Sistema di collaudo replicabile su 4 postazioni, realizzato in LabVIEW con DAQ NI USB‑6003, che garantisce la regolazione corretta della pressione d’uscita, il controllo dei picchi nei transitori e la caratterizzazione KvKv multi‑punto. L’operatività è guidata da un sequenziatore a microsequenze e da ricette collegate a product number e richiamabili tramite lettura QR, con vista “Studio” per utenti Esperti e architettura HAL per aggiungere nuovi test rapidamente.
Key facts
- 4 postazioni: revamping di 2 banchi esistenti + 2 nuove installazioni, con design clonabile per future sedi.
- Stack: LabVIEW per HMI/sequencing/logging + NI USB‑6003 per I/O analogico/digitale e contatori.
- Target di misura: picchi di pressione nei cambi di stato, tempo di assestamento, caratterizzazione KvKv in condizioni controllate.
Cliente
Società internazionale nel settore impianti metano/GPL con requisiti stringenti su sicurezza, ripetibilità e tracciabilità del collaudo riduttori lungo produzione e qualifica. La necessità principale è assicurare che i transitori di pressione rimangano entro limiti prestabiliti con evidenza immediata delle deviazioni.
Sfida
- Rinnovare 2 banchi e implementare 2 nuove postazioni con stessa UX, stesse procedure e risultati confrontabili, mantenendo flessibilità per setup diversi.
- Ridurre gli errori di selezione test e i tempi di setup, rendendo la programmazione di sequenze accessibile e versionabile.
- Garantire monitoraggio real‑time sinottico e tabellare con allarmi su anomalie e criteri pass/fail immediati.
Obiettivi
- Tenere i picchi di pressione durante i cambi di stato entro limiti configurati e tracciare overshoot, ripple e settling.
- Eseguire test di caratterizzazione, incluso il coefficiente di portata KvKv, su più punti di misura per modello/famiglia.
- Standardizzare il flusso operativo su 4 postazioni con ricette riusabili, tracciate per product number e seriale/lotto.
Soluzione
La piattaforma utilizza un motore di sequenza a microsequenze componibili, un sinottico P&ID in LabVIEW e una base dati di ricette collegate ai product number richiamate con QR reader per azzerare la possibilità di errore umano in selezione test.
La vista “Studio” per Esperti consente tuning manuale di soglie e parametri con promozione rapida a ricetta approvata, mentre l’architettura HAL disaccoppia la logica di test dall’hardware per integrare nuovi strumenti e prove in tempi brevi.
Microsequenze e ricette
- Microsequenze atomiche: set‑point, hold, sweep, measure, validate, log/report, riutilizzabili e orchestrate in ricette per famiglia/modello con parametri e condizioni di pass/fail.
- Ricette per product number: mappatura PN → ricetta con limiti, finestre di valutazione, frequenza di campionamento, e metadati, caricata all’istante via QR sul pezzo o sull’ordine di lavoro.
- Esecuzione “configure‑over‑code”: l’operatore vede ricetta e limiti, avvia test e ottiene pass/fail con trend e tabella confrontata ai limiti, senza dover intervenire sul codice.
Vista “Studio” per Esperti
- Editor ricette con vista Studio: creazione e modifica visuale di microsequenze, parametri, limiti e pre/post‑checks, con anteprima e validazione di coerenza.
- Sperimentazione manuale sicura: esecuzione di step singoli per esplorare soglie e impostazioni, registrazione dei risultati e promozione in un click nella ricetta ufficiale.
- Governance: versioning, ruoli/permessi, audit trail e firme elettroniche per gestione del cambiamento e tracciabilità.
HAL: estendibilità rapida
- Hardware Abstraction Layer: driver adapter per sensori/attuatori e plugin di test che isolano la logica di misura dall’I/O fisico, riducendo tempi di integrazione.
- Nuovi test senza refactoring: aggiunta di prove come isteresi, leak, endurance e stress termico aggiornando solo la libreria di step e le ricette.
- Portabilità multi‑postazione: mapping device‑channel per ogni banco, mantenendo identica la logica e le ricette a parità di requisiti di misura.
Acquisizione e controllo
Ogni postazione impiega NI USB‑6003 con ingressi analogici a 16 bit fino a 100 kS/s per catturare transitori rapidi di pressione, uscite analogiche a 16 bit, linee digitali per attuazione e un contatore a 32 bit per eventi. L’integrazione con LabVIEW offre gestione nativa di I/O, UI, errori e allarmi, semplificando la manutenzione e l’evoluzione del sistema.
Flussi di test
- Transitori e picchi: ramp/set‑point con finestre di valutazione temporale, peak‑hold, limiti dinamici e arresti sicuri al superamento soglia.
- Regolazione pressione: verifica di stabilità, overshoot, settling e ripple con criteri di pass/fail per modello.
- Coefficiente KvKv: portata in m3/hm3/h a Δp=1 barΔp=1bar, misurata su più punti e confrontata con specifiche modello con report dedicato.
Interfaccia
Il sinottico in LabVIEW visualizza P&ID aria, stati sensori/attuatori, trend rapidi, allarmi contestuali e diagnostica, con comandi guidati dalla ricetta. La vista tabellare affianca misurati e limiti, evidenzia i delta e riassume l’esito per step e complessivo con filtri e ricerca.
Dati e report
Logging time‑stamped di misure grezze, eventi, allarmi, esiti step e metadati (PN, QR, seriale, lotto) per audit e analisi successive, con esportazione nei formati tipici dell’ecosistema LabVIEW. I report includono grafici di transitori, tabelle limiti vs misurati, esito e firme elettroniche per tracciabilità completa.
Sicurezza e qualità
Interlock, soglie hard, gestione errori a prova di operatore e arresti di emergenza software/hardware proteggono banco e dispositivo in prova. Le sequenze sono validate su campioni di riferimento e le ricette sono versionate con workflow di approvazione.
Risultati
- Flessibilità operativa: test dedicati per ciascun modello, riduzione tempi di setup e maggiore throughput su 4 postazioni.
- Monitoraggio immediato: doppia vista sinottica/tabellare per confronto rapido e decisione pass/fail.
- Controllo manuale: esecuzione step singoli nelle fasi critiche per definire/verificare le sequenze con maggior confidenza.
Scalabilità
Il template di banco e il device map rendono la soluzione clonabile per future installazioni con minima riconfigurazione e coerenza dei risultati. La libreria step è estendibile senza impattare le ricette approvate, accelerando il time‑to‑qualification di nuovi prodotti.
