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I
l termine
Industria 4.0
indica la tendenza
dell’automazione industriale ad integrare le
nuove tecnologie finalizzate a migliorare
condizioni di lavoro e aumentare produttività e
qualità produttiva degli impianti. L’industry 4.0
passa per il concetto di smart factory che si
compone a sua volta di 3 elementi:
smart
production
, ossia l’impiego di nuove tecno-
logie in grado di creare collaborazione tra tut-
ti gli elementi presenti nella produzione: ope-
ratori, macchine e strumenti;
smart servi-
ces
, che comprendono tutte le “infrastrutture
informatiche” e tecniche per l’integrazione tra
sistemi;
smart energy
, cioè la razionalizza-
zione dei consumi energetici.
Chi opera in ambito industriale matura quindi
l’abitudine ai nuovi princìpi della produzione
4.0: interiorizza
flessibilità
e
performan-
ce
, interagendo con una generazione di mac-
chinari e robot “collaborativi”; cerca
l’inte-
grazione
intesa come scambio di informa-
zioni, completo ed agevole, tra gli attori coin-
volti nella produzione; si preoccupa del-
l’
energy save
e della
sicurezza.
Anche internet sta cambiando, da rete di dati
a rete di oggetti, facendo sì che il mondo elet-
tronico replichi una mappa di quello reale, re-
stituendo un’identità elettronica a cose e a luo-
ghi dell’ambiente fisico: l’
Internet of
things.
In questo contesto apparentemente teorico e
“soft”, come si posiziona un oggetto “hard”
come il cavo elettrico?
La nascita e la finalità del cavo elettrico sono
state l’alimentazione degli apparati funzionan-
ti con energia elettrica. Il cavo è nato per es-
sere la strada su cui far viaggiare l’elettricità,
collegando generatori ed utilizzatori. Con l’av-
vento dell’informatica, negli anni 70, trasferire
energia elettrica non è stato più sufficiente in
quanto si è reso necessario veicolare sempre
più dati ed informazioni. Mai come negli ultimi
10 anni però, è stato così necessario agevola-
re la comunicazione digitale dove velocità, vo-
lume e qualità delle informazioni da condivi-
dere sono in continua crescita. Al cavo è stato
quindi richiesto di evolvere dal punto di vista
costruttivo e prestazionale per
supportare l’evoluzione della
nuova industria.
Il principale aspetto di questo
cambiamento riguarda la natu-
ra e la qualità della trasmissio-
ne: le strutture a rete su cui si
basano le moderne architetture
di scambio dati implicano una
integrazione verticale ed oriz-
zontale di molteplici apparec-
chi, oltre a richiedere interope-
rabilità tra diversi protocolli di trasmissione e
una diversificazione dei messaggi (controllo,
comando, diagnostica, ecc.). Per fronteggiare
tutto ciò, i sistemi Fieldbus per comunicazione
industriale si sono da tempo spostati in am-
biente ethernet in virtù dei grandi volumi di da-
ti ad elevate velocità che tale protocollo è in
grado di elaborare, ed è qui che si sono avute
le maggiori evoluzioni. Di pari passo, e grazie
ad una progettazione sempre più specifica, il
cavo è cresciuto garantendo frequenze di tra-
smissione fino 1000 MHz, attenuazioni e ritar-
di di segnale limitati, contribuendo a trasferire
un complesso segnale digitale lungo tratte
sempre più estese senza perdite di qualità.
L’altro risultato è l’aver coniugato la garanzia
della trasmissione con l’installazione in un am-
biente “ostile” dove gli apparati sono caratte-
rizzati da elevate mobilità e dinamicità, gli
spazi per i cablaggi sono ridotti, l’inquinamen-
to elettromagnetico dovuto alla stretta vicinan-
za con cavi ed apparecchi è elevato e le pre-
senze di olii e sostanze sono frequenti. Per far
fronte a queste necessità, il cavo è stato rivisto
nei materiali prevedendo l’utilizzo di poliolefi-
ne espanse tramite aria o gas come diretto
isolamento dei conduttori per garantirne dura-
bilità meccanica e una costante dielettrica
adatta alla trasmissione. Le guaine esterne
vengono prodotte utilizzando poliuretani e po-
liolefine reticolate, in quanto resistenti e flessi-
bili e in grado di sopportare la fatica, le eleva-
te performance dinamiche dei macchinari per
automazione, i contatti con olii e solventi resi-
stendo inoltre a tagli, abrasioni e calpestii.
a
ttualità
e
lettrotecnica - marzo
2017
- numero
2
Per quanto riguarda la costruzione, l’inseri-
mento di schermi in rame e nastri dedicati di-
sposti opportunamente ha consentito di pre-
servare la trasmissione di dati dall’inquina-
mento elettromagnetico proveniente da altri
apparecchi mentre la progettazione sempre
più precisa ha consentito la nascita di cavi
“ibridi” in cui trovano posto sia conduttori per
la comunicazione, sia quelli per l’alimentazio-
ne o per altri servizi, consentendo la riduzione
di ingombri i costi.
Queste sono solo alcune delle evoluzioni che
la rivoluzione industriale 4.0 sta richiedendo
ai nuovi cavi: minori limiti tecnologici e nuove
necessità operative, dettate da mercati più
competitivi uniti ad una progettazione e ad
una ricerca sempre più efficaci, sono il moto-
re di questa nuova trasformazione.
*Ing. Stefano Pasqualin, Plant Manager;
Ing. Tommaso Rosa, OEM Sales
CEAM CAVI SPECIALI S.R.L.
di Stefano Pasqualin e Tommaso Rosa*
il ruolo e l’evoluzione
nell’industria 4.0
Il cavo elettrico pare essere poco interessato
alle evoluzioni tecnologiche che stiamo
vivendo. Non è così. Industry 4.0 pone
offre alcune opportunità che
necessitano di cavi adeguati
