1. Perché è importante ottimizzare la regolazione della pressione o della portata?
Ulrich Sixt: Un'automazione efficiente richiede un coordinamento preciso di entrambe le variabili. Nei sistemi pneumatici, pressione e portata sono indissolubilmente legati. Un cilindro non si muove solo perché c'è pressione: per consentire il movimento è anche necessario che fluisca l'aria. La regolazione della pressione puramente statica non è quindi sufficiente.
Un sistema di regolazione ben coordinato presenta diversi vantaggi. L'efficienza energetica gioca un ruolo fondamentale, poiché un'alimentazione di aria compressa troppo elevata comporta un consumo superfluo e un aumento dei costi. Le valvole regolatrici di pressione proporzionale possono aiutare ad azionare con precisione il flusso d'aria, fornendo solo la quantità richiesta. Infine, la regolazione precisa aumenta la durata dei componenti, in quanto evita fluttuazioni improvvise della pressione, che accelerano l'usura di valvole e attuatori.
2. Quali sono gli ulteriori sviluppi nel controllo della pressione o della portata e come si differenziano dai sistemi convenzionali?
Ulrich Sixt: La tecnologia proporzionale, i sensori e gli algoritmi intelligenti dei moderni sistemi automatizzati, ottimizzano in modo significativo la precisione e l'efficienza. Uno di questi aggiornamenti è rappresentato dalle valvole di regolazione a controllo pneumatico o elettrico. Questi regolano la portata e la pressione in base a un valore nominale o a un segnale esterno, interessante se nel processo sono richieste pressioni diverse. I regolatori di pressione proporzionali mantengono costante la pressione del sistema in tempo reale, indipendentemente dalle fluttuazioni.
In molte applicazioni, la pressione e la portata sono ancora controllate manualmente o con semplici valvole di regolazione. Si tratta di strumenti collaudati, ma spesso insufficienti per una maggiore precisione ed efficienza. Le valvole manuali, ad esempio, richiedono regolazioni regolari poiché non reagiscono automaticamente alle fluttuazioni di pressione.
3. Quali vantaggi offrono le moderne valvole proporzionali per l'automazione?
Ulrich Sixt: La combinazione intelligente di elementi finali di regolazione, sensori e algoritmi di controllo altamente dinamici, consente un comando di alta precisione di pressione, portata e movimento: automatizzato, efficiente e adattabile a un'ampia gamma di requisiti di processo. Festo ha implementato con successo proprio questo principio con la Controlled Pneumatics.
Le moderne valvole proporzionali operano in un circuito di regolazione dinamico e chiuso (Closed Loop), che consente un adattamento continuo alle condizioni mutevoli. I sensori misurano continuamente la pressione corrente e trasmettono i valori all'elettronica di controllo. Questa confronta il valore effettivo misurato con il valore nominale specificato e rileva immediatamente le deviazioni. La valvola reagisce in tempo reale e si adatta automaticamente, aumentando o riducendo la pressione, per mantenere esattamente il valore desiderato (Flow control). I regolatori di flusso svolgono un ruolo decisivo in questo circuito di regolazione. Assicurano che la portata venga dosata con precisione, allo scopo di ottimizzare il consumo energetico e garantire allo stesso tempo prestazioni costanti. Questo sistema di regolazione intelligente garantisce condizioni di processo stabili, riduce le perdite di energia e incrementa l'efficienza dell'intero impianto.
4. Quali sono i vantaggi di un sistema di regolazione intelligente di pressione o portata?
Ulrich Sixt: La regolazione intelligente della pressione e della portata incrementa l'efficienza, la stabilità del processo e la disponibilità dell'impianto. La regolazione precisa priva di fluttuazioni ottimizza il consumo energetico e migliora la qualità del prodotto. La pressione costante protegge i componenti pneumatici da sollecitazioni e usura eccessive. Ciò aumenta l'affidabilità del processo. L'adattamento automatico consente inoltre una regolazione flessibile per materiali e processi diversi. Ciò riduce i costi operativi senza compromettere la resa.
5. In che modo la regolazione intelligente della pressione o della portata migliora l'affidabilità del processo e la garanzia di qualità?
Ulrich Sixt: Nella pratica vedo continuamente come le fluttuazioni di pressione o portata causino prodotti difettosi. Soprattutto in settori sensibili come l'industria automobilistica, la tecnologia medicale, gli alimenti e l'imballaggio, la stabilità dei processi è fondamentale per evitare scarti e rilavorazioni.
Un problema comune: pressioni differenti nelle diverse stazioni di produzione, che possono portare a un cilindro che non posiziona esattamente i componenti o ad una guarnizione che non viene pressata con la forza corretta. Le valvole proporzionali con regolazione chiusa possono fare una grande differenza. Mantengono la pressione al livello richiesto, indipendentemente dalle variazioni di carico, dalle fluttuazioni della pressione in ingresso o dalle perdite. In concreto, ciò significa che processi incoerenti possono causare alti tassi di scarto, che è possibile ridurre notevolmente con un sistema di regolazione intelligente.
La mia conclusione: se si vuole migliorare l'affidabilità e la qualità dei processi, non c'è modo di evitare una pressione o una portata precise e automatizzate. Non solo riducono gli errori, ma garantiscono anche una qualità costante dei prodotti, minori tempi di inattività e una maggiore efficienza complessiva dell'impianto.
6. Quale potenziale vede in termini di efficienza energetica?
Ulrich Sixt: L'aria compressa è una delle forme di energia più costose nell'industria, poiché la sua produzione tramite compressori consuma molta elettricità. Tuttavia, molti sistemi funzionano a una pressione più alta del necessario, comportando un inutile consumo di energia. Già riducendo la pressione del sistema di 1 bar si può ottenere una notevole diminuzione del consumo energetico.
Una regolazione intelligente della pressione o della portata garantisce che venga fornita solo la quantità di aria compressa effettivamente necessaria. Mentre i sistemi convenzionali vengono spesso fatti funzionare alla pressione massima, le moderne valvole proporzionali con retroazione del sensore regolano dinamicamente la pressione in base all'effettiva necessità. Ciò riduce al minimo le perdite, che in molte aziende possono rappresentare fino al 20 % del consumo di aria compressa. Inoltre, il comando basato sulla domanda può ottimizzare l'impiego dei compressori e ridurne i tempi di funzionamento. Ciò si riflette direttamente in una riduzione dei costi energetici. Negli impianti di grandi dimensioni, questa situazione determina risparmi a cinque cifre di euro all'anno. Le aziende che si affidano a regolatori di pressione e di portata intelligenti non solo riducono il loro consumo energetico, ma incrementano anche la sostenibilità e l'efficienza operativa.
7. Che ruolo ha la digitalizzazione nel controllo della pressione o della portata?
Ulrich Sixt: Un vantaggio fondamentale dei sistemi digitali è la disponibilità trasparente dei dati. È possibile accedere ai valori di pressione o di portata in qualsiasi momento tramite IO-Link o altre interfacce fieldbus, e ottimizzarli in modo mirato. Ciò consente alle aziende di rilevare precocemente le perdite o i cali di pressione prima che si tramutino in guasti. Nella pratica vediamo che le aziende con sistemi collegati in rete possono ridurre significativamente i tempi di inattività non pianificati.
Anche la personalizzazione dei processi sta diventando più flessibile. Nelle moderne linee di produzione, i valori di pressione o di portata possono essere regolati automaticamente in base al materiale o al prodotto, senza che sia necessario l'intervento manuale di un tecnico in loco.
In breve: i regolatori di pressione o di portata digitalizzati garantiscono una maggiore affidabilità del processo, minori costi di manutenzione e una produzione flessibile e a prova di futuro. Chi si affida ai sistemi in rete beneficia di maggiore efficienza, trasparenza e controllo nell'intero processo produttivo.
8. Dov'è l'evoluzione della regolazione della pressione o della portata?
Ulrich Sixt: In sostanza, vedo tre requisiti per l'ulteriore sviluppo della regolazione della pressione e della portata: maggiore precisione, maggiore efficienza energetica e maggiore digitalizzazione. L'integrazione di sensori direttamente nelle valvole di regolazione unisce la tecnologia di misurazione e di regolazione in un unico componente. Ciò consente di risparmiare spazio, semplificare le installazioni e migliorare i tempi di risposta.
Industrie sensibili come la produzione di semiconduttori o la tecnologia medicale si affidano a tecnologie di valvole avanzate. Le tecnologie a bobina mobile o piezoelettrica, ad esempio, consentono un controllo più rapido, preciso ed efficiente. Il terzo perfezionamento è la regolazione adattativa della pressione e della portata con l'intelligenza artificiale. In futuro, gli algoritmi supportati dall'intelligenza artificiale potrebbero ottimizzare automaticamente i processi e adattarli alle mutevoli esigenze di produzione.
9. Qual è il suo consiglio per le aziende che vogliono ottimizzare il controllo della pressione o della portata?
Ulrich Sixt: Se si desidera migliorare l'efficienza, la stabilità del processo e il risparmio energetico nella produzione, si dovrebbero considerare i sistemi di regolazione intelligente. Con la Controlled Pneumatics Festo offre una soluzione che combina tecnologia proporzionale, sensori e regolazione digitale per regolare pressione e portata in modo preciso, efficiente e flessibile.
A differenza dei sistemi tradizionali con impostazioni fisse, Controlled Pneumatics regola dinamicamente i valori in tempo reale. Ciò aumenta la qualità della produzione, riduce il consumo d'aria e prolunga la durata dei componenti. Per chi volesse approfondire l'argomento, il nostro e-book offre spunti su come il controllo intelligente della pressione e della portata riduca i costi, stabilizzi i processi e posizioni in modo ottimale le aziende per le esigenze future.
10. Che ruolo svolge la manutenzione predittiva nel controllo della pressione o della portata e quali vantaggi offre?
Ulrich Sixt: La manutenzione predittiva svolge un ruolo decisivo per un controllo stabile ed efficiente della pressione e della portata. Le misurazioni continue dei sensori di pressione, portata e temperatura consentono di rilevare tempestivamente anche le più piccole deviazioni. In questo modo, l'usura o i malfunzionamenti imminenti possono essere identificati e risolti con rapidità prima che si verifichino guasti. Invece di intervalli di manutenzione rigidi, l'intervento avviene esattamente quando è necessario: ciò consente di ridurre i tempi di inattività non pianificati e i costi di manutenzione e, allo stesso tempo, di prolungare la vita utile dei componenti.
Naturalmente, l'integrazione di tali sistemi negli impianti esistenti rappresenta una sfida, soprattutto per quanto riguarda l'elaborazione e l'analisi dei dati. Tuttavia, con le moderne soluzioni digitali la manutenzione predittiva sta diventando sempre più uno standard. Ciò contribuisce notevolmente ad aumentare l'efficienza, la sostenibilità e l'affidabilità dei processi di automazione.
Ringraziamo Ulrich Sixt per gli interessanti approfondimenti sul mondo della regolazione della pressione e della portata. La sua esperienza dimostra come le tecnologie intelligenti non solo stabilizzino i processi, ma facciano anche risparmiare energia e migliorino la qualità della produzione. Le aziende che si affidano alle valvole proporzionali digitali e alla tecnica di regolazione in rete, beneficiano di maggiore efficienza, manutenzione predittiva e massima flessibilità: il futuro della pneumatica è più smart che mai.
