Quando si disegna l’infrastruttura elettrica di un impianto produttivo, bisogna pensare a diversi aspetti, come la sicurezza e l’affidabilità. La rete dovrebbe essere pensata fin dall’inizio per sostenere carichi variabili e per integrare vari sistemi di automazione, non trascurando la riduzione del consumo energetico, in modo da aiutare lo stabilimento produttivo a diminuire i costi di gestione. Quali sono, quindi, i passaggi decisivi che portano alla realizzazione di un impianto elettrico industriale flessibile e pronto per un’industria moderna?
Comprendere le esigenze e scegliere i componenti
Il primo passaggio, che deve essere previsto prima ancora di ordinare quadri o interruttori, consiste nel decidere quali apparecchiature verranno alimentate, con quale richiesta di potenza e per quanto tempo. Bisogna procedere, quindi, con un elenco accurato dei vari carichi, come le linee di produzione, i motori, l’illuminazione, in modo da calcolare la corrente totale e il margine di espansione.
L’ambiente d’installazione impone poi delle scelte precise, a partire dalla temperatura. Infatti, quando questa è elevata e sono presenti agenti chimici o vibrazioni, sono necessari cavi elettrici resistenti al calore, isolanti dalle alte prestazioni e canalizzazioni rinforzate, tutti elementi che permettono di evitare guasti.
Negli ambienti in cui c’è la presenza di polvere, conviene adottare quadri a tenuta, mentre nelle zone umide possono essere utilizzate canaline in acciaio inox. A queste valutazioni si affianca la scelta di interruttori elettronici con microprocessore, che misurano la corrente in tempo reale, segnalando scostamenti prima che diventino delle criticità.
Per le linee principali, sono a disposizione barre collettrici che riducono i tempi di montaggio e permettono di ampliare la portata semplicemente aggiungendo moduli. Grazie a giunzioni a innesto, inoltre, un eventuale cambio di configurazione del sistema non implica modifiche invasive: basta inserire un nuovo tratto della barra e le utenze aggiuntive trovano subito alimentazione.
Il fattore dell’automazione e il controllo costante
Un impianto elettrico davvero smart, però, non fa riferimento soltanto alla distribuzione di energia, perché instaura una vera e propria comunicazione con la rete informatica del luogo di lavoro.
Tutto questo avviene tramite protocolli Ethernet industriali, indirizzi IP che si possono configurare in modo specifico e gateway cloud che aprono la strada ad un controllo molto preciso. Per soluzioni molto snelle, è possibile impiegare rilevatori di temperatura e strumenti digitali che trasmettono dati a piattaforme specifiche.
Non bisogna dimenticare la manutenzione, che deve essere basata su modelli in grado di anticipare gli andamenti della corrente, le vibrazioni e le piccole variazioni di tensione di uscita dei trasformatori.
Quando un parametro si discosta dal suo normale profilo, il sistema invia un avviso a chi si occupa della manutenzione con la posizione esatta del componente interessato, per fare in modo che non vadano a crearsi arresti imprevisti della linea.
L’efficienza energetica nei luoghi di produzione
L’energia pesa sempre di più sul bilancio aziendale e il rendimento dell’impianto non può che diventare un tema essenziale da considerare. Per aumentare il rendimento globale, esistono tecnologie innovative che utilizzano trasformatori a perdite ridotte e motori ad altissima efficienza.
È proprio grazie al monitoraggio della potenza e della corrente che possono essere messe in luce aree di rete che richiedono particolarmente energia. Si interviene su di esse con inverter o semplicemente con cambi di orario di avviamento, per liberare percentuali di potenza disponibile a volte non trascurabili.
Inoltre, non si deve dimenticare che un numero sempre più elevato di stabilimenti industriali affianca alla rete pubblica di energia anche delle fonti interne, come il fotovoltaico o le microturbine.
A tutto questo si aggiunge l’utilizzo di inverter bidirezionali e di batterie al litio, che offrono ottima continuità in caso di piccole interruzioni e permettono di sfruttare al massimo l’energia autoprodotta, riducendo allo stesso tempo l’esposizione ai picchi tariffari.
La conformità alla sicurezza e alle norme tecniche
Al centro dei progetti di produzione deve sempre restare la tutela delle persone. Sono state realizzate delle normative internazionali che definisco i criteri per la protezione contro contatti indiretti, per il dimensionamento dei conduttori di terra e per la classificazione dei locali tenendo conto del rischio di esplosione.
Nel corso della fase di progetto, è essenziale, quindi, stabilire dei collegamenti adeguati tra i vari interruttori, per assicurarsi che un corto circuito resti confinato al tratto interessato, impedendo l’apertura di dispositivi a monte e salvaguardando la continuità delle operazioni.
La sicurezza prosegue nel tempo con la consegna di schemi che possono essere aggiornati in formato digitale, con appositi rapporti di collaudo e con un piano di manutenzione programmata.
Se questi documenti sono disponibili su una piattaforma cloud, vengono resi più semplici i controlli da effettuare periodicamente e diventano più trasparenti gli interventi realizzati, tutti fattori che vanno a favore di eventuali audit.