il successo di un’applicazione, dipender\u00e0 sempre di pi\u00f9 dalla corretta valutazione degli aspetti elettrici, termici, meccanici ed informativi.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Non esiste bianco o nero. I vantaggi sono nel mezzo.<\/h2>\n\n\n\n

Per concludere riprendendo il titolo di questo articolo, la risposta \u00e8 che dipende. Non esiste un\u2019architettura migliore a prescindere; per scegliere correttamente l\u2019una o l\u2019altra soluzione \u00e8 importante capirne pro e contro.\r\nQuello che possiamo dirvi \u00e8 che raramente \u00e8 bianco o nero. Soluzioni miste sono spesso la scelta migliore, dove si combinano azionamenti centralizzati e decentralizzati. Questa flessibilit\u00e0 tiene aperte tutte le porte e permette di coprire un maggior ventaglio di esigenze.<\/p>\n\n\n\n

In sostanza, entrambe le architetture hanno la loro ragion d\u2019essere e nelle applicazioni reali ci sar\u00e0 sempre necessit\u00e0 sia di azionamenti centralizzati che decentralizzati. Raramente una scelta esclude l\u2019altra e nella maggior parte dei casi si dovr\u00e0 optare per soluzioni ibride. Entrambe le configurazioni possono lavorare insieme completandosi a vicenda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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