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Un approccio unico al loop termico

Sensori, controllori, riscaldatori e dispositivi per la gestione dell’integrità dei dati sono componenti fondamentali di un unico sistema che contribuisce all’ottimizzazione dei processi.
 

È passato poco più di un anno dall’acquisizione di Eurotherm® da parte di Watlow® che progetta e produce sistemi termici industriali. L’acquisizione è stata completata il 31 ottobre 2022. Dall’unione delle due aziende emergono maggiori opportunità in regioni e settori che prima non erano così facilmente raggiungibili per ciascuna singolarmente.

Eurotherm è una realtà affermata in Europa per la sua profonda esperienza nel settore delle Scienze della Vita, del trattamento termico e della produzione del vetro, oltre che per le sue soluzioni di controllo della potenza. Sin dall’inizio è stato evidente che Watlow desiderava che Eurotherm rimanesse un marchio di primo piano per il controllo della temperatura, della potenza e dell’acquisizione dei dati, aggiungendo forza e presenza a livello globale.

Una curva di apprendimento estremamente veloce

Watlow detiene più di 1.100 brevetti e conta più di 4.200 dipendenti che lavorano in 12 stabilimenti di produzione e nove centri di tecnologia avanzata e sviluppo negli Stati Uniti, in Messico, Europa e Asia. Watlow è presente in 95 Paesi attraverso uffici di vendita e distribuzione. Quest’anno è stato un viaggio incredibile”, afferma il Chief System Designer, Andy Selvy, “mettere insieme tecnici esperti per integrare i nostri prodotti e le nostre tecnologie ha rappresentato una sfida e, per tutti noi, la curva di apprendimento è stata molto veloce, ma gratificante. Stiamo sfruttando le migliori pratiche di entrambe le parti per creare straordinarie opportunità per i nostri clienti comuni e, onestamente, il fermento è palpabile”.

Watlow dispone di un ampio portafoglio di prodotti, venduti in diversi settori e utilizzati in un’ampia gamma di applicazioni, con una profonda esperienza nelle applicazioni relative ai sistemi termici e al loro controllo.

Per Watlow, il concetto alla base di tutto ciò che fa è quello del loop termico. Ogni prodotto offerto e ogni progetto a cui si lavora riguarda in ultima analisi la creazione e il controllo di un loop termico in qualche applicazione. I componenti fondamentali del loop termico sono quattro: rilevazione della temperatura, controllo, riscaldo e gestione dell’integrità dei dati, che contribuiscono a ottimizzare il processo.

Eurotherm gode di una solida reputazione per la sua profonda conoscenza di settore e per le sue soluzioni specialistiche nella gestione dell’integrità dei dati, in particolare in settori altamente regolamentati come quello farmaceutico, del trattamento termico e della produzione di alimenti e bevande; le soluzioni progettate per la pastorizzazione del latte negli stabilimenti lattiero-caseari e la soluzione pirometrica per l’industria aerospaziale lo dimostrano bene.

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Grafico di un loop termico tipico con i relativi componenti

Cos’è un loop termico e perchè è importante?

Un loop termico è un tipo di sistema progettato per controllare con precisione la temperatura di una parte, di un fluido o di un ambiente. Il controllo preciso della temperatura non si limita al semplice riscaldamento, ma deve anche tenere conto delle variazioni del sistema, come le fluttuazioni di tensione o le condizioni ambientali, e regolarsi di conseguenza per mantenere costanti le prestazioni del sistema. In alcuni casi, un singolo componente può svolgere più ruoli. Ad esempio, con i materiali ad alto coefficiente di resistenza termica (TCR), è possibile che un singolo componente funga sia da riscaldatore che da sensore, riducendo così il numero totale di componenti e fili necessari nel sistema.

 

Ascolta CEO Rob Gilmore su come “Portare l’intelligenza” nei Loop termici >

Un’altra scelta critica nella progettazione di qualsiasi sistema termico industriale è la scelta del controllore di potenza. Dipende da una serie di fattori che vanno ben oltre i semplici requisiti di potenza. La famiglia di controllori di potenza Watlow si amplia in modo significativo grazie all’unione con la linea Eurotherm, offrendo uno spettro completo di funzionalità. Questa ampia varietà di caratteristiche e prestazioni consente ai clienti di scegliere il livello di sofisticazione necessario per gestire in modo efficiente i processi e ridurre i costi energetici, senza dover pagare per più funzionalità del necessario.

L’offerta di controllori di potenza Watlow può essere logicamente suddivisa in tre categorie in base alle caratteristiche e alle funzionalità: Standard, Smart e Specifici per applicazione. I controllori di potenza standard forniscono funzionalità di base quando non sono richieste comunicazioni e controllo ad anello chiuso. I processi più complessi richiedono funzionalità avanzate, con controllo ad anello chiuso e opzioni di comunicazione.

Scegli il tuo controllore di potenza
Grafico costo/prestazioni † POWERGLIDE® smart controller, disponibile per applicazioni specifiche

Opzioni avanzate per maggior efficienza

  • Gestione predittiva dei carichi: Assicura che il sistema non assorba troppa potenza nello stesso momento
  • Diagnostica del controllo: Esegue la diagnostica e registra il funzionamento del controllore.
  • Comunicazione e connessione: Comunica e condivide il registro della diagnostica a fini di audit e avvisa gli interessati in caso di problemi.
  • Soft start: Aumenta gradualmente la potenza fornita ai riscaldatori per eliminare l’umidità ed evitare i danni causati dal raggiungimento prematuro della potenza massima.

Controllo di potenza per applicazioni specifiche

POWERGLIDE™ è uno strumento che integra la tecnologia Adaptive Thermal Systems (ATS™) di Watlow e unisce controllo di temperatura e potenza in un dispositivo ideale per applicazioni complesse.

Perché la creazione di un loop termico richiede un pensiero sistemico?

Perché parliamo di ” loop termici”? Perché non parlare semplicemente di riscaldatori, sensori, controllori di temperatura e di potenza?

Capire il ragionamento che porta a scegliere i componenti giusti e a metterli insieme è una sfida ben più grande. È qui che entra in gioco la profonda esperienza di Watlow. Alcuni problemi che sorgono in un loop termico sono “problemi di sistema” piuttosto che un problema di un singolo componente:

  • Il fabbisogno energetico e gli ingressi al sistema subiscono variazioni nel tempo, provocando un riscaldamento non uniforme anche quando i sensori registrano la temperatura corretta. Oppure assorbono troppa energia e diventano un pericolo per la sicurezza.
  • Una particolare applicazione richiede un’apparecchiatura estremamente robusta, incluso un pannello di controllo robusto. Il pannello sarà di difficile accesso e manutenzione e deve essere costruito in modo da massimizzare il tempo di funzionamento riducendo al minimo gli interventi.
  • I dati devono essere registrati e/o trasferiti perché l’applicazione fa parte di un processo in un’industria altamente regolamentata. È necessario disporre di un adeguato “audit trail”, anche quando tutto funziona come dovrebbe.

La componente di gestione dei dati del loop termico nelle industrie fortemente regolamentate

La rapida crescita mondiale, la globalizzazione, le tecnologie avanzate di automazione per l’Industria 4.0 e i trend di analisi dei dati, stanno enfatizzando la necessità di elevati standard di qualità e integrità dei dati in diversi settori, ma ciò è sempre avvenuto quando la sicurezza e la tracciabilità rappresentano fattori critici. Le buone pratiche in materia di dati (GxP) arricchiscono la qualità dei dati, consentendo alle aziende dei settori fortemente regolamentati di prendere decisioni strategiche basate su dati affidabili e approfondimenti analitici. In questi settori, non è sufficiente fornire un controllo preciso della temperatura, ma occorre anche un registro dei dati end-to-end. Questo registro fornisce la prova della conformità della procedura e che i valori richiesti sono stati raggiunti per ogni lotto, in ogni fase del processo.

 

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Tre esempi di industrie regolamentate

Farmaceutico/Biomedicale
L’industria farmaceutica e biotecnologica regola attentamente la produzione e l’archiviazione dei dati per assicurarsi che questi ultimi non possano essere modificati senza che ciò venga rilevato. Organismi di regolamentazione come la FDA e l’EMA, nonché istituzioni e associazioni globali come l’OMS, l’ISPE, il PIC/S e le locali CDSCO, NMPA, MHRA, ANVISA, ecc. sottolineano la necessità di una misurazione accurata e di una conservazione sicura dei parametri ambientali e di processo critici.
 
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Produzione e Pastorizzazione del latte
Diamo per scontato che il latte che acquistiamo sia sicuro per i nostri bambini. La realtà è che ogni produttore di latte deve conformarsi a normative rigorose come la FDA Dairy Pasteurized Milk Ordinance (PMO) e a molteplici principi e standard guida per dimostrare che ogni parte del processo è stata controllata, registrata e soddisfa tali normative.

 
 

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Aerospaziale
È fondamentale che un costruttore di aeromobili possa dimostrare la sicurezza dei suoi velivoli per i passeggeri. Deve convalidare che letteralmente ogni vite e bullone sia conforme alle specifiche normative di controllo dei processi aerospaziali, agli standard NADCAP e AMS2750G durante la produzione. Il know-how specialistico di Eurotherm sui trattamenti termici e l’esperienza maturata aiutano i clienti a risparmiare energia, a migliorare le proprietà dei materiali e a ridurre i costi legati al rispetto delle normative.

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Eurotherm possiede conoscenze ed esperienze specialistiche in questi settori, e fornisce soluzioni che aiutano le aziende a ridurre i tempi e i costi della conformità alle normative, in tutti i processi produttivi e nelle catene di approvvigionamento. Le soluzioni e i servizi Eurotherm aiutano i clienti a gestire in modo efficiente la qualità, la sicurezza e l’autenticità dei prodotti fabbricati in diversi modi. Attraverso l’efficienza dell’automazione delle macchine e dei processi, la gestione dei dati ad alta integrità e la collaborazione con gli enti normativi globali per contribuire a migliorare gli approcci ingegneristici basati sulle migliori pratiche, come l’ISPE su GAMP® 5 (Good Automated Manufacturing Practice).

In questi casi, la non conformità si traduce spesso in pesanti sanzioni e richiami di prodotti. Anche se le apparecchiature utilizzate sono estremamente performanti e ben controllate, i produttori devono poter accedere facilmente e misurare, monitorare, registrare e proteggere con precisione i dati raccolti nei loro processi. Pertanto, anche la gestione dei dati (registrazione, monitoraggio e archiviazione sicura dei dati in file resistenti alle manomissioni) è parte integrante del ciclo termico.

Aiutare i clienti a raggiungere i loro obiettivi spesso comincia da un’analisi del sistema. È qui che Watlow può applicare la sua esperienza e introdurre le migliori pratiche nell’applicazione del cliente. Una volta dimostrato questo valore, il rapporto come partner di fiducia può auspicabilmente crescere.

Gli autori

Andy Selvy ha conseguito una laurea in ingegneria ceramica presso la Missouri University of Science and Technology e un MBA presso la Maryville University.
Nel suo attuale ruolo di capo progettista di sistemi, sfrutta 20 anni di esperienza nella risoluzione di complessi problemi di sistemi termici per contribuire allo sviluppo di nuove tecnologie in prodotti e servizi scalabili.

Andy Selvy

Chief system designer

Marketing Manager e scrittrice con esperienza nella promozione di complesse soluzioni di automazione industriale; interpreta le informazioni tecniche per creare contenuti coerenti e facilmente comprensibili.

Kate Merrick

Global Marcomms Manager

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