Un Caso Reale sull’Integrazione tra Sensori Magnetici, SIM08 e Sistemi di Controllo degli Stampi
Negli stampi a iniezione moderni è sempre più frequente trovare numerosi cilindri idraulici installati all’interno dello stesso stampo.
Ogni cilindro deve essere monitorato per verificare che abbia raggiunto correttamente la posizione richiesta prima che il ciclo possa proseguire.
Per questo motivo quasi tutti i cilindri destinati agli stampi sono equipaggiati con due sensori di posizione:
- un sensore che conferma il cilindro completamente avanzato;
- un sensore che conferma il cilindro completamente arretrato.
Quando nello stampo sono presenti sei o più cilindri, il numero totale dei sensori aumenta rapidamente.
Uno stampo con sei cilindri, ad esempio, richiede ben dodici sensori magnetici.
Gestire tutti questi segnali direttamente dal PLC significa aumentare:
- il numero di cavi;
- gli ingressi digitali;
- la complessità del cablaggio;
- i tempi di installazione;
- le possibilità di errore durante il collaudo.
Per ridurre questa complessità vengono utilizzati moduli elettronici di interfaccia come il SIM08, progettati per raccogliere i segnali provenienti da numerosi sensori e inviare alla macchina soltanto le informazioni realmente necessarie.
Questo caso reale mostra come il Reparto Tecnico Vega abbia supportato un cliente nella configurazione di stampi equipaggiati con tre e sei cilindri idraulici, spiegando il corretto collegamento di uno o due moduli SIM08 e la configurazione dei DIP switch.
Il Problema del Cliente
Il cliente doveva installare diciotto cilindri idraulici distribuiti su quattro stampi.
Due stampi erano equipaggiati con:
- 3 cilindri idraulici
mentre gli altri due utilizzavano:
- 6 cilindri idraulici.
Di conseguenza erano necessarie due differenti configurazioni del sistema SIM08:
- un modulo SIM08 per gli stampi con tre cilindri;
- due moduli SIM08 collegati tra loro per gli stampi con sei cilindri.
Oltre allo schema di cablaggio, il cliente richiedeva anche indicazioni precise sulla configurazione dei DIP switch e sul collegamento con il tester e con la macchina.
Perché il Numero dei Sensori Cresce Così Rapidamente
Ogni cilindro idraulico impiegato negli stampi deve confermare due posizioni fondamentali:
- posizione completamente arretrata;
- posizione completamente avanzata.
Per questo motivo ogni cilindro utilizza normalmente due sensori magnetici.
Il numero totale dei sensori diventa quindi:
| Numero cilindri | Sensori richiesti |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 4 |
| 3 | 6 |
| 4 | 8 |
| 6 | 12 |
Già con sei cilindri lo stampo richiede dodici segnali elettrici.
Portare dodici ingressi separati fino al PLC comporta un notevole aumento della complessità dell’impianto.
A Cosa Serve il SIM08
Il modulo SIM08 nasce proprio per semplificare questo problema.
Il suo obiettivo non è quello di sostituire il PLC.
Il suo compito consiste nel:
- raccogliere i segnali provenienti dai sensori;
- ridurre il numero di collegamenti verso la macchina;
- semplificare il cablaggio dello stampo;
- diminuire il tempo necessario per installazione e manutenzione.
In pratica il modulo diventa un’interfaccia intelligente tra lo stampo e il quadro elettrico della pressa.
Questo approccio riduce notevolmente il numero dei cavi che attraversano il connettore dello stampo.
Il Malinteso che ha Generato il Caso Tecnico
L’aspetto più interessante di questo caso non riguarda il cablaggio.
Riguarda la diversa interpretazione del funzionamento del SIM08.
Durante lo scambio di email il cliente richiese infatti di poter ricevere un segnale indipendente per ciascun sensore, in modo da conoscere individualmente lo stato di ogni cilindro.
Dal punto di vista del cliente la richiesta appariva perfettamente logica.
Se esistono dodici sensori, sembrerebbe naturale ottenere dodici uscite.
Il Reparto Tecnico Vega, tuttavia, chiarì che il SIM08 non è stato progettato con questa filosofia.
Come Funziona Realmente il SIM08
La risposta del Reparto Tecnico Vega chiarisce un principio molto importante.
Il SIM08 collega i sensori in serie e non genera un’uscita dedicata per ogni singolo sensore.
Il modulo fornisce solamente:
- un segnale di consenso per la posizione Forward;
- un segnale di consenso per la posizione Back.
Non è quindi possibile utilizzare il SIM08 per ottenere dodici segnali indipendenti da dodici sensori diversi.
Questo non rappresenta un limite del dispositivo.
È invece una precisa scelta progettuale.
Nella maggior parte degli stampi non interessa conoscere quale cilindro abbia raggiunto per primo la posizione richiesta.
L’informazione realmente importante è sapere quando tutti i cilindri hanno completato il movimento previsto.
Perché i Sensori Sono Collegati in Serie
Negli stampi a iniezione diversi movimenti devono essere completati contemporaneamente prima che inizi la fase successiva del ciclo.
Ad esempio:
- tutti i carrelli devono essere completamente chiusi;
- tutti i tasselli devono essere in posizione;
- tutti i cilindri devono essere completamente avanzati oppure completamente arretrati.
Solo in quel momento il PLC autorizza il proseguimento della sequenza.
Per questa ragione il collegamento in serie rappresenta una soluzione semplice, affidabile ed estremamente robusta.
Il PLC non deve controllare dodici ingressi differenti.
Gli basta verificare la presenza del consenso “Forward” oppure “Back”.
Questo riduce drasticamente la complessità della logica di controllo.
Come Collegare Correttamente Due Moduli SIM08
Nel caso analizzato, il cliente doveva gestire due differenti configurazioni dello stampo.
La prima prevedeva tre cilindri idraulici.
La seconda sei cilindri.
Per gli stampi con sei cilindri il Reparto Tecnico Vega ha indicato l’utilizzo di due moduli SIM08 collegati in serie, specificando il corretto collegamento dei sensori e la configurazione dei DIP switch.
Questa soluzione consente di mantenere invariata la logica della macchina pur aumentando il numero di cilindri monitorati.
Il principio rimane lo stesso:
tutti i sensori di una determinata posizione devono confermare contemporaneamente il completamento della corsa prima che venga generato il consenso verso il PLC.
Collegamento di Tre Cilindri
Per gli stampi equipaggiati con tre cilindri il Reparto Tecnico Vega ha fornito una semplice tabella di collegamento.
Ogni cilindro utilizza:
- un sensore “Back”;
- un sensore “Forward”.
La distribuzione dei connettori sul modulo SIM08 è la seguente:
| Cilindro | Sensore Back | Sensore Forward |
|---|---|---|
| Cilindro 1 | 1 | 2 |
| Cilindro 2 | 3 | 4 |
| Cilindro 3 | 5 | 6 |
Questa configurazione permette di utilizzare un solo modulo SIM08 mantenendo il cablaggio semplice e ordinato.
Collegamento di Sei Cilindri
Quando il numero dei cilindri raddoppia, aumenta anche il numero dei sensori.
Per sei cilindri sono infatti necessari dodici sensori magnetici.
Per questo motivo vengono impiegati due moduli SIM08.
Il Reparto Tecnico Vega ha definito la seguente distribuzione:
SIM08 n.1
- Cilindro 1 → connettori 1-2
- Cilindro 2 → connettori 3-4
- Cilindro 3 → connettori 5-6
SIM08 n.2
- Cilindro 4 → connettori 1-2
- Cilindro 5 → connettori 3-4
- Cilindro 6 → connettori 5-6
Successivamente i due moduli vengono collegati in serie e forniscono alla macchina i due segnali finali di consenso.
La Configurazione dei DIP Switch
Uno degli aspetti che aveva generato maggiore confusione riguardava la configurazione dei DIP switch.
Il Reparto Tecnico Vega ha specificato che, nel caso di sei cilindri con due SIM08, entrambi i moduli devono avere la stessa configurazione:
- DIP 1 = ON
- DIP 2 = ON
- DIP 3 = ON
- tutti gli altri DIP = OFF.
Una configurazione errata può impedire il corretto funzionamento del sistema oppure generare consensi errati durante il ciclo dello stampo.
Tester e Collegamento alla Macchina
Durante lo sviluppo del progetto il cliente domandò se il collegamento utilizzato con il tester fosse identico a quello destinato alla macchina.
Per chiarire ogni dubbio, il Reparto Tecnico Vega fornì:
- lo schema elettrico di collegamento;
- fotografie del tester;
- fotografie del collegamento di due moduli SIM08;
- un disegno completo del cablaggio verso la morsettiera della macchina.
Questa documentazione consentì al cliente di replicare il cablaggio anche durante il collaudo dello stampo.
Perché Avere Dodici Segnali Non Sempre È la Soluzione Migliore
Molti progettisti ritengono che più informazioni siano sempre preferibili.
In realtà, nell’automazione industriale, ogni ingresso aggiuntivo comporta:
- maggiore complessità software;
- maggior numero di cavi;
- più connettori;
- tempi di cablaggio superiori;
- maggiori possibilità di errore;
- costi di manutenzione più elevati.
Quando tutti i cilindri devono raggiungere contemporaneamente la stessa posizione, avere dodici segnali distinti non offre particolari vantaggi operativi.
Un unico consenso “Forward” e uno “Back” sono spesso più che sufficienti per garantire il corretto funzionamento della macchina.
Questa filosofia progettuale permette di realizzare sistemi più semplici, più affidabili e più facili da manutenere.
Quando Servono Segnali Indipendenti
Naturalmente esistono applicazioni nelle quali il controllo individuale di ogni cilindro diventa indispensabile.
Ad esempio:
- stampi con sequenze di movimento indipendenti;
- sistemi servo-idraulici;
- automazioni Industry 4.0 con diagnostica avanzata;
- monitoraggio predittivo dei singoli attuatori;
- sistemi PLC che devono identificare esattamente quale cilindro non ha completato la corsa.
In questi casi è necessario utilizzare architetture differenti, nelle quali ogni sensore dispone del proprio ingresso dedicato oppure viene gestito mediante moduli I/O distribuiti.
Il SIM08 nasce invece per una filosofia diversa:
semplificare il cablaggio mantenendo elevata l’affidabilità del sistema.
Lezioni Apprese da Questo Caso Reale
Questo caso dimostra come molti problemi apparentemente tecnici derivino in realtà da una diversa interpretazione delle specifiche del prodotto.
Il cliente si aspettava che il SIM08 funzionasse come un modulo di acquisizione con uscite indipendenti.
Il Reparto Tecnico Vega chiarì invece che il dispositivo è stato progettato per aggregare i segnali dei sensori e fornire soltanto i consensi necessari al PLC.
Una corretta comprensione dell’architettura del sistema evita errori di progettazione, riduce i tempi di installazione e permette di sfruttare pienamente i vantaggi del modulo.
Conclusioni Tecniche
L’integrazione tra componenti idraulici ed elettronici richiede non solo un corretto cablaggio, ma anche una chiara comprensione della logica di funzionamento del sistema.
In questo caso reale il Reparto Tecnico Vega ha supportato il cliente nella configurazione di stampi con tre e sei cilindri, definendo il corretto collegamento dei moduli SIM08, la configurazione dei DIP switch e la distribuzione dei sensori.
L’aspetto più importante emerso dall’assistenza tecnica è che il SIM08 non è stato progettato per fornire un segnale separato per ogni sensore, bensì per aggregare le informazioni di posizione e trasmettere al PLC soltanto i consensi “Forward” e “Back”. Questa soluzione riduce il cablaggio, semplifica la programmazione e aumenta l’affidabilità complessiva dell’impianto.
La lezione principale è semplice:
un sistema di automazione ben progettato non è quello che utilizza il maggior numero di segnali, ma quello che trasmette soltanto le informazioni realmente necessarie per garantire un funzionamento sicuro, affidabile ed efficiente.
