Roberto Redaelli, Presidente CEI SC 65B

Tratto da un articolo di Morand Fachot pubblicato su IEC e-tech 08-2017.

L’automazione industriale non è una novità: nel corso degli anni si è evoluta passando da semplici funzioni a tecnologie complesse. Il controllo basato sulla misura è sempre stato al centro dell’automazione industriale.

Poiché la natura della produzione cambia rapidamente, sono necessari nuovi standard per effettuare misurazioni accurate dei sistemi di controllo industriali.

Dall’automazione di base all’automazione intelligente

La moderna automazione industriale sotto forma di robot programmabili (inizialmente introdotta nell’industria automobilistica statunitense all’inizio degli anni ’60) si è basata, fino a poco tempo fa, principalmente su sistemi di controllo analogici.

La produzione si sta rapidamente allontanando dalle tecnologie analogiche, adottando invece sistemi e processi digitali “intelligenti” come i controlli computerizzati, i dispositivi collegati – il cosiddetto Internet delle cose (IoT) – e l’apprendimento a macchina (autoapprendimento), evolvendosi in quella che viene definita produzione intelligente (o Industry 4.0).

Questo nuovo ambiente industriale richiede nuovi sistemi di controllo e nuovi standard per le apparecchiature progettate per fornire misurazioni accurate.

Nell’ambito del IEC SC 65B “Measurement and control devices”, si sta sviluppando una serie di norme internazionali, la IEC 62828 “Reference conditions and procedures for testing indu- strial and process measurement transmitters”. Di essa sono già state pubblicate due norme; altre sono in fase di elaborazione e saranno pubblicate nei prossimi mesi.

Una volta completata, la serie IEC 62828 sosti- tuirà la IEC 60770, “Transmitters for use in industrial-process control systems”, che sarà ritirata. La serie IEC 62828 sarà utilizzata anche per la revisione della IEC 61298 “Process measurement and control devices”, che è applicabile a tutti i dispositivi di misura e controllo di processo.

Ciò garantirà l’armonizzazione delle due serie.

Principi e ragioni alla base di questa nuova serie

Le ragioni che hanno portato allo sviluppo della serie IEC 62828 sono spiegate nell’introduzione delle due Norme che sono disponibili dal novembre 2017:

“Nella maggior parte dei casi gli attuali standard Internazionali IEC sui trasmettitori di misura industriali e di processo sono piuttosto vecchi e sono stati sviluppati tenendo conto dei dispositivi basati su tecnologie analogiche.

I trasmettitori di misura digitali industriali e di processo di oggi sono molto diversi dai trasmettitori analogici: includono funzioni aggiuntive e nuove interfacce, sia nella sezione informatica (per lo più elettronica digitale) che in quella di misura (per lo più meccanica).

Anche se esistono già alcuni standard relativi ai trasmettitori digitali di misura di processo, essi sono insufficienti, in quanto alcuni aspetti delle prestazioni non sono coperti da metodi di prova appropriati”.

“Inoltre, gli standard di prova IEC esistenti per i trasmettitori di misura industriali e di processo sono distribuiti su molti documenti, cosicché  per i produttori e gli utenti è difficile, poco pratico e dispendioso in termini di tempo identificare e selezionare tutte le norme da applicare a un dispositivo che misura una specifica grandezza di processo (pressione, temperatura, portata, livello, ecc.).

Per aiutare i produttori e gli utilizzatori, si è deciso di rivedere, completare e riorganizzare gli standard IEC pertinenti e di creare una serie di standard più adatta, efficace e completa che fornisca, in modo sistematico, tutte le specifiche e i test necessari per i diversi trasmettitori di misura industriali e di processo”.

Passare dal riferimento principale analogico a quello digitale per lavorare sui nuovi standard

La misurazione di variabili fisiche come pressione e temperatura sta diventando sempre più importante nell’automazione industriale e di processo. Il passaggio alla cosiddetta “Industria 4.0”, o ambiente di produzione intelligente (smart manufacturing), che deriva dalla crescente digitalizzazione dei sistemi e dall’introduzione dell’Internet delle cose (IoT) negli ambienti industriali, rende questo particolarmente importante.

Ciò significa che è più che mai necessario definire con precisione cosa debba fare un trasmettitore di misura di processo (PMT) come un trasmettitore di pressione o di temperatura, quali siano le condizioni in cui deve funzionare e quale sia la procedura migliore per provarlo.

Parlare un “linguaggio comune” sia dal punto di vista del produttore che dell’utilizzatore è il modo migliore per evitare errori, ottenere i migliori risultati e raggiungere gli obbiettivi ottimali.

La nuova serie IEC 62828 è all’avanguardia e mira ad essere utile e vantaggiosa per tutti gli attori in un mercato sempre più esigente.

Per aiutare i produttori e gli utilizzatori, si è deciso di rivedere, completare e riorganizzare gli standard IEC pertinenti e di creare una serie più adatta, efficace e completa che fornisse sistematicamente tutte le specifiche e i test necessari per i diversi trasmettitori di misura industriali e di processo.

La nuova serie sui trasmettitori di misura industriali e di processo risolve questi problemi e aggiunge valore per gli stakeholder, coprendo questi aspetti:

• norme di riferimento applicabili;
• termini e definizioni specifici;
• configurazioni e architetture tipiche per i vari tipi di trasmettitori di misura industriali e di processo;
• aspetti hardware e software;
• interfacce (al processo, all’operatore e agli altri dispositivi di misurazione e controllo);
• prescrizioni fisiche, meccaniche ed elettriche e relative prove; definizione chiara delle categorie di prova: prove del tipo, prove di accettazione e prove di routine;
• prestazioni (specifiche, prove e verifiche);
• protezione ambientale, applicazione in aree pericolose, sicurezza funzionale, ecc;
• struttura della documentazione tecnica.

Più Parti affrontano vari problematiche

Per affrontare in modo sistematico tutte le problematiche che servono, la serie è organizzata in più Parti.

Le prime tre Parti della serie IEC 62828 per le condizioni di riferimento e le procedure per la verifica dei trasmettitori di misura industriali e di processo sono:

• IEC 62828-1: General procedures for all types of transmitters;
• IEC 62828-2: Specific procedures for pressure transmitters;
• IEC 62828-3: Specific procedures for temperature transmitters.

Le altre due Parti verranno pubblicate nel 2018:

• IEC 62828-4: Specific procedures for level transmitters;
• IEC 62828-5: Specific procedures for flow transmitters.

Nella preparazione della serie IEC 62828, molte procedure di prova sono state riprese dalla serie IEC 61298 e migliorate.

L’impegno internazionale per  sviluppare un linguaggio comune, determinare la precisione

L’articolo 3 della Norma IEC 62828-1, relativa a termini, definizioni e abbreviazioni, è utilizzata per definire le proprietà del PMT, con raccomandazioni su cosa deve contenere una scheda tecnica.

Ciò ha lo scopo di aiutare a parlare “una lingua comune” e di facilitare la comprensione delle specifiche dei prodotti da parte degli utilizzatori.

Un’altra caratteristica interessante è definita nell’articolo 7, che introduce il concetto di errore totale probabile (TPE), fornendo un orientamento su come valutare l’accuratezza complessiva di un PMT.

In questo modo sarà più facile, soprattutto per gli utenti finali, confrontare i PMT di produttori diversi in modo che possano fare la scelta giusta in base alle loro esigenze specifiche.

Lo sviluppo della Norma IEC 62828 è il risultato fruttuoso, sotto la guida italiana, della partecipazione di esperti di diversi Comitati nazionali IEC (come Germania, Giappone, Cina e Francia) che lavorano per le industrie manifatturiere primarie e le associazioni di utilizzatori finali.

Anche gli esperti italiani in materia nel gruppo SC 65B/WG 6  hanno  svolto  un  ruolo  centrale nello sviluppo di questa serie di norme, alla quale ha lavorato oltre un terzo degli esperti del GdL, compresi i Convenors.