MONITORAGGIO DEGLI IMPIANTI E CONTROLLO IN REMOTO DEI PROCESSI INDUSTRIALI IN OTTICA INDUSTRIA 4.0. IL PROGETTO IOTLY

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1 MONITORAGGIO DEGLI IMPIANTI E CONTROLLO IN REMOTO DEI PROCESSI INDUSTRIALI IN OTTICA INDUSTRIA 4.0. IL PROGETTO IOTLY Autori: Cristina Piera Ghioldi CEO, G2 di Ghioldi srl Giuseppe Giardina General Director, G2 di Ghioldi srl, Project Manager R&D Alessandro Ghioldi Senior software developer, Geneta srl Il progetto Iotly nasce per monitorare efficacemente i processi industriali attraverso una piattaforma basata sul Cloud integrando tre macro-processi: - connessione (raccolta dati dal PLC dell impianto) - digitalizzazione (accesso rapido all informazione) - intelligence (analisi dei dati, elaborazione e trasformazione in valore) Ogni operatore abilitato può controllare in tempo reale numerosi parametri di un impianto tramite PC, tablet, smartphone o qualsiasi dispositivo connesso. Ogni dato può essere raccolto, storicizzato, elaborato ed utilizzato per efficientare la produzione.

2 Il progetto Iotly si è sviluppato a partire dal 2016 in base alle richieste di un azienda che opera nel campo delle schiumature poliuretaniche. L esigenza era quella di tenere sotto controllo alcuni parametri come temperature di esercizio o consumi di materiali ai fini di monitorare ed uniformare i processi di produzione dei vari stabilimenti. Ma anche di poter reagire immediatamente agli allarmi relativi ad eventuali fughe di sostanze esplosive (casistica molto frequente e delicata in questo tipo di impianti). Una delle necessità era quella di poter raccogliere i dati velocemente e renderli accessibili con facilità a più utenti (operatori, tecnici, manutentori, programmatori), anche in luoghi lontani dallo stabilimento. Abbiamo quindi immaginato una piattaforma basata sul Cloud per la gestione ed il controllo remoto dei dati integrando tre macro-processi: connessione (raccolta dati dal PLC dell impianto) digitalizzazione (rapidità di accesso all informazione) intelligence (analisi dei dati, elaborazione e trasformazione in valore) Procedendo con la ricerca applicativa abbiamo evidenziato interessanti sviluppi che ci hanno portato ad estenderne ed integrarne le funzionalità per poter gestire molti più elementi in sintonia con un nuovo modo di vedere la produzione manifatturiera, quello di INDUSTRIA 4.0. E nata così l idea di una piattaforma più trasversale, aperta, progettata per dialogare con i linguaggi utilizzati negli ambienti di sviluppo del PLC montato sull impianto (abbiamo testato modelli SIEMENS, ROCKWELL, MITSUBISHI e GE) attraverso cui raccogliere i dati, storicizzarli ma anche elaborarli ed inviarli nel Cloud rendendoli consultabili in tempo reale da ogni dispositivo connesso sia esso un PC, un tablet od uno smartphone. Abbiamo pensato di chiamarlo Iotly, in quanto sistema connesso, smart e del mondo iot.

3 IOTLY Il progetto, supervisionato da un Project manager ha richiesto le seguenti figure professionali: - Software architect per la definizione della piattaforma - System engineer per sicurezza, dimensionamento e scalabilità della piattaforma in ambiente Cloud - Information architect per la definizione dei flussi delle informazioni e la modalità di rappresentazione dei grafici, del tipo di segnale o la definizione degli algoritmi per la manutenzione predittiva - Graphic designer per lo sviluppo della grafica - Senior software developer per la realizzazione delle interfacce di comunicazione e scambio dati (API), disegnare e configurare il database e sviluppare l APP per piattaforme mobile ios e Android - Senior software developer engineer PLC per la progettazione e lo sviluppo del sistema d automazione e dell'interfaccia grafica utente GUI (Graphical User Interface) che consente all'utente di interagire con la macchina (figura chiave in tutto il progetto) Il risultato della ricerca è un sistema che consente la raccolta di tutti i "segnali" che la macchina trasmette, la storicizzazione degli stessi, l'applicazione di algoritmi di analisi ai dati raccolti per ottenere informazioni complesse, la personalizzazione degli algoritmi per ottenere informazioni ad-hoc per l utente finale. La pubblicazione dei dati viene effettuata tramite protocolli standardizzati come http, https o mqtt attraverso specifiche api (interfacce di comunicazione e scambio dati) ospitate nel Cloud. Il dato ricevuto dalle API viene storicizzato in database relazionali ad alta disponibilità, ovvero in Cloud certificati, sicuri e scalabili, geograficamente ridondati. Tramite algoritmi modulari è possibile unire/incrociare i dati raccolti per ottenere informazioni complesse e di più alto valore (consumi, manutenzione predittiva, report, ed altri algoritmi personalizzati). Allo scatenarsi di eventi prefissati è possibile notificare

4 informazioni critiche in tempo reale sia tramite tecnologie pull ( , web page di log) oppure push (notifiche realtime su smartphone con APP dedicata). Tutti i dati raccolti sono consultabili da web browser, quindi da qualsiasi sistema operativo (Windows, Mac OSx, Linux, Android, ios) oppure tramite applicazione nativa scaricabile dal Google Play Store o dall'apple Store. Le principali supervisioni consentite sono: L accesso dell operatore la supervisione della produzione in tempo reale su base storica e statistica L analisi dell indice di affidabilità dei singoli processi La verifica e l ottimizzazione dei consumi di energia e di materiali Il controllo dello stato di macchine ed impianti La visualizzazione di trend e grafici degli andamenti di vari dati La pianificazione degli interventi di manutenzione in modalità predittiva La ricezione di notifiche in presenza di allarmi e di report periodici Lo sviluppo di algoritmi personalizzati per altri controlli Di seguito alcune schermate di Iotly disponibili sul monitor del dispositivo SCHERMATA PRINCIPALE: Numeri di produzione Indice di affidabilità Consumi energia/materiali Manutenzione predittiva Ricezione allarmi

5 SCHERMATA MANUTENZIONE: Previsione di intervento di manutenzione Avviso di prossimità dell intervento in base alle ore di lavoro impianto Altri parametri sotto controllo Utilizzo dell impianto in esame

6 SCHERMATA CONSUMI: Consumi sotto controllo Andamento e media della potenza consumata Andamento e media dell acqua consumata Tasto aggiornamento

7 Il sistema è stato progettato per essere economicamente vantaggioso. Non necessita di processori dedicati in quanto utilizza il PLC montato sull impianto. Nella progettazione si è altresì tenuto conto di: indipendenza dalla piattaforma hardware; indipendenza da terminali di campo specifica e/o custom; indipendenza dal contesto interno o esterno all azienda; multi utenza con gestione dei permessi; connotazione multi lingua. L integrazione di servizi aziendali e/o di terze parti (es. ordini e fatturazioni) Integrazione con servizi o server preesistenti o futuri (esempi: gestionali aziendali, servizi finanziari, meteo, ecc.) Ogni operatore abilitato può quindi monitorare numerosi parametri dell impianto quali temperature, pressioni di esercizio, pezzi prodotti, consumi elettrici, consumi di materiali ed utensili riuscendo ad intervenire qualora si superassero limiti preimpostati ed anticipando interventi di manutenzione altrimenti da affrontare in emergenza (manutenzione predittiva). Si possono inoltre gestire eventuali allarmi o situazioni di fermo impianto dovuti ad interruzione di energia. Incrociando ed elaborando questa mole di dati è possibile aumentare sensibilmente l efficienza dell impianto e, in generale, di tutta l azienda, creando valore. Abbiamo pensato la piattaforma Iotly come scalabile per la raccolta (PLC), la pubblicazione (Gateway) e la gestione dei dati (Cloud). Lo sviluppo futuro previsto per Iotly è quello di essere ancora più aperto. Una piattaforma di base con API di raccolta e consumo dati pubblica (standardizzata) che permetta di ricevere ogni tipo di segnale da chiunque. Saranno le APP specifiche progettate per gli utilizzatori ad elaborare i dati raccolti.

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