Chi programma un controllo macchina, compila un protocollo di collaudo direttamente presso l'impianto o documenta un guasto, ha bisogno di un dispositivo capace di due cose contemporaneamente: deve portare le interfacce adatte verso l'impianto, e deve resistere all'ambiente in cui la manutenzione avviene realmente – polvere, spruzzi d'acqua, vibrazioni, temperature variabili e strutture metalliche che assorbono i segnali WLAN. Questo articolo descrive come i dispositivi mobili vengano collegati alle macchine in modo seriale, di rete o wireless, quale robustezza serva davvero al personale di manutenzione sul campo di produzione, come si possano rilevare piani di manutenzione e segnalazioni di guasto direttamente presso l'impianto, perché il WLAN nei capannoni con scaffalature metalliche sia un tema a sé – e dove serva la protezione Ex.
Come i dispositivi mobili vengono collegati a macchine e impianti
Per il collegamento a controlli macchina e impianti industriali, in pratica sono possibili tre vie: l'interfaccia seriale, una connessione di rete fissa e la tecnologia radio wireless. Quale via sia adatta dipende dal rispettivo impianto – i controlli macchina più datati parlano spesso ancora esclusivamente in seriale, gli impianti più recenti offrono in aggiunta accesso di rete o radio.
Interfaccia seriale (RS232)
Molti controlli macchina e dispositivi industriali utilizzano ancora oggi l'interfaccia RS232 per la programmazione e il monitoraggio, perché offre una possibilità stabile e semplice di trasmissione dati e consente ai tecnici di leggere dati diagnostici e caricare aggiornamenti software direttamente sui controlli macchina, senza dover dipendere da costosa attrezzatura speciale. Il protocollo RS232 trasmette dati tramite un cavo a 9 o 25 poli e consente, secondo la spiegazione di base, una trasmissione dati affidabile fino a una distanza di 20 metri – sufficiente per la maggior parte degli armadi di comando e dei pannelli operatore in produzione.
Poiché i notebook moderni portano ormai raramente di fabbrica l'interfaccia seriale, la pagina (DE) Laptop con interfaccia seriale (RS-232) elenca i modelli Durabook con connettore fisso: il Durabook Z14I porta due connettori RS232, il Durabook S15 uno, e sul Durabook S14I un secondo connettore RS232 può essere aggiunto tramite un'opzione di fabbrica Media-Bay in aggiunta a quello già presente. Sui tablet, RS232 è invece elencato come modulo di espansione opzionale: sul Durabook R11 in combinazione con RJ45 e un lettore combo smart card, sul Durabook U11I opzionale (dove RS232 si esclude reciprocamente con il connettore USB 3.2 Type A) e sul Durabook R8 come lettore smart card con RS-232/RJ-45 e USB3.2. Chi è interessato agli aspetti tecnici dell'interfaccia stessa – comunicazione DTE/DCE, cavi null modem e diretti, piedinatura di DB9 e DB25 – trova una spiegazione diffusa nell'articolo (DE) L'interfaccia RS232: cos'è?.
Rete
I controlli macchina e i componenti d'impianto più recenti sono sempre più raggiungibili tramite Ethernet. Un connettore RJ45 è disponibile in assortimento dove viene fornito come parte di un modulo di espansione – ad esempio sul Durabook R11 nel modulo combo già citato con RS232 e lettore smart card o sul Durabook R8 nel modulo con RS-232/RJ-45 e USB3.2. Per i dispositivi con connettore docking, un collegamento di rete fisso può essere realizzato inoltre tramite una stazione docking sul posto di lavoro o nell'ufficio manutenzione, mentre il dispositivo stesso resta mobile presso l'impianto.
Collegamento wireless
Per il collegamento wireless, la pagina di settore Industria indica espressamente RS232, Bluetooth, LTE, GPS e lettore di codici a barre come interfacce opzionali tramite cui i dispositivi possono essere collegati in ambito industriale. Il Bluetooth viene impiegato soprattutto per brevi distanze verso periferiche come scanner o strumenti di misura, LTE per il collegamento a sistemi sovraordinati esterni alla propria rete WLAN, ad esempio quando le segnalazioni di guasto devono essere trasmesse a un sistema di manutenzione centrale esterno al capannone. Quale generazione WLAN un dispositivo porti per il collegamento all'interno del capannone è un tema a sé e viene trattato separatamente più sotto.
Perché i dispositivi di manutenzione devono resistere a olio, trucioli, vibrazioni e sbalzi di temperatura
Il personale di manutenzione non lavora a una scrivania ordinata, ma direttamente presso l'impianto – con mani unte, in prossimità di trucioli e sotto vibrazioni generate dalle macchine in funzione. Un dispositivo che debba funzionare lì in modo affidabile necessita quindi di più di un normale notebook da ufficio. La pagina di settore Industria lo sintetizza: „Auf dem Shopfloor zählen Robustheit, Verfügbarkeit und saubere Integration – nicht bunte Specs" (sul campo di produzione contano robustezza, disponibilità e un'integrazione pulita, non specifiche appariscenti), con sollecitazioni tipiche derivanti da „Staub/Vibration, wechselnde Temperaturen, Instandhaltung & Prüfprozesse, Dokumentation und Legacy-Peripherie" (polvere/vibrazioni, temperature variabili, manutenzione e processi di collaudo, documentazione e periferiche legacy).
Concretamente, la pagina di settore raccomanda per il settore manifatturiero una classe di protezione IP53 o superiore, che garantisca „nicht nur Schutz vor fallendem Sprühwasser, sondern auch vollständigen Schutz vor Staubeintritt sowie Berührung" (non solo protezione da spruzzi d'acqua che cadono, ma anche protezione completa dalla penetrazione di polvere e dal contatto). Nella tabella comparativa laptop ciò è riportato concretamente: il Durabook S14I porta IP53, il Durabook Z14I IP65, il Durabook S15 e il Durabook S15AB rispettivamente IP5X. Inoltre S15, S14I e Z14I dispongono, secondo la tabella, di coperture dei connettori, che proteggono i connettori dalla penetrazione di polvere e spruzzi d'acqua – sul Durabook S15AB questa riga non è riportata.
Contro vibrazioni e urti, come si verificano in prossimità di macchine in funzione, è rilevante la certificazione MIL-STD-810. Secondo la tabella comparativa, Durabook S15, S14I e Z14I sono testati secondo MIL-STD-810H, tra l'altro contro „cadute, urti, vibrazioni, pioggia, polvere, altitudine, gelo/disgelo, temperature alte/basse, shock termico, umidità"; il Durabook S15AB è testato secondo MIL-STD-810G contro „caduta, urto e vibrazione". Per la protezione dalle cadute, i modelli si differenziano: il Durabook Z14I, secondo la tabella, resiste a cadute fino a 180 cm, S15 e S14I fino a 120 cm, il S15AB fino a 90 cm.
Anche l'intervallo di temperatura è rilevante nella produzione, quando i dispositivi passano tra aree di magazzino fresche, sale macchine calde o parti di capannone non riscaldate. Per Durabook S15, S14I e Z14I è confermato, secondo la tabella comparativa, un intervallo di temperatura di esercizio da −20 °C a 60 °C; sul Durabook S15AB questa riga non è riportata. Cosa significhi questo intervallo in pratica – ad esempio la differenza rispetto alla temperatura di stoccaggio e l'effetto sulla batteria in caso di freddo – lo spiega nel dettaglio l'articolo (DE) Temperatura di esercizio: cosa significano in pratica −20 °C e 60 °C.
Rilevare piani di manutenzione, segnalazioni di guasto e protocolli di collaudo direttamente presso l'impianto
Piani di manutenzione, segnalazioni di guasto e protocolli di collaudo si possono rilevare direttamente presso l'impianto solo se il dispositivo resta utilizzabile anche con i guanti e in un ambiente con umidità o pellicola d'olio sulle mani. Un normale display touch, secondo l'articolo (DE) Touch con umidità e guanti, non è adatto senza ulteriori accorgimenti: i touchscreen capacitivi comuni sono ottimizzati per un dito nudo e asciutto, mentre una modalità guanti o pioggia commutabile adatta in modo mirato il riconoscimento a queste condizioni. Per l'inserimento dati presso l'impianto ciò significa che un dispositivo con la relativa modalità operativa rende affidabile il rilevamento di un protocollo di manutenzione anche quando i tecnici indossano i guanti o il display è umido.
Per l'identificazione univoca di macchine, componenti o oggetti di collaudo sono disponibili il rilevamento tramite codice a barre e RFID. L'articolo (DE) Rilevamento tramite codice a barre e RFID: quale tecnologia quando inquadra che l'RFID in ambienti con molto metallo – ad esempio in un'officina o in un parco macchine – è affidabile solo in modo limitato, perché le superfici metalliche possono riflettere, schermare o disturbare i segnali radio dei tag RFID. Un'etichetta a codice a barre non è interessata da questa limitazione, finché resta leggibile otticamente – un motivo per cui il rilevamento tramite codice a barre è spesso la scelta più affidabile in ambienti di produzione ricchi di metallo. I lettori di codici a barre sono disponibili in assortimento come opzione di fabbrica per diversi modelli, i moduli RFID possono essere aggiunti tra l'altro su Durabook S14I, S15, Z14I, R11, R11L e U11I.
Dove i protocolli di manutenzione devono essere documentati in modo nominativo o gli accessi devono essere tracciati in modo controllato, ad esempio al cambio turno, entra in gioco inoltre un lettore di smart card con chip TPM: TPM 2.0 è presente costantemente, secondo le tabelle comparative, nei modelli Durabook, un lettore di smart card può essere aggiunto tra l'altro sul Durabook R8, R11, R11L e sul Durabook S14I come modulo di espansione ovvero opzione di fabbrica, come descrive l'articolo (DE) Lettore di smart card e TPM: protezione degli accessi sul campo. Una chip card si può estrarre facilmente al cambio turno, bloccando così immediatamente il dispositivo – utile quando un dispositivo di manutenzione viene usato da personale che si alterna.
WLAN nei capannoni con scaffalature metalliche: un tema a sé
Se un dispositivo di manutenzione è collegato via WLAN invece che tramite una connessione via cavo fissa, l'ambiente gioca un ruolo più importante di quanto sembri a prima vista. L'articolo (DE) Wi-Fi 6E e Wi-Fi 7 in ambito industriale descrive che scaffalature, involucri di macchine, travi in acciaio e portoni scorrevoli riflettono e attenuano i segnali radio – ciò favorisce buchi di copertura e propagazione multipercorso, in cui un segnale arriva al ricevitore su più vie con ritardo. Inoltre, inverter di frequenza, motori, saldatrici e altri impianti industriali generano disturbi elettromagnetici che possono compromettere in particolare la banda a 2,4 GHz, fortemente congestionata.
Gli standard WLAN moderni affrontano il problema con spettro radio aggiuntivo ed elaborazione del segnale migliorata. Secondo l'articolo citato, il Durabook S14I porta già Wi-Fi 7 così come il Durabook Z14I, il Durabook S15 Wi-Fi 6E, mentre il Durabook S15AB si basa ancora sulla generazione Wireless-AC più datata (802.11ac). Nei tablet, attualmente il Durabook R10 è l'unico modello con Wi-Fi 7, mentre R11L, R11, U11I e R8 portano Wi-Fi 6E. Importante: un dispositivo con uno standard WLAN più recente sfrutta i propri vantaggi solo se anche gli access point installati nel capannone supportano il rispettivo standard – altrimenti anche un dispositivo nuovo si connette solo tramite la banda di frequenza più vecchia condivisa.
Dove serve la protezione Ex in produzione
Non ogni ambiente di produzione è coperto da un normale dispositivo robusto. Non appena in un'area di lavoro è prevedibile la presenza di un'atmosfera esplosiva di gas, vapore o polvere – ad esempio nella lavorazione chimica, in officine di verniciatura, in depositi di serbatoi dell'industria petrolifera e del gas o in mulini e silos con polvere combustibile –, un valore IP o MIL-STD elevato da solo non è sufficiente. L'articolo (DE) ATEX e protezione Ex: quando un dispositivo deve essere certificato per zona spiega che a tal fine è necessaria una certificazione propria, disciplinata per legge, secondo ATEX ovvero IECEx, perché un dispositivo elettrico può diventare esso stesso fonte di innesco – tramite una scintilla nell'inserire un cavo, tramite carica elettrostatica o tramite una superficie che si surriscalda.
Nell'assortimento RobustBook sono disponibili a tal fine varianti Ex proprie. Il Getac EX80 è certificato, secondo la pagina prodotto, con „ATEX/IECEX Zone 0/20 e UL913 (Class I/II Division 1)" e testato inoltre secondo MIL-STD-810G e IP67. Il Durabook U11I-EX è, secondo la descrizione del prodotto, „certificato ATEX Zona 2/22", con la marcatura Ex „Ex II 3G Ex ic IIC T4 Gc" per l'area gas e „Ex II 3D Ex ic IIIB T135°C Dc" per l'area polveri. Il Getac F110-EX porta, secondo l'articolo su ATEX, una certificazione ATEX e IECEx per la Zona 2/22 ed è espressamente indicato per specialisti nell'estrazione di petrolio e gas, nella lavorazione chimica e nella produzione farmaceutica. Per il Durabook R8-EX, secondo lo stesso articolo, non è riportata alcuna indicazione di zona concreta, ma è disponibile un accessorio proprio con marcatura ATEX, come una custodia protettiva propria e una pellicola protettiva per il display.
Quale dispositivo sia effettivamente certificato per quale zona, e quale zona sia presente nel proprio stabilimento di produzione, si può chiarire solo tramite la rispettiva pagina prodotto e la valutazione dei rischi aziendale – un'assegnazione generica „questa zona è adatta a quel dispositivo" non viene qui volutamente fatta, perché non è deducibile dall'assortimento proprio. Per le aziende che puntano in generale su dispositivi robusti, a tenuta di polvere e protetti da spruzzi d'acqua, senza che nel rispettivo capannone di produzione sia presente una zona Ex, la panoramica su Industria è il punto d'ingresso adatto all'assortimento regolare.
Quali dispositivi sono adatti a controllo macchina e manutenzione
Per il lavoro quotidiano su controlli macchina e per la manutenzione, la pagina di settore Industria indica come raccomandazione tre modelli: il tablet Durabook U11I, il laptop Durabook S15 e il laptop Durabook S14I – ciascuno con dettagli su display, processore, memoria RAM, memoria dati, autonomia della batteria e le interfacce opzionali. Per il confronto diretto di tutti i dati tecnici – classe di protezione, protezione dalle cadute, connettori, standard WLAN, batteria e intervallo di temperatura – su tutta la gamma di modelli, la tabella comparativa laptop e la tabella comparativa tablet forniscono la panoramica completa. Chi vuole saperne di più sull'interfaccia RS232 stessa, oltre al collegamento seriale, trova le basi tecniche nell'articolo (DE) L'interfaccia RS232: cos'è? e la panoramica dei modelli sulla pagina (DE) Laptop con interfaccia seriale (RS-232).
Domande frequenti
Ogni controllo macchina necessita di un'interfaccia seriale?
Non ogni controllo, ma molti controlli macchina più datati e ancora attualmente in uso utilizzano RS232, secondo l'articolo (DE) L'interfaccia RS232: cos'è?, tuttora per la programmazione e il monitoraggio, perché una conversione completa a interfacce più moderne può comportare un onere notevole. Quale modello offra l'interfaccia fissa o aggiungibile opzionalmente lo mostra la pagina (DE) Laptop con interfaccia seriale (RS-232).
IP53 è sufficiente per l'impiego in produzione?
Secondo la pagina di settore Industria, RobustBook punta, per il settore manifatturiero, su una classe di protezione IP53 o superiore, che offre protezione completa dalla polvere e protezione da spruzzi d'acqua che cadono. Se ciò sia sufficiente per un luogo d'impiego concreto o se una classe superiore come IP65 sia più sensata dipende dal profilo di sollecitazione effettivo del rispettivo posto di lavoro.
Quando un normale dispositivo robusto non è più sufficiente?
Non appena in un'area di lavoro è prevedibile un'atmosfera esplosiva di gas, vapore o polvere, secondo l'articolo (DE) ATEX e protezione Ex un normale dispositivo robusto non è più sufficiente – qui è necessaria una certificazione propria secondo ATEX ovvero IECEx.
Perché il WLAN in un capannone di produzione va pianificato diversamente rispetto all'ufficio?
Perché scaffalature metalliche, involucri di macchine e strutture in acciaio attenuano e riflettono i segnali radio, e perché fonti di disturbo industriali come inverter di frequenza o motori disturbano ulteriormente, come descrive l'articolo (DE) Wi-Fi 6E e Wi-Fi 7 in ambito industriale. Uno standard WLAN moderno aiuta solo se anche l'infrastruttura degli access point nel capannone è dimensionata di conseguenza.
Quali due requisiti pongono controllo macchina e manutenzione
Controllo macchina e manutenzione in produzione pongono contemporaneamente due requisiti diversi a un dispositivo mobile: l'interfaccia adatta verso l'impianto – seriale, di rete o wireless – e una costruzione che resista a polvere, spruzzi d'acqua, vibrazioni e temperature variabili direttamente sul luogo d'impiego. Piani di manutenzione, segnalazioni di guasto e protocolli di collaudo si possono rilevare in modo affidabile direttamente presso l'impianto solo se comando touch, rilevamento tramite codice a barre o RFID e controllo degli accessi sono adatti al rispettivo ambiente di lavoro. Il WLAN nei capannoni con scaffalature metalliche è in questo contesto un tema di pianificazione a sé, e non appena è presente una zona Ex, nessuna classe di protezione IP, per quanto elevata, sostituisce la propria certificazione ATEX ovvero IECEx. Una panoramica del normale assortimento robusto per l'industria è fornita dalla pagina Industria, il confronto tecnico completo di tutti i modelli dalla tabella comparativa laptop e dalla tabella comparativa tablet.
Per domande sulla dotazione adatta per il controllo macchina e la manutenzione nella vostra produzione, il team RobustBook è a vostra disposizione per aiutarvi a scegliere il modello adatto.