Ocman – sistema di monitoraggio, controllo e supervisione remota di forni di postvulcanizzazione

Author(s):
M. Gertosio - VERNAY ITALIA
S. Rusconi - VERNAY ITALIA

Industry:
Automotive

Products:
LabVIEW, FieldPoint

The Challenge:
Sviluppare un sistema integrato di controllo, monitoraggio e supervisione remota di una batteria di forni di postvulcanizzazione garantento il processo ottimale e riducendo al minimo l’intervento dell’operatore nel set-up dei forni e nella validazione del processo stesso. Il sistema doveva anche garantire la sicurezza dell’operazione con un sistema ridondande in grado di spegnere i forni in maniera autonoma e azionare un sistema di estinzione in caso di incendio. Garantire una disponibilità in tempo reale dei parametri significativi del sistema OCMan (temperature,particolari in postvulcanizzazione,allarmi) mediante interrogazione esterna al sito produttivo tramite normale telefono cellulare.

The Solution:
È stato realizzato un sistema basato su PC per l’interfaccia utente interfacciando i moduli FieldPoint di National Instruments ai forni di postvulcanizzazione. Il sistema gestisce i set-up dei singoli forni appongiandosi ad un database eseterno per i parametri di impostazione (Tempo e temperatura), il logging dei parametri funzionali dei forni ed il controllo del sistema di riscaldamento utlizzando l’algoritmo PID. I parametri di Set-up vengono pubblicati via datasocket ad una altra macchina di supervisione che gestisce la ridondanza del sistema qualora il sitema di controllo o riscaldamento fallisse. La connettività e il dialogo verso i normali telefoni cellulari del sistema OCMan è garantita da una integrazione di un Modem GSM e il sistema software LabVIEW .

Breve Riassunto
Il processo di postvulcanizzazione di materiali elastomerici di alta precisione necessita di un controllo dei parametri di processo quali tempo e temperatura ed una successiva validazione in modalita’ non dipendente dall’operatore al fine di poter garantire al cliente finale la corretta esecuzione del processo.
Il software sviluppato doveva garantire l’impostazione dei forni di postvulcanizzazione in funzione del codice del particolare, il controllo della temperatura, il logging dei dati, la validazione del processo ed un sistema di supervisione remota al fine di garantire la sicurezza degli operatori.

Articolo
Impostazione dei paramentri:
Il software di gestione –OCMan- permette di recuperare i parametri di set-up grazie ad una interrogazione via SQL ad un database di rete.
Controllo della temperatura:
I parametri tempo e temperatura sono quindi uitlizzati per il controllo dei forni in modalita’ PID con l’auslio di moduli Fieldpoint DO interfacciando la logica di controllo dei forni esistenti con le uscite digitali del moduli FieldPoint.
Logging:
I dati di temepratura provenienti da una termocoppia J diversa da quella utilizzata per il controllo sono registrati ad intervalli regolari in un database di rete via SQL con il timestamp dell’acquisizione insieme ai dati di rintracciabilita’ del lotto per ogni carico del forno.
Validazione:
Al termine del processo, il forno e’ automaticamente spento dall’OCMan e l’operatore puo’ procedere alla validazione dell’operazione effettutata.,La validazione viene svolta in automatico dal sistema recuperando i dati dal database verificando che tempo e temperatura siano stati all’ìinterno delle specifiche di progetto.
Se l’operazione da esito postivo l’OCMan consente l’apertura del forno segnalando l’avvenuta approvazione per mezzo di un segnalatore luminoso verde, in caso contrario l’operatore non sara’ in grado di aprire il forno e sara’ costretto a richiedere l’intervento di un supervisore.
Supervisione remota
Al fine di garantire la sicurezza dell’operazione nel caso in cui venga a mancare il controllo da parte dell sistema di supervisione un secondo sistema denominato Fireguard supervisiona in maniera indipendente dal primo la temperatura all’interno dei forni in funzione dei parametri di Set-up impostati.
L’OCMan pubblica i parametri di Set-up via datasocket ed il modulo Fireguard legge tali dati per comparare il parametro di temperatura rilevato con una termocoppia J dedicata con il valorre impostato.
Qualora la temperatura rilevata dal Fireguard superi di 20°C il parametro di set-up i forni vengono spenti in maniera autonoma, mentre se la temperatura continuasse ad aumentare (sviluppo d’incendio all’interno) il Fireguard attua delle valvole per l’immissione di anidride carbonica ll’interno dei forni.
Opzionalmente ,sfruttando le funzionalità della connettività tra porta seriale RS232 del PC Host e un Modem GSM che integra una comune SIM card telefonica ,è possibile interrogare e ricevere informazioni utili dal sistema OCMAN esternamente al sito produttivo con ovvio vantaggio in termini di sicurezza e rapidità di scambio informazioni .Il Modem GSM "dialoga" con l'applicazione software tramite i blocchi VISA di LabVIEW , integrati al normale linguaggio di comando AT per Modem.
Per interrogare il sistema è sufficiente inviare tramite il proprio telefono cellulare un sms
(verso scheda SIM del Modem GSM) contenente una parola chiave che consente di ottenere, come risposta , il parametro richiesto in tempo reale dal sistema OCMAN

Hardware
Abbiamo utilizzato i moduli FieldPoint per il controllo e monitoraggio dei parametri di processo utilizzando due sitemi separati (ridondanza).
Sistema di controllo :modulo ethernet FP-1601, FP-TC 120 per le temperature e FP-DO-401 per il controllo dei forni interfacciati direttamente all’elettronica esistente.
Sitema di supervisione: ethernet FP-1601, FP-TC 120 per le temperature e FP-DO-401 per garantire la sicurezza del sistema ed attuare il sistema di estinzione automatico.
Modem GSM di brand primario.

Software
Il sistema di supervisione e controllo e’ stato scritto in LabVIEW dagli autori e sucessivamento compilato con l’application builder al fine di installarlo come eseguibile stand alone sui singoli PC utilizzati come front end.
Sono state utilizate le librerie PID per l’implementazione delle strategie di riscaldamento e l’SQL toolkit per l’interfaciamento ad un database esterno dove vengono gestiti i parametri di setup ed il logging del sistema.
La gestione del modem GSM è essenzialmente un'integrazione delle librerie VISA di LabVIEW per la lettura e scrittura su porta seriale RS232 con linguaggio di comando per Modem AT.

Conclusioni
L’introduzione dell’OCMan ha consentito di eliminare gli errori di impostazione dei forni che inizialmente erano a carcio degli operatori ottenendo un sistema “foolproof”. Il logging dei parametri e la validazione automatica ha ridotto i tempi di lavorazione ed al contempo consentito di garantire al cliente finale la corretta ed avvenuta fase di trattamento termico.
La ridondanza del sistema garantsce la sicurezza del processo ed e’ stato un valido aiuto al fine di ottenere le autorizzazione da parte del comando dei VVFF per quando concerne la certificazione prevenzione incendi.
La possibilità opzionale di accedere in tempo reale ai parametri significativi del processo
di postvulcanizzazione esternamente al sito produttivo della Vernay , consentendo al personale
addetto un monitoraggio al di fuori del normale orario di lavoro .

Author Information:
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M. Gertosio
VERNAY ITALIA
maurogertosio@vernay.com

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