In un nostro recente articolo abbiamo parlato di gemelli digitali tra le varie soluzioni che l’automazione industriale 4.0 può fornire per ottimizzare i processi produttivi. Per quanto riguarda i quadri elettrici, il “gemello digitale” è, sostanzialmente, la progettazione 3D dello stesso.
Chi si occupa della progettazione elettrica sa che lo schema su cui si lavora deve essere bidimensionale. Questo non impedisce tuttavia di poter passare allo step successivo, soprattutto quando si tratta di valutare gli ingombri in uno spazio limitato, che è quello che accade quando si costruisce un quadro elettrico.
Lo schema elettrico bidimensionale diventa dunque la base di partenza da cui è possibile estrarre dati e modelli su cui fare calcoli e simulazioni, definendo esattamente gli spazi tra un componente e l’altro, verificando le interferenze, la dissipazione termica, i punti caldi localizzati in certe aree, la necessità di illuminare il quadro, e valutare di quale sistema di raffreddamento si ha bisogno per mantenere il quadro in “salute”.
La progettazione 3D del quadro consente inoltre di valutare le dime di foratura, il coefficiente di riempimento di una canalina e la mappatura completa dei fili e dei collegamenti.
Dal progetto bidimensionale ai gemelli digitali
Cosa succede nella pratica? Ad ogni componente sono associate tutte le proprietà utili al suo impiego. Non si tratta solo di passare dalla modellazione 2D al progetto 3D, fondamentale per lo sbroglio automatico dei cavi, ma per tutte le informazioni necessarie al trattamento di ciascun componente.
Più il dataset di informazioni attribuite a ciascun componente sono complete e più l’intero processo può essere automatizzato. Geometrie, potenze dissipate, vincoli di installazione, codici, disegni, specifiche per ciascun componente possono essere condivisi attraverso file di scambio con le attrezzature di produzione e con i software di simulazione per ottimizzare il progetto dal punto di vista dimensionale, funzionale e di thermal management.
Gemelli digitali e manutenzione
Anche le operazioni di manutenzione del quadro elettrico possono essere agevolate dalla realizzazione del prototipo digitale in 3D. La documentazione del progetto elettrico 2D e 3D della macchina può rimanere infatti sempre accessibile nel cloud e l’operatore, dotato di tablet, può accedere all’impianto dove è stato segnalato il guasto. Grazie alla realtà aumentata viene visualizzato l’armadio in 3D che evidenzia lo schema elettrico fa riferimento.
I limiti da superare
Predisporre un modello 3D è ormai pratica consolidata ed essenziale nella progettazione meccanica, ma non lo è ancora in quella elettrica. Nell’ottica di questa rivoluzione, occorre dunque che i diversi professionisti lavorino in sinergia, in quanto la progettazione di macchine e l’ingegnerizzazione di quadri deve essere generata da un unico team, così che questo nuovo approccio consenta di sfruttare al meglio la digitalizzazione dei processi.
Il tempo dedicato alla progettazione, infatti, si ripagherà ampiamente grazie ai benefici ottenuti nelle fasi di ingegnerizzazione, costruzione e manutenzione, prima di investire ulteriori tempo e risorse.
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