Integrare impianti esistenti per entrare nell’Industria 4.0
In molte realtà produttive italiane sono ancora presenti impianti industriali installati 10, 20 o persino 30 anni fa. In molti casi, queste macchine funzionano perfettamente e garantiscono ancora una buona produttività.
Tuttavia, il problema principale è l’integrazione: questi sistemi non sono pensati per comunicare con le piattaforme moderne di supervisione e gestione come i sistemi SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) e MES (Manufacturing Execution System).
La buona notizia? Non è necessario rifare tutto. Grazie a soluzioni di retrofitting o integrazione intelligente, è possibile mantenere le apparecchiature esistenti, rendendole interconnesse e pronte a dialogare con le tecnologie digitali più attuali.
Valutare lo stato dell’impianto esistente
Il primo passo è sempre un’analisi tecnica approfondita dell’impianto da integrare. È importante identificare:
- Il tipo di controllore logico programmabile (PLC) installato (es. Siemens S5, S7-300, Omron, Schneider…)
- I protocolli supportati (Modbus RTU, Profibus, seriale RS-232…)
- Le possibilità di accesso al software di programmazione (se in possesso di password)
- L’eventuale presenza di documentazione tecnica, backup, schemi elettrici
Obiettivo: comprendere se il PLC può essere aggiornato, interfacciato o se richiede l’aggiunta di dispositivi esterni, come ad esempio un ulteriore piccolo PLC.
Un assessment accurato permette di evitare costi inutili e di scegliere la strategia più efficiente per l’integrazione.
Gateway e interfacce: il ponte tra il passato e il futuro
Uno dei metodi più utilizzati per integrare vecchi impianti è l’uso di gateway industriali, dispositivi intelligenti in grado di convertire i protocolli di comunicazione vecchi in formati moderni compatibili con SCADA e MES.
Alcuni esempi:
- Un PLC con uscita seriale RS-485 Modbus RTU può essere collegato a un sistema SCADA via Ethernet tramite un gateway Modbus-to-TCP/IP
- Un vecchio controllore Siemens S5 può essere connesso tramite gateway, rendendolo visibile a un sistema OPC UA
Edge gateway come quelli di Siemens, Advantech, Red Lion, o Wago permettono anche di eseguire logiche locali, aggregare i dati e inviarli in cloud.
Questi dispositivi rappresentano il cuore della strategia di retrofitting intelligente, perché evitano modifiche invasive e abilitano una transizione graduale all’Industria 4.0.
Sensori intelligenti per colmare i vuoti informativi
Spesso, gli impianti legacy non generano abbastanza dati per un sistema MES, che necessita di informazioni su tempi ciclo, conteggi, consumi, stato macchina, ecc.
In questi casi, è possibile aggiungere sensori intelligenti, senza modificare la logica dell’impianto:
- Sensori di presenza, encoder, contatori digitali con uscita Profinet
- Misuratori di energia per monitorare assorbimenti e carichi con uscita Profinet
- PLC di serie minori dedicati alla raccolta dei dati sensori
I dati raccolti possono essere inviati direttamente al gateway o al sistema SCADA, tramite OPC UA, migliorando la qualità della supervisione e abilitando logiche MES come OEE o manutenzione predittiva.
Connessione e configurazione SCADA/MES
Una volta raccolti i dati dal campo, è necessario configurarli all’interno dei sistemi SCADA e MES. Questo processo prevede:
- L’installazione di driver di comunicazione compatibili (es. OPC UA Server)
- La mappatura dei tag di processo, che permette di dare un nome ai dati e renderli leggibili
- La configurazione delle dashboard, per visualizzare in tempo reale le variabili chiave
Nel caso dei MES, i dati possono essere anche correlati con ordini di produzione, operatori, materiali e macchine, abilitando la gestione integrata della fabbrica tramite database.
Sicurezza e protezione dei sistemi legacy
Integrare un impianto datato a un sistema moderno significa anche esporlo alla rete, con tutti i rischi del caso. Per questo motivo, è indispensabile adottare contromisure di cybersecurity industriale:
- Segmentazione della rete OT e IT con VLAN e firewall industriali
- Disabilitazione delle porte e dei servizi inutilizzati
- Backup regolari e versioning dei software di controllo
- Monitoraggio degli accessi ai dispositivi legacy
I PLC più vecchi non hanno protezioni native, quindi l’intervento deve essere progettato con cura per non mettere a rischio la produzione, delegando a PLC di appoggio più aggiornati.
Vantaggi dell’integrazione di impianti esistenti con SCADA/MES
L’integrazione di sistemi SCADA/MES in un impianto esistente è una scelta strategica che porta vantaggi misurabili:
- Riduzione dei costi rispetto alla sostituzione completa
- Maggiore controllo sui dati di produzione in tempo reale
- Miglioramento della qualità e della tracciabilità dei processi
- Apertura all’Industria 4.0 senza fermare la produzione
- Potenziamento della manutenzione predittiva
- Integrazione con ERP e sistemi gestionali
Vecchi impianti, nuova vita
Per nostra scelta aziendale integrare vecchi impianti con sistemi SCADA e MES attraverso un PLC di appoggio si rivela non solo possibile, ma è spesso la strada più intelligente per evolvere senza stravolgere.
Con una progettazione tecnica solida e strumenti come gateway, edge device e sensori intelligenti, è possibile trasformare impianti obsoleti in asset digitali, pronti a generare valore.
FAQ – Domande frequenti
Cos’è un sistema SCADA?
Un SCADA è un software che consente di visualizzare, monitorare e controllare in tempo reale i processi industriali.
Qual è la differenza tra SCADA e MES?
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) è un sistema che consente di monitorare e controllare in tempo reale gli impianti e i processi produttivi. È focalizzato sul livello operativo: raccoglie dati da sensori e PLC, li visualizza su interfacce grafiche e consente l’interazione con le macchine (es. avvio, arresto, allarmi).
MES (Manufacturing Execution System), invece, opera a un livello più alto. Coordina e gestisce l’intero processo produttivo, dalla pianificazione degli ordini alla tracciabilità dei lotti, dal controllo qualità alla gestione delle risorse.
In sintesi:
- SCADA = controllo e supervisione in tempo reale
- MES = gestione della produzione e dei dati di processo + storico
Entrambi sono fondamentali per una fabbrica intelligente e spesso lavorano insieme: il SCADA-PLC fornisce i dati, il MES li utilizza per ottimizzare la produzione.
Un vecchio PLC può dialogare con un MES?
Sì, tramite gateway industriali o edge device che traducono i protocolli e raccolgono dati compatibili con i sistemi MES moderni, oppure tramite PLC minori aggiornati.
Quali sono i rischi di connettere un impianto legacy alla rete?
I rischi principali sono legati alla cybersecurity. È essenziale proteggere la rete con firewall, segmentazione e accessi controllati.
È necessario sostituire tutti i PLC per passare all’Industria 4.0?
No. È possibile fare retrofitting dei sistemi esistenti, integrandoli con soluzioni di raccolta dati e supervisione moderne.
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