Energy harvesting, una raccolta dati intelligente

Pur essendo considerati tra gli animali più intelligenti al mondo, la maggior parte degli scoiattoli trascorre nove mesi all’anno in letargo. Forse è la prova he il riposo e il recupero forniscono l’energia necessaria per lavorare in modo efficiente. Sophie Hand, Country Manager per il Regno Unito del fornitore globale di parti per l’automazione industriale EU Automation, analizza in che modo i sensori energy harvesting potrebbero migliorare le attività degli stabilimenti di produzione.

Come gli scoiattoli, i sensori energy harvesting trascorrono solo una piccola percentuale delle loro vite “svegli”. Infatti, questo tipo di sensore resta in stato di latenza fino a quando non viene attivato: da questo deriva la sua capacità di risparmiare energia. Ma perché i responsabili di stabilimento dovrebbero preferire questi sensori alla tradizionale rete cablata?

L’installazione di una rete di sensori con filo in rame, condutture e infrastrutture di supporto può essere estremamente proibitiva in termini di costi per i produttori, soprattutto se sono all’inizio del loro percorso di integrazione di tecnologie intelligenti nella loro fabbrica. Nonostante vi siano protocolli wireless per i sensori, quali ZigBee, Bluetooth e 6LowPAN, che eliminano il cablaggio delle comunicazioni dati, i sensori devono comunque essere alimentati. Spesso i produttori optano per le batterie. Tuttavia, OnWorld Research ha previsto costi di sostituzione delle batterie pari a 1 miliardo di dollari all’anno. Il settore ha chiaramente bisogno di un’alternativa.

I sensori energy harvesting funzionano raccogliendo determinati tipi di energia, quali quella cinetica, solare e termica, da macchinari e utilizzandola per ottenere energia elettrica. Di conseguenza, questi sensori non richiedono batterie per acquisire e inviare dati. L’applicazione di questi dispositivi in una rete di sensori machine-to-machine (M2M) potrebbe eliminare l’esigenza di energia erogata dalla rete elettrica e batterie principali, offrendo un modo che non richiede manutenzione, batterie e cavi per raccogliere e trasmettere dati in una struttura di produzione. Quando viene attivato, un sensore energy harvesting effettua una misurazione e trasmette i dati a un sistema centrale prima di tornare allo stato di latenza.

I sensori sono già in uso in varie applicazioni, in particolare quelle che richiedono il monitoraggio a lungo termine di eventi associati a stress, temperatura, correnti, tensioni e campi magnetici. Tuttavia, sono stati tradizionalmente progettati per migliorare il monitoraggio di valvole a sfera ad alta velocità e ad attuazione lineare utilizzate nei test di propulsione per prevedere la durata delle valvole.

La raccolta di energia consente l’uso di una tecnologia pulita ed ecocompatibile che riduce il consumo energetico e le emissioni di anidride carbonica. Per i responsabili di stabilimento, il passaggio a sensori di questo tipo potrebbe ridurre i costi energetici e contribuire a soddisfare gli standard di efficienza energetica quali ISO 14001. I responsabili di stabilimento possono inoltre installare i sensori su attrezzature esistenti nelle officine di produzione. Questi sensori possono funzionare efficacemente come attrezzature indipendenti ed essere collegati a vari macchinari, da attuatori valvola a motori. Ciò consente ai responsabili di stabilimento di ricevere dati dal macchinario, solitamente legati alle prestazioni, e di utilizzarli per pianificare la manutenzione e identificare i guasti. Di conseguenza, i dati consentono ai responsabili di stabilimento di evitare inutili tempi di fermo.

Quando si verificano guasti di attrezzature, i responsabili di stabilimento hanno bisogno di un rapido accesso ai ricambi, ed è qui che entra in gioco EU Automation. La collaborazione con un fornitore di ricambi per l’automazione consente di non dover interrompere l’attività durante l’approvvigionamento, la spedizione e l’installazione di una parte di ricambio. Gli scoiattoli saranno anche intelligenti, ma possono comunicare soltanto attraverso la marcatura del territorio e l’utilizzo della loro coda come dispositivo di segnalazione. Per fortuna, EU Automation parla 50 lingue nelle sue strutture in tutto il mondo ed è in grado di comunicare con i clienti in modo molto più elegante.