[#electronica follow-up]: TI, prodotti e tecnologie per il mondo industriale

L’edizione di electronica appena conclusa ha visto tra i suoi protagonisti Texas Instruments, uno dei più importanti produttori di semiconduttori al mondo che quest’anno ha portato a Monaco una trentina di demo molte delle quali dedicate al mercato automobilistico e industriale, due importanti aree di business per TI.

E proprio sull’area industriale ci siamo soffermati maggiormente durante la nostra visita allo stand di Texas Instruments, sia perché questo settore rappresenta per TI il 35 % del fatturato (bilancio 2017), sia perché proprio in questo ambito sono stati annunciati di recente numerosi nuovi prodotti, alcuni dei quali abbiamo giá presentato su questo sito. Siamo stati guidati in questo percorso da Miro Adzan, General Manager Industrial Systems Factory Automation & Control.

 

 

 

 

Miro Adzan, General Manager Industrial Systems Factory Automation & Control.

 

 

 

Al settore industriale, TI ha dedicato l’area denominata Smart Factory, con numerose demo in grado di abilitare il processo che porta a Industry 4.0, con tecnologie all’avanguardia nella comunicazione industriale, nella visione artificiale e nella manutenzione predittiva.

La prima demo, costituita da più sistemi di controllo con caratteristiche di comunicazione differenti, evidenzia le caratteristiche del nuovo processore Sitara AM6x che utilizza la rete time-sensitive IEEE 802.1 TSN (Time-Sensitive Networking) per trasportare diversi flussi di rete e classi di traffico per la visione artificiale, il controllo del movimento e il controllo logico programmabile. La nuova famiglia di processori Sitara AM6x fornisce supporto TSN gigabit multi-protocollo con affidabilità a livello industriale.

“I processori Sitara AM6x sono progettati per la convergenza sia del traffico dati Ethernet che del traffico dati in tempo reale su una singola rete. Questa capacità è fondamentale per la comunicazione in tempo reale nelle applicazioni di Industy 4.0 e l’extra banda che la soluzione TSN gigabit mette a disposizione può essere sfruttata per processi di manutenzione predittiva o per implementare un maggiore numero di sensori e attuatori.” Afferma Miro Adzan “Questo è l’ultimo prodotto di un ampio portafoglio di semiconduttori sviluppati per applicazioni industriali; la gamma di prodotti comprende soluzioni per controllori logici programmabili, interfacce uomo-macchina, trasmettitori e attuatori di campo, soluzioni per visione artificiale e altro ancora.”

“Per quanto riguarda gli standard di comunicazione, è necessario che le macchine parlino un linguaggio comune, al massimo livello per quanto riguarda prestazioni, throughput e latenza. Da questo punto di vista, Time Sensitive Networking e OPC UA rappresentano le strade da percorrere, come dimostrano le prestazioni delle demo proposte qui a electronica.”

Un altro tema al centro dell’interesse generale è quello della manutenzione predittiva, al quale TI ha dedicato una demo che utilizza un sistema di rilevamento delle vibrazioni basato su sensore IEPE con interfaccia IO-Link. Tra l’altro a questo argomento abbiamo recentemente dedicato un approfondito tutorial.

L’impiego di IO-Link consente di risolvere due problemi: utilizzare la rete di controllo esistente e sostituire il cablaggio analogico in ambienti difficili come quello industriale con la comunicazione IO-Link.

“Raramente i componenti meccanici o elettromeccanici si guastano senza preavviso. Quando portiamo la nostra auto dal meccanico è perché sentiamo uno strano rumorino.” Spiega Miro Adzan “In genere anomale variazioni di tensione e corrente, così come un incremento della temperatura e inconsuete vibrazioni sono sintomi di un guasto imminente. Con la manutenzione programmata si garantisce un discreto livello di efficienza di macchine e sistemi ma non si riesce ad evitare guasti improvvisi e inaspettati. Ciò comporta costi elevati e ritardi nella produzione. Se invece riuscissimo a sapere quando un componente di una macchina sta per guastarsi, potremmo effettuare la sostituzione con una tempistica ottimale, magari durante i periodi di inattività di quella macchina. Questo è quello che si chiama manutenzione predittiva. Sostituire la manutenzione tradizionale o integrare in essa un programma di manutenzione predittiva, può ripagare l’investimento molte volte. In passato la manutenzione just-in-time era poco più che una speranza; oggi grazie alle nuove capacità hardware e software è una realtà che sta incrementando la produttività delle fabbriche. Sensori più affidabili, intelligenza distribuita, connessioni più performanti, potenti algoritmi, machine learning e Cloud: tutti questi elementi consentono di monitorare sistemi elettromeccanici, linee di trasporto e robot, avvisando su possibili guasti, a volte stimando anche il tempo residuo di vita prima che il componente smetta di funzionare. Questi strumenti hardware e software potrebbero essere utilizzati per cambiare altri aspetti della produzione, ad esempio per rendere le linee produttive più flessibili al fine di consentire produzioni personalizzate o la gestione di piccoli ordini. Ma mentre molte di queste caratteristiche di Smart Factory o Industry 4.0 sono ancora di là da venire, la manutenzione predittiva è una realtà che sta prendendo piede.”

La visione artificiale nell’automazione industriale sta diventando sempre più efficiente e più facile da usare. A questo tema è dedicata un’altra demo che utilizza, ai fini della sicurezza, il nuovo sensore radar single-chip a 60 GHz IWR6843.

“Questa demo dimostra come la visione artificiale possa essere integrata facilmente in sistemi di produzione industriale e di robotica.” Spiega Miro Adzan. ”In questo caso le immagini vengono acquisite da una videocamera GigE connessa ad una linea di comunicazione Ethernet dalle quale trae anche alimentazione (Power over Ethernet). L’immagine viene elaborata da un processore Sitara che utilizza un sistema operativo real-time Linux sul quale gira il software di riconoscimento Halcon. La telecamera – che scorre su un nastro – inquadra una scheda e il sistema verifica che i dip-switch di impostazione siano posizionati correttamente. Le parti in movimento vengono monitorate con la tecnologia radar mmWave che crea una zona di sicurezza attorno alla macchina”.

Quest’ultima tecnologia è stata recentemente introdotta da Texas Instruments che ha presentato la famiglia IWR6x di dispositivi mmWave single-chip a 60 GHz, specifica per applicazioni industriali, e che includono soluzioni con antenne on-package per superare le tradizionali difficoltà associate al design a radiofrequenza (RF).

“Con questi sensori, gli ingegneri di tutto il mondo potranno integrare la tecnologia mmWave in una vasta gamma di progetti, nei campi della robotica, dell’automazione industriale e dell’automazione degli edifici.” chiarisce Miro  Adzan “Questa tecnologia consente di ottenere un’altissima precisone, è insensibile ai fumi e alle polveri presenti nell’ambiente, consente di riconosce gli oggetti con grande precisione e dispone di capacità di elaborazione autonoma del segnale in tempo reale.”

Tra le altre demo esposte a electronica, un esempio di comunicazione IO-Link, con un master a 8 porte integrato perfettamente con un PLC PROFINET. La comunicazione IO-Link a livello di campo di una piattaforma di produzione aggiunge diagnostica e assistenza attraverso la comunicazione digitale. Dati di ingresso e dati di uscita possono essere integrati nel sistema PLC tramite PROFINET su profili IO-Link. Questa demo mette in evidenza le prestazioni di un master IO-Link a 8 porte nei sistemi PROFINET PLC, con i dati che vengono inviati e ricevuti perfettamente sincronizzati.

“IO-Link è un protocollo standard aperto che affronta la necessità di un controllo intelligente di piccoli dispositivi come sensori e attuatori.” Afferma Miro Adzan “Questo standard fornisce comunicazione seriale point-to-point a bassa velocità tra un dispositivo e un master che  normalmente funge da gateway per un fieldbus e per il PLC. Il collegamento intelligente facilita lo scambio di dati, la configurazione e la diagnostica. I numerosi vantaggi di un sistema IO-Link includono cablaggio standardizzato, maggiore disponibilità dei dati, monitoraggio e configurazione da remoto, semplice sostituzione di dispositivi e diagnostica avanzata. IO-Link consente ai responsabili della fabbrica di ricevere aggiornamenti del sensore e pianificare la manutenzione o la sostituzione”.

Queste sono solamente alcune delle soluzioni e delle tecnologie dell’offerta di Texas Instruments per il mondo industriale e per l’Industry 4.0. Altre demo ad electronica mettevano in mostra le prestazioni dei nuovi sensori digitali di temperatura ad elevata precisione, dei dispositivi di isolamento galvanico per le reti di comunicazione, dei sistemi di Power Management con dispositivi GaN in grado di garantire elevati livelli di efficienza con riduzione delle dimensioni e dello spreco energetico.

“Oltre ad avere un ampio e completo portafoglio di semiconduttori per il mondo industriale,” conclude Miro Adzan “TI mette a disposizione dei propri clienti centinaia di Reference Design in grado di facilitare l’approccio con i nuovi componenti e le nuove tecnologie. Risorse importanti, che semplificano la progettazione fornendo schematici, Gerber, software, diagrammi, misure, e che riducono notevolmente il time-to-market. In ambito industriale Texas Instruments offre oltre 200 kit di valutazione e progetti di riferimento per aiutare i nostri clienti a creare le fabbriche del futuro.”