Monitoraggio dei dati

Tutti i compressori sono dotati di apparecchiatu-re di monitoraggio per proteggeapparecchiatu-re i macchinari ed evitare interruzioni della produzione. Il trasduttore serve a rilevare la condizione attuale dell’impianto e le informazioni che fornisce sono elaborate dal sistema di monitoraggio che invia, ad esempio, un segnale a un attuatore.

Il trasduttore per la misurazione della pressione o della temperatura è costituito per lo più da un sensore e da un convertitore di misura. Il sensore rileva la quantità da misurare

e il convertitore di misura converte il segnale emesso dal sensore in un segnale elettrico appro-priato che può essere elaborato dal sistema di con-trollo.

2.5.5.1 Misurazione della temperatura Per misurare la temperatura si utilizza generalmen-te un generalmen-termometro a resisgeneralmen-tenza, dotato di una resi-stenza metallica, ad esempio un trasduttore, la cui resistenza aumenta con l’aumento della tempera-tura. La variazione della resistenza viene misurata

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e convertita in un segnale compreso tra 4 e 20 mA.

Il termometro a resistenza più comune è il Pt 100;

la resistenza nominale a 0 °C è 100 Ω.

Un termistore è un semiconduttore la cui resisten-za varia al variare della temperatura e può essere utilizzato come controllore della temperatura, ad esempio su un motore elettrico. Il termistore più comune è il PTC (Positive Temperature Coef-ficient); la resistenza di questo termistore varia pochissimo quando la temperatura aumenta fino a un punto di riferimento, dopo di che aumenta di colpo. Il PTC è collegato a un controllore che rileva questo aumento repentino della resistenza e invia, ad esempio, il segnale di arresto a un moto-re.

2.5.5.2 Misurazione della pressione Per misurare la pressione si può utilizzare un ele-mento sensibile alla pressione, ad esempio una membrana. Il segnale meccanico proveniente

dal-1. Collegamenti 2. Membrana di misurazione

3. Olio di silicone 4. Isolatore fisso 5. Membrana di protezione

Esempio di collegamento tripolare con termometro a resistenza da 100 Ω. Il termometro a resistenza e i con-nettori sono collegati formando un ponte.

Esempio di sistema capacitivo per la misurazione della pressione.

© Atlas Copco Airpower NV, Belgio, 2016 la membrana viene convertito in segnale elettrico

(4-20 mA o 0-5 V).

La conversione del segnale da meccanico ad elet-trico può avvenire in vari sistemi di misurazione.

In un sistema capacitivo, la pressione viene trasfe-rita a una membrana; la posizione della membrana per la misurazione viene rilevata dalla piastra di un condensatore e viene convertita in un converti-tore di misura in tensione o corrente continua pro-porzionale alla pressione.

Il sistema di misurazione resistivo è costituito da un estensimetro collegato a ponte e applicato alla membrana; quando la membrana viene esposta alla pressione, viene ricevuta una lieve tensio-ne (mV) che vietensio-ne adeguatamente amplificata. Il sistema piezoelettrico si basa su cristalli specifici (ad es. quarzo) che sulle loro superfici generano cariche elettriche proporzionali alla forza (pressio-ne) applicata alla superficie.

2.5.5.3 Monitoraggio

Le apparecchiature di monitoraggio sono specifiche del tipo di compressore e possono essere di vario tipo, in base alle caratteristiche dei compressori. Un piccolo compressore a pistoni è dotato solo di un interruttore di sovraccarico convenzionale, mentre un grosso compressore a vite può essere dotato di numerosi trasduttori/

interruttori per il sovraccarico, la temperatura, la pressione e così via.

Nei macchinari più piccoli e più elementari, le apparecchiature di controllo staccano il compres-sore in modo che non possa riavviarsi quando un

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Segnale in uscita Alimentazione

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Collegamento a punte con estensimetri.

Un pannello di monitoraggio intuitivo visualizza tutti i parametri di funzionamento necessari.

tlas Copco Airpower NV, Belgio, 2016

interruttore fornisce un valore di allarme. In alcu-ni casi, la causa dell’allarme può essere indicata da una spia.

Il funzionamento dei compressori più avanzati può essere controllato da un pannello di control-lo che indica, ad esempio, la pressione, la tempe-ratura e lo stato. Se il valore di un trasduttore si approssima a un limite di allarme, l’apparecchia-tura di monitoraggio emette un avviso. Prima che il compressore si spenga, è possibile acquisire le misurazioni. Se il compressore viene arrestato da un allarme, il riavvio non è consentito fino a quando il guasto non viene risolto o il compresso-re non viene riavviato manualmente. La soluzione dei problemi è notevolmente semplificata sui com-pressori dotati di memoria per l’archiviazione dei dati relativi alla temperatura, alla pressione e allo stato di funzionamento. La memoria può contene-re fino a 24 ocontene-re di dati e consente di monitoracontene-re le tendenze nell’ultimo giorno per analizzarle e risol-vere i problemi in maniera logica per identificare rapidamente il motivo dell’interruzione.

2.5.6 Sistema di controllo globale

I compressori presenti in un impianto costituito da vari macchinari devono coordinare il loro fun-zionamento. I vantaggi di un sistema di controllo

globale sono molteplici, ad esempio: ripartizione delle ore di funzionamento tra varie macchine, riducendo il rischio di interruzioni impreviste;

semplificazione del programma di manutenzione dei compressori; possibilità di collegare macchine di riserva in caso di imprevisti.

2.5.6.1 Selettore della sequenza degli avviamenti

Il sistema di controllo generale più semplice e più comune è il selettore della sequenza degli avvia-menti, un’apparecchiatura ampiamente collaudata.

Il settore ripartisce ugualmente i tempi di funzio-namento e gli avvii tra i compressori collegati. La sequenza degli avviamenti può essere commuta-ta manualmente o automaticamente in base a un programma temporale. Questo selettore di base utilizza un trasduttore di pressione di tipo on/off, uno per compressore, e rappresenta una soluzione semplice e pratica.

Lo svantaggio è costituito dal numero di passaggi tra i livelli di carico e scarico dei vari compressori, per cui gli intervalli di pressione tra i livelli mini-mo e massimini-mo sono relativamente ampi. Questo tipo di selettore, quindi, non è adatto per control-lare più di 2-3 compressori.

Un selettore della sequenza degli avviamenti di 2:52

Compressore 1

Intervallo di pressione totale Intervallo di pressione totale

Compressore 2 Compressore 3

Compressore 4 Compressore 5

Intervallo di pressione per cinque compressori controllati da pressostati convenzionali (a sinistra), e le stesse macchine controllate da un sistema di regolazione (a destra).

© Atlas Copco Airpower NV, Belgio, 2016 tipo più avanzato include lo stesso sistema di

con-trollo della sequenza ma con un unico trasduttore di pressione analogico posizionato a livello cen-tralizzato, che riduce gli intervalli della pressione totale dell’impianto a poche decine di bar, per cui è in grado di controllare 2-7 macchine. Un selettore della sequenza degli avviamenti di questo tipo, che sceglie le macchine con una sequenza fissa, non tiene conto della capacità dei compressori collega-ti, per cui le macchine devono essere più o meno della stessa taglia.