Le camere riscaldate sono utilizzate in numerose applicazioni industriali, tra cui la cottura, la polimerizzazione, l'essiccazione e il trattamento termico. Rispetto alle fornaci, funzionano a temperature più basse. Ciò consente di ottenere processi sicuri ed efficienti dal punto di vista energetico. Settori di applicazione tipici sono l'elettronica, la farmaceutica e l'industria alimentare. Il controllo preciso della temperatura, la distribuzione omogenea del calore e la ripetibilità dei processi sono fondamentali. Grazie alla loro struttura flessibile, questi forni possono essere adattati in modo ottimale ai diversi requisiti di prodotto e volumi di produzione.
Impianti industriali per processi termici Soluzioni di automazione olistiche per una tecnologia dei processi termici sicura e sostenibile
Campi di applicazione
I processi termici come base per le industrie ad alto fabbisogno energetico
La tecnologia dei processi termici industriali si occupa di modificare in modo mirato le proprietà dei materiali attraverso l'uso dell'energia termica. Costituisce un fondamento essenziale dei moderni processi di produzione e finitura. La gamma di applicazioni si estende dai processi a bassa temperatura, fino a 750 °C, a quelli ad alta temperatura, ovvero superiori a 750 °C. È quindi indispensabile per numerosi settori, come quello chimico, farmaceutico, del vetro, dell'acciaio e del cemento, quello alimentare e quello della tecnologia degli edifici. La decarbonizzazione è al centro delle attività degli impianti per i processi termici sostenibili. Ciò è possibile grazie a soluzioni di automazione intelligenti, scalabili e modulari, gestite tramite software, che possono essere adattate in modo flessibile alle esigenze specifiche del settore. Una moderna tecnologia di controllo, infrastrutture di comunicazione stabili, una sicurezza funzionale integrata e una tecnologia di connessione ad alte prestazioni creano la base per una tecnologia dei processi termici efficiente dal punto di vista energetico, sicura e competitiva a lungo termine.
I forni a bacino, i forni fusori e gli altiforni costituiscono la spina dorsale di molti processi ad alte temperature, ad esempio nella fusione, nella raffinazione e nel trattamento termico di metalli e vetro. Questi impianti operano a temperature elevatissime. Consentono un controllo preciso e ripetibile del processo per lunghi periodi di tempo. Esigenze quali la stabilità del processo, l'efficienza energetica e l'affidabilità operativa sono in primo piano. I loro campi di applicazione vanno dalla metallurgia all'industria del vetro e della ceramica e ad altri settori ad alto fabbisogno energetico. In questi settori si affrontano sfide enormi a livello di controllo della temperatura e disponibilità dell'impianto.
Le applicazioni tipiche si trovano nelle caldaie a vapore, nelle caldaie ad acqua calda e nei generatori di vapore. Questi recipienti a pressione, essendo chiusi, consentono il riscaldamento mirato dell'acqua o di altri fluidi per fornire vapore di processo o acqua calda nelle applicazioni industriali.
Il vapore generato viene utilizzato sia per il controllo dei processi termici che per la produzione di energia elettrica. Le applicazioni spaziano dalle centrali elettriche all'industria di processo chimico e alla produzione alimentare.
Sfide
Tecnologia dei processi termici in trasformazione
Gli OEM che producono forni industriali, forni a bacino, caldaie, bruciatori e sistemi di combustione stanno affrontando cambiamenti di vasta portata in tutto il mondo. L'aumento dei costi dell'energia e delle emissioni di CO₂ aumenta la pressione economica sui sistemi di macchinari e sul funzionamento degli impianti. Allo stesso tempo, i requisiti regolatori come le normative ambientali, la sicurezza dei macchinari (Regolamento Macchine) e le normative come CRA e NIS 2.0 stanno imponendo requisiti più rigidi sullo sviluppo, sulla certificazione e sul funzionamento, in particolare in ambito internazionale con l'accesso al mercato europeo, statunitense e asiatico.
Per rimanere competitivi, efficienti e sostenibili, i costi di investimento sono elevati e si percepisce una crescente pressione a innovare. L'attenzione si sta spostando sempre più sul costo totale di proprietà (Total Cost Of Ownership, TCO): l'efficienza energetica, la disponibilità, i costi di manutenzione e i costi del ciclo di vita stanno diventando fattori competitivi decisivi.
Al contempo la mancanza di risorse qualificate per l'ingegneria sta avendo un impatto negativo sulla situazione. I tempi di sviluppo aumentano, mentre cresce la richiesta di competenza nelle aree automazione, software, sicurezza funzionale e Cyber Security. Gli OEM hanno quindi bisogno di soluzioni scalabili e orientate al futuro, che riducano la complessità tecnica, risolvano sfide globali e consentano modelli di business sostenibili.
La nostra offerta
Soluzioni di automazione scalabili per gli OEM globali della tecnologia dei processi termici
La nostra offerta si rivolge agli OEM che producono forni industriali, forni a bacino, caldaie, bruciatori e sistemi di combustione per lo sviluppo globale, la standardizzazione e la scalabilità degli impianti. Al centro c'è una piattaforma di automazione modulare e aperta che può essere adattata in modo flessibile ai requisiti specifici dell'impianto. L'automazione, la ridotta complessità dell'hardware e i moduli standardizzati riducono significativamente i tempi di progettazione e di messa in servizio. I concetti di macchinari possono essere scalati e implementati in tutto il mondo. Si tratta di un vantaggio decisivo per gli OEM che accedono ai mercati europeo, statunitense e asiatico. Soluzioni affidabili garantiscono un funzionamento stabile dell'impianto anche in condizioni difficili. In combinazione con la diagnostica integrata, consentono una maggiore disponibilità dell'impianto, informazioni trasparenti sullo stato e una rapida analisi dei guasti, sia a livello locale che a distanza. La manutenzione remota e la gestione centralizzata dei dispositivi e delle patch creano la base per un servizio efficiente e aggiornamenti sicuri per l'intero ciclo di vita. Le nostre soluzioni possono essere perfettamente integrate negli ambienti IT/OT esistenti e nelle moderne architetture di dati. Costituiscono una base all'avanguardia per la graduale modernizzazione dei sistemi esistenti. Safety e Security sono aspetti della sicurezza integrati fin dall'inizio: la sicurezza funzionale e la Cyber Security sono considerate in modo olistico e supportano la conformità agli standard internazionali e ai requisiti normativi. Ciò consente agli OEM di tenere sotto controllo la complessità, i rischi e il cosiddetto costo totale di proprietà (Total Cost of Ownership, TCO), mantenendo un elevato livello di innovazione.
Le nostre aree chiave in sintesi
- Massima disponibilità e affidabilità
- Processi stabili e un'architettura di sistema omogenea per Europa, Stati Uniti e Asia, grazie a una tecnologia di segnale, misura e comunicazione robusta e collaudata, nonché a un monitoraggio intelligente delle prestazioni e a un controllo preciso
- Scalabilità a lungo termine
- Tempi di sviluppo e messa in servizio, significativamente ridotti grazie a hardware standardizzato, librerie software riutilizzabili e concetti modulari consentono di trasferire in modo efficiente a nuovi impianti e applicazioni le funzioni sviluppate una sola volta
- Efficienza energetica e sostenibilità
- Massima trasparenza e riduzione del consumo di energia e delle emissioni di CO₂ grazie agli ecosistemi IIoT, alla tecnologia di misura e regolazione adattiva e altamente disponibile nonché all'ottimizzazione dei processi supportata dall'IA
- Ripensare la sicurezza: automatizzata e integrata
- Affidabilità operativa grazie al monitoraggio end-to-end, alla scalabilità flessibile e all'automazione senza soluzione di continuità con concetti di sicurezza digitali e conformi agli standard (IEC 61508, NFPA, ISO) per bruciatori, forni e caldaie
Automazione di processo basata su piattaforma per il calore di processo industriale
La nostra piattaforma Industrial Thermoprocessing Equipment (IThE) è una soluzione basata su software, aperta e scalabile per l'automazione dei processi termici. Crea una base uniforme per bruciatori, forni, applicazioni di essiccazione e aria calda, nonché per processi di produzione di calore elettrici e ibridi, indipendentemente dalle dimensioni dell'impianto o dal settore. La piattaforma IThE consente un'automazione di processo coerente e all'avanguardia, dallo sviluppo alla modernizzazione. Invece di soluzioni singole specifiche per il progetto, la piattaforma punta sull'automazione di processo basata su piattaforma. Una base software omogenea consente un elevato grado di modularizzazione e riutilizzabilità. In questo modo si riduce significativamente il tempo impiegato nella fase di progettazione, abbreviando il time-to-market. Allo stesso tempo, la netta separazione tra la logica standard e quella specifica dell'applicazione garantisce trasparenza, scalabilità e manutenibilità a lungo termine. Phoenix Contact supporta OEM, system integrator e operatori, dalla consulenza sulle applicazioni e sull’architettura, passando per le norme, i piani di sicurezza e la progettazione dei sistemi, fino alla modularizzazione, al retrofitting e alla digitalizzazione.
Vieni a conoscere le nostre aree di applicazione relative all'automazione degli impianti industriali per processi termici consultando la grafica. Per ulteriori informazioni, fai clic sui punti.
Prodotti
Norme e standard
Principi di qualità e sicurezza
Nella tecnologia dei processi termici industriali, le norme e gli standard vanno ben oltre i semplici requisiti normativi. Sono alla base di sistemi sicuri, efficienti e di alta qualità. Queste norme e standard garantiscono chiarezza nel funzionamento, nella manutenzione e nella comunicazione dei sistemi tecnici e costituiscono la base per un'innovazione sostenibile.
Per le applicazioni a bassa e ad alta temperatura si applicano le norme stabilite a livello internazionale. Queste includono il Regolamento Macchine dell'UE con lo standard di prodotto ISO 13577-2/4 (ex EN 746-2), EN 50156-1/2 e gli standard nordamericani NFPA 85, 86 e 87. In un mondo di processi sempre più connesso in rete, al centro della nostra attenzione ci sono le norme di sicurezza digitale come la IEC 62443 e la direttiva NIS2. Queste norme non solo consentono un accesso remoto sicuro ai sistemi critici, ma anche una perfetta integrazione con piattaforme digitali come Proficloud.io. La sicurezza funzionale e la Cyber Security industriale sono indissolubilmente legate tra loro. Un forno industriale è sicuro solo se anche il suo ambiente digitale è protetto. E un funzionamento sicuro può essere raggiunto solo con la Cyber Security.
La combinazione di standard tecnici e digitali consente una diagnostica indipendente dalla posizione, una gestione automatizzata degli aggiornamenti e il monitoraggio completo delle prestazioni. In tal modo si massimizza la disponibilità dell'impianto e si riducono al minimo i tempi di arresto, in quanto si tratta di un chiaro passo avanti verso una produzione di calore di processo intelligente e sicura.
Sicurezza e conformità comprovate
Phoenix Contact offre soluzioni di automazione e sicurezza testate per gli impianti industriali per processi termici. L'indipendenza della certificazione TÜV conferma la conformità agli standard dell'implementazione delle funzioni di sicurezza. La certificazione TÜV comprende tra l'altro i moduli I/O di sicurezza AXL F PSAI8 I 1 F e AXLF PSRTD8 1 F. Sono progettati per l'uso nelle funzioni di misurazione e monitoraggio di sicurezza negli impianti di termotrattamento.