IoT industriale – Rilevamento in tempo reale del surriscaldamento dei motori e spegnimento automatico tramite OPC UA utilizzando SnapLogic

I motori industriali sono la colonna portante delle moderne industrie manifatturiere e di processo. Alimentano tutto, dai nastri trasportatori alle pompe e ai compressori, e il loro stato di salute è fondamentale per l'efficienza operativa e la sicurezza. Tuttavia, uno dei problemi più comuni e potenzialmente devastanti negli ambienti industriali è il surriscaldamento dei motori. Se non viene rilevato in tempo, il calore eccessivo può causare tempi di fermo imprevisti, danneggiare apparecchiature costose e portare a significative perdite di produzione.

Tradizionalmente, il monitoraggio dello stato di salute dei motori richiedeva controlli manuali periodici o costosi sistemi di controllo isolati. Nell'era dell'Industrial IoT (IIoT) e dell'analisi in tempo reale, abbiamo bisogno di soluzioni più intelligenti, automatizzate e scalabili.

Questo blog presenta una soluzione reale realizzata utilizzando la piattaforma di integrazione SnapLogic e OPC UA, un protocollo di comunicazione machine-to-machine ampiamente utilizzato nell'automazione industriale. La pipeline monitora continuamente i dati relativi alla temperatura del motore tramite OPC UA in tempo reale e, quando viene superata una soglia critica (ad esempio 80 °C), esegue le seguenti operazioni:

• Avvia automaticamente lo spegnimento del motore interessato,

• Informa il team di manutenzione/ingegneria fornendo tutti i dettagli rilevanti e

• Registra l'evento in un data warehouse per l'auditing e l'analisi delle cause alla radice.

Flusso di lavoro:

Flusso di lavoro della pipeline Snaplogic:

Iscriviti a OPC UA Motor Node

La pipeline avvia una sottoscrizione al nodo di telemetria del motore utilizzando lo Snap OPC UA Subscribe, che fa parte dello Snap Pack OPC UA di SnapLogic. Questo Snap stabilisce una connessione sicura e persistente al server OPC UA, indirizzandosi a un nodo motore specifico identificato dal suo NodeId.

Una volta sottoscritto, Snap entra in modalità di monitoraggio, ascoltando continuamente le notifiche DataChangeNotifications emesse dal server OPC UA. Queste notifiche rappresentano aggiornamenti telemetrici in tempo reale provenienti dal motore industriale, quali:

• Temperatura

• Livelli di vibrazione

• Velocità o giri al minuto

• Tensione o assorbimento di corrente

• Indicatori di stato operativo

L'abbonamento è configurato con:

• Intervallo di campionamento – Frequenza di raccolta dei dati dal nodo.

• Dimensione della coda – Capacità di buffering in caso di picchi di dati o ritardi nell'elaborazione.

• Modalità di monitoraggio: in genere impostata su "Reporting", che garantisce l'invio degli aggiornamenti solo quando i dati cambiano.

Questo design garantisce una raccolta degli eventi a bassa latenza e alta efficienza senza overhead di polling. La pipeline SnapLogic può quindi elaborare questi eventi di telemetria in tempo reale a valle per ulteriori analisi, archiviazione o attivazione di logiche condizionali come arresti o avvisi.

️Eventi di processo

Una volta ricevuti gli eventi telemetrici dall'OPC UA Subscribe Snap, la fase successiva della pipeline utilizza il Mapper Snapper estrarre ed elaborare i campi degli eventi rilevanti. Questi eventi di dati grezzi includono in genere:

• timestamp – Quando è stata registrata la telemetria

• nodeId – Identificatore del nodo sottoscritto

• value – Lettura attuale (ad es. temperatura in °C, vibrazione in mm/s)

• statusCode – Stato OPC UA per la qualità dei dati

• sourceTimestamp – Quando il server ha acquisito il valore

Questa fase prevede:

• Normalizzazione dei dati: standardizzazione di formati e unità diversi (ad esempio, conversione di valori float grezzi in formati leggibili dall'uomo o arrotondamento).

• Filtraggio dei campi: estrazione solo dei dati necessari (ad esempio temperatura o vibrazioni) ignorando gli altri.

• Convalida: Assicurarsi che l'evento contenga dati validi (ad esempio, controllando il codice di stato = Good), filtrando il rumore o i messaggi non validi.

L'evento elaborato è ora strutturato, coerente e arricchito, consentendo ai componenti a valle (come il data warehouse e la logica di controllo della temperatura) di agire su di esso in modo efficiente.

Questa elaborazione modulare consente flessibilità per espandere la logica in un secondo momento (ad esempio, integrando analisi predittive, taggando anomalie o elaborazione multi-nodo).

Controllare la soglia di temperatura

Dopo aver elaborato i dati dell'evento, la pipeline si dirama immediatamente verso un modulo di valutazione della temperatura, tipicamente implementato utilizzando uno SnapLogic Filter Snap o uno Script Snap (ad esempio JavaScript o Expression Snap) per valutare se la temperatura del motore ha superato una soglia critica.

Logica:

• Il Filter Snap valuta una condizione come:

  js

  
  

  CopiaModifica

  
  

  $.value > 80


  dove $.value rappresenta il valore della temperatura analizzato dall'evento.

• Questa logica può essere esternalizzata per consentire la configurazione (ad esempio, per tipo di motore o zona dell'impianto), consentendo:

  • Soglie dinamiche

  • Soglie memorizzate in una tabella dei parametri o recuperate da uno Snap di ricerca REST DB

Avvia spegnimento

Una volta rilevato un surriscaldamento del motore (ad esempio, temperatura > 80 °C), la pipeline SnapLogic attiva un comando di spegnimento automatico per prevenire danni alle apparecchiature o incidenti pericolosi.

Attuazione:

• Questo passaggio utilizza in genere uno snap OPC UA Write. 

• Il segnale di arresto inviato a unsistema di controllo motore chegestisce le azioni di emergenza

Invia notifica Slack

Dopo che il motore è stato spento in modo sicuro, è fondamentale avvisare in tempo reale il team di manutenzione o di ingegneria. Questo passaggio garantisce una diagnosi rapida, riduce i tempi di fermo e tiene informati i principali soggetti interessati.

Scopo:

• Informare il personale addetto alle operazioni e alla manutenzione che è stato attivato un arresto automatico a causa di un surriscaldamento.

• Includere dettagli utilizzabili come ID motore, lettura della temperatura, data e ora, azione intrapresa e stato di spegnimento.

  
  

Conclusione

Il sistema di rilevamento del surriscaldamento dei motori industriali e di avviso di spegnimento automatico è un esempio di approccio proattivo al monitoraggio dell'IoT industriale che utilizza OPC UA e SnapLogic. Grazie alla sottoscrizione alla telemetria in tempo reale dai nodi dei motori, all'analisi dei dati relativi alla temperatura e all'attivazione di spegnimenti automatici con notifiche immediate su Slack, il sistema garantisce:

• Maggiore sicurezza delle attrezzature

• Riduzione dei tempi di inattività grazie alla risposta in tempo reale

• Comunicazione semplificata con i team di manutenzione

• Piena tracciabilità degli audit per la conformità e l'analisi post-evento