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SCADA per forni per laterizi e ceramica: supervisione e controllo della cottura continua e intermittente
Sielco Sistemi —
Sielco Sistemi ha sviluppato una famiglia di applicazioni per la supervisione e il controllo di forni per laterizi e ceramica, pensate per riunire linee di cottura che un tempo si affidavano a strumenti separati, registratori a carta e registri manuali in un’unica visione coerente. Questi sistemi permettono al personale di stabilimento di controllare le principali variabili di processo — temperatura, pressione, diluizione e altro ancora — e di analizzarle su grafici temporali, mentre ripetibilità e qualità della produzione sono garantite da una strutturata gestione delle ricette di produzione e da report di lotto automatici. Winlog Evo è la piattaforma SCADA/HMI alla base di questa famiglia di applicazioni per forni, installabile su una singola linea di cottura o estesa a un intero stabilimento di produzione ceramica o laterizi, da una piccola realtà artigianale a un sito industriale multi-forno operativo 24 ore su 24.
Monitoraggio delle variabili di processo e grafici temporali
Un ciclo di cottura, sia per laterizi strutturali, tegole, sanitari o ceramica fine, dipende da variabili di processo strettamente controllate che interagiscono tra loro lungo tutto il forno: il profilo di temperatura lungo il tunnel o la camera, la pressione interna e i rapporti di diluizione aria o gas che definiscono l’atmosfera a cui il prodotto è esposto. Invece di leggere questi valori su strumenti locali sparsi lungo il forno, gli operatori li supervisionano da schermate sinottiche centralizzate, con ogni lettura registrata e visualizzata su grafici temporali così che una deriva di una variabile possa essere correlata alle altre nel momento in cui accade, anziché essere ricostruita in seguito da strisce di carta. Poiché i driver di comunicazione si collegano alle reti OPC UA e Modbus che gran parte della strumentazione dei forni e dei quadri bruciatori già utilizza, termocoppie, trasmettitori di pressione e PLC dei treni gas esistenti possono in genere essere integrati senza sostituire l’impiantistica di campo, e l’elenco dei dispositivi supportati permette di verificare facilmente la compatibilità prima di aggiungere una nuova linea di cottura al progetto.
Ricette di produzione e report di lotto per una qualità ripetibile
Cuocere due volte la stessa composizione dell’impasto e ottenere due risultati diversi è il classico difetto di funzionamento di un forno, ed è per questo che la gestione delle ricette di produzione è al centro di queste applicazioni. Una ricetta cattura l’intero profilo di cottura — velocità di rampa, temperature di mantenimento, setpoint di diluizione, durata del ciclo — come un insieme di parametri riutilizzabile e versionato, invece di qualcosa che l’operatore reinserisce a memoria o da una scheda cartacea a ogni turno. Una volta caricata una ricetta, il sistema la applica in modo coerente a ogni lotto, e ogni ciclo si chiude con un report di lotto automatico che documenta quali setpoint sono stati usati, quanto fedelmente la curva reale li ha seguiti e dove si sono verificate eventuali deviazioni. Questo trasforma ripetibilità e qualità della produzione da qualcosa che dipende dall’esperienza dell’operatore in qualcosa che il sistema stesso garantisce e documenta, un aspetto importante tanto per il controllo qualità interno quanto per dimostrare coerenza ai clienti che effettuano audit su un fornitore.
Forni continui: curva di temperatura reale e teorica
Nelle applicazioni per forni continui — la configurazione a forno a tunnel ampiamente usata per la produzione di laterizi e piastrelle ad alto volume — il prodotto avanza costantemente attraverso zone fisse di preriscaldo, cottura e raffreddamento su carri o rulli. Qui il sistema può visualizzare la curva di temperatura del prodotto attuale e teorica affiancate, così gli operatori possono verificare immediatamente se il processo in corso segue il profilo di riferimento definito dalla ricetta, invece di attendere lo scarico di un lotto per scoprire un difetto di cottura. Poiché il confronto è continuo e visivo, una deriva lenta della temperatura in una zona — un bruciatore incrostato, una velocità dei carri che cambia, una perdita d’aria — si manifesta come uno scostamento visibile tra le due curve molto prima che si traduca in un lotto scartato in uscita dal forno, dando agli operatori il tempo per correggere il processo mentre il prodotto interessato è ancora dentro il forno.
Forni intermittenti: costruzione della curva di temperatura e diluizione aria con anteprima a schermo
Nelle applicazioni per forni intermittenti — forni periodici o a navetta tipicamente usati per una produzione ceramica di volume più basso o più specializzata — non esiste una curva di riferimento fissa in esecuzione continua, quindi il sistema permette invece agli operatori di costruire la curva di temperatura e diluizione aria che il forno eseguirà realmente per un dato ciclo di cottura, con una completa anteprima a schermo prima dell’avvio del ciclo. Segmenti di rampa, periodi di mantenimento e variazioni di diluizione possono essere composti e verificati graficamente usando gli strumenti di sviluppo della piattaforma, il che riduce il rischio di programmare un ciclo non adatto per una smaltatura delicata o un pezzo a parete spessa prima ancora che venga cotto. Una volta approvata, la stessa curva diventa sia il profilo di setpoint che il forno segue sia il riferimento rispetto al quale viene misurato il report di lotto, chiudendo il ciclo tra la pianificazione di un ciclo di cottura e la verifica che sia avvenuto come previsto.
Gas bruciatori, energia elettrica e architettura di rete client/server
Cuocere prodotti laterizi e ceramici è un’attività ad alta intensità energetica, quindi i sistemi possono opzionalmente controllare e misurare il consumo di gas dei bruciatori e di energia elettrica, riportandolo suddiviso per lotto di produzione o per parte di impianto — un forno specifico, una zona di preriscaldo, un gruppo di ventilatori o pompe. Questa granularità permette alla direzione di vedere dove viene effettivamente speso l’energia, un aspetto importante sia per il controllo dei costi sia per il tipo di benchmarking dell’efficienza energetica che i fornitori di apparecchiature per bruciatori e combustione industriale integrano sempre più nei propri sistemi di controllo; fornisce inoltre ai responsabili di impianto i dati necessari per giustificare investimenti in aggiornamenti dei bruciatori o progetti di recupero calore con cifre tratte dalla cronologia effettiva di cottura anziché da stime. Tutte queste applicazioni possono essere integrate in un’unica rete con protocollo TCP/IP e struttura client/server, così uno stabilimento con più forni, più linee di cottura o più di un sito produttivo può essere supervisionato da una o più postazioni web server, con gli ingegneri che verificano o modificano la configurazione di una linea remota senza dover essere fisicamente presenti presso quel forno.
Vuoi vedere come funziona nella pratica la supervisione e il controllo dei forni? prova la web demo di Winlog Evo, consulta i driver di comunicazione supportati, scarica il software Winlog Evo, consulta le risorse di supporto, oppure contatta Sielco Sistemi per discutere un progetto per forni di laterizi o ceramica.
FAQ
- Quali variabili di processo controlla lo SCADA nei forni per laterizi e ceramica?
- Lo SCADA controlla le principali variabili di processo del forno, come temperatura, pressione e diluizione di aria o gas, registrando ogni lettura su grafici temporali così una deriva in una variabile può essere correlata alle altre nel momento in cui accade.
- Come garantiscono le ricette di produzione la ripetibilità nella cottura dei forni?
- Una ricetta cattura l’intero profilo di cottura - velocità di rampa, temperature di mantenimento, setpoint di diluizione e durata del ciclo - come un insieme di parametri riutilizzabile e versionato che il sistema applica in modo coerente a ogni lotto, invece di qualcosa reinserito a memoria a ogni turno.
- Qual è la differenza tra il controllo di un forno continuo e uno intermittente?
- Nelle applicazioni per forni continui a tunnel il sistema confronta in tempo reale la curva di temperatura attuale del prodotto con un riferimento teorico; nei forni intermittenti non esiste una curva fissa in esecuzione, quindi gli operatori costruiscono in anticipo la curva di temperatura e diluizione aria per ogni ciclo, con un’anteprima a schermo prima dell’avvio della cottura.
- Lo SCADA per forni può monitorare il consumo di gas dei bruciatori e di energia elettrica?
- Sì, i sistemi possono opzionalmente controllare e misurare il consumo di gas dei bruciatori e di energia elettrica, riportandolo suddiviso per lotto di produzione o per parte di impianto, come un forno specifico, una zona di preriscaldo o un gruppo di ventilatori o pompe.
- È possibile supervisionare più forni e stabilimenti da un’unica rete?
- Sì, tutte le applicazioni per forni possono essere integrate in un’unica rete con protocollo TCP/IP e struttura client/server, così uno stabilimento con più forni, più linee di cottura o più siti produttivi può essere supervisionato da una o più postazioni web server.
