![\"distributed](\"https:\/\/servotecnica.com\/images\/Blog\/distributed-drives-example-servotecnica.png\")
<\/figure>\n\nLe architetture centralizzate e decentralizzate hanno i loro pregi e i loro difetti. Decidere quale sia la migliore dipende molto dall’applicazione specifica. A vedere bene, i sistemi ad architettura mista sono abbastanza comuni nell’industria, soprattutto quando gli azionamenti presentano alcune caratteristiche comuni, dimostrando cos\u00ec la validit\u00e0 di un approccio ibrido.<\/p>\n\n
I capitoli che seguono delineano alcuni dei pro e dei contro pi\u00f9 significativi associati alle strategie di azionamento centralizzato e decentralizzato, con particolare attenzione ad aspeti quali: le dimensioni dell’armadio\/pannello di controllo, il dimensionamento dell’applicazione, le opzioni e la modularit\u00e0.<\/p>\n\n
Dimensioni dell’armadio \/ pannello di controllo<\/h2>\n\n
Come spesso accade in un numero crescente di applicazioni industriali, lo spazio \u00e8 un fattore vincolante. Con un approccio centralizzato – se lo spazio lo consente – tutti gli azionamenti possono essere collocati all’interno di un unico armadio, semplificando cos\u00ec diagnostica e manutenzione. Inoltre, potrebbe essere possibile centralizzare alcuni servizi, come il raffreddamento, la distribuzione dell’alimentazione e la sicurezza. Chiaramente, l’ispezione visiva \u00e8 uno dei vantaggi qualora si opti per un controllo del movimento centralizzato.
\nNaturalmente, tutta questa centralizzazione ha un prezzo: l’ingombro o l’involucro dimensionale dell’armadio aumenta. Avendo molte fabbriche e impianti problemi di spazio, i costruttori di macchine sono sempre meno propensi ad avere armadi di controllo ingombranti. Negli ultimi anni, l\u2019ingombro ridotto \u00e8 diventato uno dei principali argomenti di vendita per gli OEM. Non di meno, possono sorgere problemi legati agli ingombri in fase di aggiornamento o ampliamento dei macchinari esistenti, ad esempio per eliminare colli di bottiglia o per aumentare l’efficienza. In queste circostanze, spesso gli ingegneri si trovano a dover fare i conti con spazi limitati o destinati ad altro.
\nUn altro fattore da tenere in considerazione \u00e8 il costo significativo in termini di materiale e manodopera rappresentato dal cabinet di controllo che, solitamente, viene progettato ad hoc per l’applicazione. Pertanto, il costo associato alla progettazione, alla costruzione e all’installazione di un sistema centralizzato deve essere una valutazione di primaria importanza nella spesa complessiva della macchina.
\nL’alloggiamento degli azionamenti in un armadio separato dalla macchina, offre naturalmente una protezione completa dall’ambiente esterno dell’impianto o della fabbrica. Tuttavia, poich\u00e9 la perdita di calore viene generata centralmente, \u00e8 necessario un raffreddamento efficace all’interno dell’armadio elettrico.
\nQuando si adotta una strategia di azionamento decentralizzata, le dimensioni del quadro elettrico principale sono in genere estremamente compatte, mentre i costi di installazione sono inferiori sia in termini di materiale che di lavorazione. Un ulteriore vantaggio \u00e8 che gli azionamenti distribuiti prevedono l’utilizzo di cavi precablati che riducono la possibilit\u00e0 di errore e accorciano i tempi di messa in servizio.
\nNaturalmente, un sistema decentralizzato \u00e8 particolarmente adatto al semplice controllo di motori stand-alone, ma non solo. Poich\u00e9 l’azionamento pu\u00f2 essere montato sopra o vicino alla macchina\/motore, i vantaggi della riduzione delle dimensioni sono lampanti rispetto ad un sistema centralizzato equivalente. La riduzione dei costi si traduce inoltre nell’eliminazione di un pannello di controllo personalizzato, per non parlare della manodopera necessaria per il montaggio e l’installazione del sistema. Inoltre, le lunghezze dei cablaggi sono ridotte, mentre ulteriori vantaggi includono una migliore compatibilit\u00e0 elettromagnetica (EMC) e la distribuzione capillare delle perdite di calore, riducendo il fabbisogno e il costo di un sistema di termoregolazione centralizzato.
\nMentre alcuni ritengono che questo tipo di architettura non sia sufficientemente robusta per fornire un elevato grado di protezione contro l’ambiente circostante, in realt\u00e0 \u00e8 vero il contrario. Molti dei pi\u00f9 recenti convertitori decentralizzati offrono caratteristiche embedded e un alto livello di protezione IP66\/NEMA 4X per consentire l’installazione direttamente sul motore o nelle vicinanze. Il design robusto degli azionamenti decentralizzati pu\u00f2 infatti proteggere dalla penetrazione di polvere o getti d\u2019acqua, oltre ad offrire maggiori garanzie di sicurezza ai tecnici che operano in contatto con parti sotto tensione.
\nIn questo settore sono pochi gli inconvenienti dati dall\u2019impiego di azionamenti decentralizzati, anche se l’ispezione visiva e la manutenzione a volte risultano pi\u00f9 complesse, in quanto gli azionamenti sono difficilmente accessibili.<\/p>\n\n Uno dei principali vantaggi delle soluzioni centralizzate in termini di dimensionamento dell’applicazione \u00e8 che i motori non sono soggetti ad alcun declassamento. Per fornire una definizione standard, eventuali condizioni di funzionamento gravose richiedono un derating del motore. Tali condizioni possono includere una temperatura ambiente superiore a 40\u00b0C, la posizione di montaggio del motore, la frequenza di commutazione dell’azionamento o il sovradimensionamento dell\u2019azionamento scelto per il motore.
\nIl derating \u00e8 un processo di progettazione che pu\u00f2 contribuire in modo significativo all\u2019affidabilit\u00e0 della macchina. Con un approccio centralizzato, le dimensioni ridotte del motore e la minore inerzia del rotore sono tipiche, mentre le prestazioni ottenibili sono superiori rispetto alle soluzioni decentralizzate. Per quanto riguarda i difetti, chi opta per una soluzione centralizzata dovr\u00e0 tenere conto di cablaggi pi\u00f9 lunghi, senza dimenticare che ogni motore \u00e8 collegato all’armadio elettrico tramite due cavi, uno per l’alimentazione e uno per il feedback.<\/p>\n\n Chi pensa che le soluzioni decentralizzate per il controllo del movimento non si prestino ad un dimensionamento ottimale delle applicazioni sarebbe in errore. Ad esempio, in alcuni casi, \u00e8 possibile utilizzare un armadio standard per le funzioni di base e aggiungere moduli indipendenti opzionali (con la loro elettronica a bordo) senza dover modificare l’armadio originale.<\/p>\n\n In alcuni casi, un\u2019architettura con azionamenti decentralizzati pu\u00f2 essere reso necessario dalle dimensioni della macchina. \u00c8 possibile eliminare lunghi cavi motore da un armadio di controllo centrale portando l’alimentazione agli azionamenti decentralizzati con una daisy chain, drive-to-drive, o utilizzando un azionamento con un’alimentazione integrata. Inoltre, gli azionamenti decentralizzati possono semplificare la strutturara anche in macchine grandi e complesse, un vantaggio particolare per le applicazioni destinate a settori quali l’automotive e l’intralogistica, ad esempio.
\n<\/p>\n\n Esiste tuttavia un potenziale svantaggio per le soluzioni decentralizzate per quanto riguarda il dimensionamento delle applicazioni. Nei motori con azionamenti integrati deve essere accettato un derating del motore dovuto allo scambio termico con l’azionamento. Per contrastare questo problema, a parit\u00e0 di prestazioni T,n, il motore con l’azionamento integrato avr\u00e0 un desgin pi\u00f9 ingombrante (T,n \u00e8 il rapporto tra velocit\u00e0 di rotazione e coppia). Va notato, tuttavia, che questo requisito non \u00e8 necessario per gli azionamenti decentralizzati nelle vicinanze.<\/p>\n\n Per quanto riguarda le opzioni, le soluzioni centralizzate tendono a offrire una maggiore personalizzazione dei moduli all’interno del cabinet. Questo tipo di soluzione quadro garantisce inoltre la possibilit\u00e0 di aggiungere opzioni sul campo in un secondo momento. Sebbene le opzioni pi\u00f9 comuni – come STO (Safe Torque Off), Safety Bus, I\/O e protocolli Ethernet in tempo reale – siano disponibili per i sistemi decentralizzati, esse sono limitate rispetto alle soluzioni quadro a causa dello spazio ridotto. Tipicamente, le opzioni sono installate dall’OEM e generalmente non \u00e8 possibile aggiungerle o rimuoverle sul campo.<\/p>\n\n I sistemi centralizzati sono ritenuti meno modulari rispetto alla loro controparte distribuita, anche se c’\u00e8 una maggiore flessibilit\u00e0 per quanto riguarda i sistemi di dissipazione del calore basati sul raffreddamento ad aria o a liquido. In generale, la modularit\u00e0 del pannello di controllo non \u00e8 legata alla modularit\u00e0 del sistema complessivo.<\/p>\n\n Al contrario, le configurazioni decentralizzate sono estremamente modulari. Qui, l’architettura degli azionamenti pu\u00f2 seguire la modularit\u00e0 meccanica della macchina o del sistema, con gli evidenti vantaggi che ne derivano.<\/p>\n\n Si pu\u00f2 affermare che le macchine e le fabbriche di oggi vengono sempre pi\u00f9 spesso create sulla base della modularit\u00e0, soprattutto perch\u00e9 i sistemi modulari facilitano i costi di sviluppo ridotti e i tempi di consegna pi\u00f9 brevi. Ultimamente l’industria sta cercando soluzioni sul mercato che consentano di incrementare l’automazione dei processi senza aumentare gli spazi occupati dai quadri elettrici.<\/p>\n\n Gli azionamenti decentralizzati possono essere collocati dove sono necessari e, grazie all’I\/O integrato, possono risolvere compiti impegnativi senza aggiungere terminali, risparmiando tempo e denaro.<\/p>\n\n Molti dei pi\u00f9 recenti convertitori di frequenza offrono una rete di comunicazione opzionale e moduli I\/O facili e veloci da installare, consentendo cos\u00ec l’adattamento del convertitore di frequenza standard alle singole applicazioni dell’utente. Anche la comunicazione plug-and-drive tramite reti Ethernet in tempo reale \u00e8 sempre pi\u00f9 comune con l’odierna tecnologia dei convertitori di frequenza. L’uso di interfacce plug-in per protocolli come Profinet ed EtherCAT permette la perfetta integrazione dei convertitori di frequenza nelle reti di comunicazione esistenti presso l’utente finale.<\/p>\n\n Per coloro che considerano un approccio distribuito, l’utilizzo di un modulo PLC decentralizzato accanto agli azionamenti decentralizzati riduce il carico sul controllore di livello superiore, oltre a creare, in alcune applicazioni, la base per macchine modulari realmente prive di armadi di controllo. Tali moduli PLC saranno tipicamente dotati di RTOS (Real-Time Operating Software) per garantire un’intelligenza decentralizzata con capacit\u00e0 di rete fornita da una selezione di protocolli di comunicazione. La flessibilit\u00e0 in fase di progettazione e la pedisposizione alla modularit\u00e0 \u00e8 cos\u00ec assicurata.<\/p>\n\n \u00c8 difficile fare un confronto diretto dei risparmi tra soluzioni centralizzate e decentralizzate, anche perch\u00e9 ogni applicazione \u00e8 diversa. In alcuni casi semplici e isolati la decisione tra centralizzazione e decentralizzazione pu\u00f2 essere evidente. Tuttavia, valutare le opzioni per una linea di produzione dove ogni fase del processo dipende da altri dispositivi, significa aumentare notevolmente il livello di complessit\u00e0.<\/p>\n\n Quelli a favore di sistemi puramente distribuiti sostengono che pi\u00f9 del 30% dei costi pu\u00f2 essere risparmiato rispetto ad una soluzione centralizzata, questo per i tempi di progettazionie pi\u00f9 lunghi, pi\u00f9 componenti e cablaggi, pannelli e PLC pi\u00f9 grandi e un’installazione e una messa in servizio pi\u00f9 lente.<\/p>\n\n Tuttavia, verifica sempre le tue specifiche esigenze con uno specialista e chiedigli una consulenza, poich\u00e9 ogni progetto ha caratteristiche che possono influenzare il processo decisionale se lo scopo \u00e8 ottenere un risultato ottimale.<\/p>\n\n Tra le numerose soluzioni di prodotto disponibili presso Servotecnica c’\u00e8 la serie di azionamenti brushless distribuiti AMK iC\/iX. Il servoazionamento decentralizzato AMKASMART iC con alimentazione integrata, ad esempio, \u00e8 ottimizzato per l’impiego in applicazioni monoasse e strutture di macchine modulari. Grazie all’integrazione di un modulo di alimentazione, viene praticamente eliminata la necessit\u00e0 di un armadio elettrico per facilitare una soluzione di macchina flessibile.<\/p>\n\n Il servoazionamento decentralizzato AMKASMART iX, proprio come l’iC, \u00e8 progettato per motori sincroni e asincroni rotativi e lineari di vario tipo. Tuttavia, in questo caso, l’alimentazione e la comunicazione sono in loop da modulo a modulo.<\/p>\n\n Con gli azionamenti AMKASMART \u00e8 possibile combinare le varie soluzioni distribuite di AMK sulla macchina o sulla linea di produzione, e quindi avere la possibilit\u00e0 di scegliere tra soluzioni decentralizzate e centralizzate, oppure utilizzare i due tipi insieme. Dopotutto, non esiste una soluzione unica.<\/p>\n\n Tra gli altri prodotti decentralizzati di Servotecnica sono disponibili anche i servomotori AMKASMART i3X (tre servocontrollori decentralizzati in un unico alloggiamento), i servomotori AMKASMART iDT5 e iDT7 con servoazionamenti integrati e il controllore AMKASMART iSA che dispone di un alimentatore in ingresso per facilitare l’automazione senza la necessit\u00e0 di un alimentatore separato.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Questo white paper si propone di illustrare i pro e i contro associati agli azionamenti centralizzati e decentralizzati per le applicazioni in ambito motion control. 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Dimensionamento dell’applicazione<\/td> Centralizzato<\/td> Decentralizzato \u00a0<\/td><\/tr><\/thead> Derating del motore<\/td> \u2713<\/td> \u2713 (with nearby)<\/td><\/tr> Lunghezza cavi motore\t<\/td> \u00a0<\/td> \u2713<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n Opzioni<\/h2>\n\n
Opzioni<\/td> Centralizzato<\/td> Decentralizzato \u00a0<\/td><\/tr><\/thead> Safety via Bus\t<\/td> \u2713<\/td> \u2713<\/td><\/tr> Scalabilit\u00e0 delle opzioni\t<\/td> \u2713<\/td> \u00a0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n Modularit\u00e0<\/h2>\n\n
Modularit\u00e0<\/td> Centralizzato<\/td> Decentralizzato<\/td><\/tr><\/thead> Modularit\u00e0<\/td> \u00a0<\/td> \u2713<\/td><\/tr> Flessibilit\u00e0 del sistema di dissipazione\t<\/td> \u2713<\/td> \u00a0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n Funzionalit\u00e0 di rete<\/h2>\n\n
Funzionalit\u00e0 di rete\t<\/td> Centralizzato<\/td> Decentralizzato<\/td><\/tr><\/thead> Performance del PLC<\/td> \u2713<\/td> \u00a0<\/td><\/tr> Comunicazione ethernet RT\t<\/td> \u2713<\/td> \u2713<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n Costi di investimento<\/h2>\n\n
Soluzioni di prodotto<\/h2>\n\n