Controllo colate nella produzione di acciai speciali:
Il caso ORI Martin Spa.

L'acciaieria ORI Martin Spa adotta  nuovi sistemi d’identificazione automatica, basati su  RF-ID e reti Wireless per il controllo dei Silos delle colate:

La Società O.R.I. ( Officine Riunite Italiane) inizia nel 1902 l'attività nel settore della meccanica.
La Società Martin inizia nel 1933 l'attività nel settore siderurgico.
Dopo la parentesi della guerra, 1940-45, nel 1946 le due società si fondono dando origine alla O.R.I. MARTIN Acciaieria e Ferriera di Brescia, con attività nel solo settore siderurgico, per la produzione di tondo per cemento armato.
La società produce acciai di qualità speciali al carbonio per trafila, funi, cap e molle nei seguenti formati:

• billette da colata continua

• laminati in rotolo

• realizza inoltre laminati in rame.

I responsabili dell'acciaieria Ori Martin Spa hanno individuato ed implementato con il partner Softwork s.r.l. di Concesio (Brescia), una soluzione fondata sulle tecnologie Tags RF-ID, Bar code e Wireless.

Come sistema identificativo destinato alla tracciabilità dei materiali, l’azienda fa attualmente largo uso del bar-code. L’impiego di lettori e di apparecchiature orientate a questa tecnologia, interessano sia la gestione logistica che quella produttiva.
Un problema irrisolto, in quanto il bar-code si è dimostrato inadatto, era il controllo della gestione automatizzata dei Silos (due impianti) che contengono le materie prime destinate alla colata (Silicio, Calce, Ferro, Zinco etc.).
I Silos vengono alimentati  da un sistema semi-automatico (rappresentato nello schema 1), il quale dispone di un quadro sinottico di comando. Il quadro sinottico rappresenta fisicamente i Silos ed il loro livello.
Il livello è attualmente gestito da un dispositivo, definito “Diapason”, installato all’interno di ogni Silos che, tramite la variazione delle vibrazioni (determinata dalla quantità di materiale presente), ne segnala il livello.
Tuttavia questo sistema non fornisce informazioni certe al 100%, in quanto i residui di materiale e la polvere da essi generata, possono inserirsi tra le aste del Diapason, e fornire letture improprie.
Il processo di caricamento e controllo viene svolto dallo stesso incaricato che, verificato il livello, si dirige con l’automezzo adibito al prelievo verso i box dove i materiali sono depositati.

Questo procedimento generava i seguenti problemi:

•  L’incaricato acquisisce dai box il materiale sbagliato e quindi lo carica impropriamente nel silos.

• L’incaricato acquisisce il materiale corretto ma lo attribuisce al silos sbagliato.

• L’incaricato acquisisce il materiale corretto e lo attribuisce al silos corretto ma, in un successivo ed immediato prelievo (prima che venga completato lo smistamento automatico all’interno del silos del primo carico effettuato), questi accoda al precedente un materiale diverso, che va a finire nel silos sbagliato.

La conseguenza di uno di questi eventi, è la produzione di una colata errata, determinata dalla presenza di quantità improprie degli elementi compositivi.

Hardware previsto e modalità operative

Come si desume dallo schema 2 (riferito per semplicità ad un solo Impianto Silos) la soluzione si sviluppa facendo uso della tecnologia RFID (Radio Frequency IDentification) e WireLess.

Hardware Previsto all’impianto Silos:

• Personal Computer Industriale con schermo di tipo TouchScreen

• Collegamento seriale Rs/232 o Rs/485 con Sinottico/Plc

• Access Point per collegamento Wireless con Terminale installato su automezzo

Hardware Previsto per ogni automezzo:

• Terminale/Pc con schermo TouchScreen

• Scheda Wireless per Terminale/Pc

• Lettore Long Range (controller) di Tag Transponder passivi a 13,56 Mhz collegato in Rs-232 al Terminale/Pc

• Antenna RF-ID predisposta sotto l’automezzo

Tags previsti:

• Tags di tipo passivo read/write  da interrare davanti ad ogni box

• Tags di tipo passivo read/write da interrare davanti alla buca di carico dei Silos

Operatività:

Sullo schermo TouchScreen del Pc collegato in Rs/232 al Plc, è stata realizzata una rappresentazione grafica dei Silos, in cui si evidenzia il tipo di materiale presente all’interno.
L’incaricato al controllo dei Silos, una volta individuata la carenza di materia prima (facendo riferimento al quadro sinottico e/o verificando fisicamente i reali livelli) attribuisce l’informazione di carico tramite lo schermo TouchScreen, digitando sulla rappresentazione grafica del Silos (es. sul Silos del Silicio).
Questa informazione viene trasmessa in radiofrequenza tramite l’Access Point posizionato vicino all’impianto, al Terminale/PC dell’automezzo, sul cui schermo compare il tipo di materiale che deve essere prelevato dai box (L’automezzo deve trovarsi in una zona coperta dal segnale in radiofrequenza).
Davanti ad ogni box sono stati interrati più Tags (10/20) i cui numeri identificativi sono stati associati dal programma alle varie materie prime.

Ad esempio, i Tags con i codici: AS001002003; AS001002004; AS001002005; etc. - fanno riferimento al Silicio - mentre i tags con i codici: BS001002003; BS001002004; BS001002005; etc. – fanno riferimento allo  Zinco - etc.

Davanti alla buca di carico dei Silos, sono stati interrati altri Tags (10/20) per i quali è stata creata un’associazione di posizione, con lo stesso criterio precedente.

Tramite il lettore di tags e l’antenna installati sull’automezzo il software verifica che l’operatore, all’atto del prelievo, si posizioni davanti al box contenente la materia prima corretta. Il controllo avviene verificando che i numeri dei Tags rilevati, corrispondano a quelli in precedenza associati ai materiali.

In caso di errore o di corretto prelievo, viene fatta un’opportuna segnalazione sul video del Terminale/PC.
Una volta prelevata la materia prima, l’operatore si sposta con l’automezzo in prossimità della buca di carico dell’impianto semi-automatico dei Silos.

Alla lettura dei Tags di posizione (davanti alla buca) si attiva così una comunicazione tra il Pc Industriale dell’impianto, il Plc (in RS/232) ed il Terminale/PC dell’operatore (in Rf).

I controlli possibili sono i seguenti:

• Il materiale prelevato, attualmente ancora sull’automezzo, deve corrispondere a quello richiesto originariamente.
  Se corrisponde (e l’impianto è al momento fermo) si accende il semaforo verde sullo schermo del terminale/Pc installato sull’automezzo.
  Se non corrisponde si accende il semaforo rosso.

• Se il semaforo è verde e l’impianto è fermo è possibile attivarne il funzionamento, destinando il carico al Silos interessato, senza dover scendere dall’automezzo ma semplicemente definendo un comando di input (tramite schermo TouchScreen del Terminale/PC).

• Se il semaforo è rosso e l’impianto è fermo, significa che il materiale caricato (pur avendo già segnalato l’anomalia) non corrisponde a quello richiesto.
  In tal caso sono possibili due scelte:
  A) riportare il materiale al box da cui è stato erroneamente prelevato.
  B) attribuire all’impianto (senza scendere dall’automezzo) il comando di caricare in un silos diverso da quello richiesto originariamente.

• Se l’impianto è già in funzione, viene verificato che, il materiale al momento ancora sull’automezzo, corrisponda a quello attualmente già presente nella buca.
  Se corrisponde: si accende il semaforo verde, in caso contrario quello rosso.
  In quest’ultimo caso, essendo già stato fatto il controllo di congruità dei materiali (materiale prelevato corrispondente a quello richiesto), il travaso nella buca è consentito solo ad impianto fermo e quindi solo in quel caso, il semaforo diventa verde, abilitando di fatto l’operazione.

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