Sistemi di controllo per gru a ponte e paranchi

La modernizzazione dei sistemi di controllo delle gru a ponte e dei paranchi garantisce una comprovata riduzione degli incidenti mortali sul lavoro, dei tempi di fermo non programmati e dei costi operativi durante il ciclo di vita, se eseguita in conformità alle attuali norme ASME B30.2, OSHA 1910.179 ed EN 13001. Gli impianti che sostituiscono i sistemi di comando a pendente basati su logica a relè ormai obsoleti con controllori a frequenza variabile (VFD) dotati di relè di sicurezza programmabili e interfacce wireless riducono i tassi di infortuni legati alle gru da 35% a 55% e tagliano le spese annuali di manutenzione da 20% a 40%, in base a benchmark di settore documentati. Noi di Nomi abbiamo supportato progetti di modernizzazione in acciaierie, stabilimenti automobilistici e terminal portuali, e questa guida riflette tale esperienza tecnica sul campo.

Cosa caratterizza un moderno sistema di controllo per gru a ponte?

Un moderno sistema di controllo per gru a ponte è un insieme integrato di componenti hardware e software che traduce i comandi dell’operatore in movimenti precisi, sicuri e ripetibili della gru, monitorando costantemente i parametri meccanici ed elettrici per prevenire condizioni di pericolo. Esso copre l’intera catena di segnale, dal dispositivo di input dell’operatore, passando per il controllore logico programmabile (PLC) o l’architettura a relè di sicurezza, fino all’uscita dell’azionamento del motore, per poi tornare, attraverso il feedback dei sensori, all’interfaccia operatore.

Il passaggio dai tradizionali contattori elettromeccanici e dai controllori a tamburo a piattaforme di controllo basate su microprocessori e collegate in rete ha cambiato radicalmente le potenzialità dei sistemi di gru a ponte. Mentre un quadro di comando per gru degli anni ’90 poteva contenere da 40 a 80 contattori, temporizzatori e relè, un equivalente contemporaneo utilizza un PLC compatto con moduli I/O a stato solido, uno o due convertitori di frequenza per asse di movimento, un PLC di sicurezza o un modulo relè di sicurezza per le funzioni SIL 2 e una rete fieldbus che collega tutti i componenti.

Secondo la Crane Manufacturers Association of America (CMAA), oltre 65% di gru a ponte attualmente in servizio negli impianti industriali nordamericani sono state installate prima del 2000 e funzionano con sistemi di controllo che non sono più conformi agli attuali requisiti di sicurezza elettrica previsti dalle norme ANSI B30.2 o NFPA 70E. Ciò rappresenta una notevole opportunità di ammodernamento e un significativo rischio latente in termini di sicurezza per i proprietari degli impianti.

I moderni sistemi di controllo integrano inoltre funzionalità di registrazione dei dati, diagnostica remota e manutenzione predittiva che semplicemente non erano disponibili nei modelli elettromeccanici. La differenza tra una gru che si limita a sollevare carichi e una che si autogestisce attivamente come risorsa produttiva inizia proprio a livello del sistema di controllo.

Come si sono evolute le tecnologie di controllo dei paranchi per gru negli ultimi 30 anni?

L'evoluzione della tecnologia di controllo dei sistemi di sollevamento delle gru segue un percorso chiaro, che va dai sistemi elettromeccanici analogici alla logica digitale discreta, fino alle piattaforme completamente interconnesse e configurabili tramite software. Comprendere questa storia aiuta gli ingegneri a individuare la posizione dei sistemi di sollevamento esistenti lungo lo spettro della modernizzazione e a stabilire quale percorso di aggiornamento sia più sensato dal punto di vista tecnico ed economico.

Cronologia delle generazioni tecnologiche

L'era dei contattori e i suoi limiti

I quadri di comando per gru basati su contattori magnetici utilizzavano combinazioni di relè a ritardo, contattori di accelerazione e griglie di resistenza per regolare la velocità del motore in 3-5 livelli preimpostati. Questa tecnologia è meccanicamente robusta ma poco flessibile: i livelli di velocità sono fissi, il controllo fluido del carico risulta difficile e i contattori richiedono una manutenzione frequente a causa dell’erosione da arco delle superfici di contatto. Un contattore tipico in un quadro di comando per gru che gestisce 200 cicli di lavoro al giorno raggiunge la fine del ciclo di vita entro 2-5 anni secondo i criteri di classificazione della norma IEC 60947-4-1 Classe AC3.

I limiti della soppressione dell'arco nei contattori comportano inoltre che i quadri elettrici più datati spesso non dispongano di una protezione adeguata contro le tensioni transitorie generate dai moderni azionamenti controllati da VFD sui circuiti adiacenti, creando problemi di compatibilità durante gli aggiornamenti parziali.

La rivoluzione dei PLC e dei VFD

La combinazione di controllori logici programmabili (PLC) e convertitori di frequenza, ampiamente adottata nelle applicazioni per gru a partire dalla metà degli anni ’90, ha introdotto un controllo continuo e fluido della velocità, rampe di accelerazione e decelerazione configurabili e una logica definita dal software che poteva essere modificata senza necessità di ricablaggio. I primi convertitori di frequenza per gru utilizzavano un controllo scalare di tensione/frequenza (V/Hz), adatto alle applicazioni a coppia costante ma limitato in termini di coppia di mantenimento a bassa velocità.

I convertitori di frequenza a controllo vettoriale, introdotti nelle applicazioni con gru intorno al 2000, hanno aggiunto il controllo della coppia a circuito chiuso tramite encoder sull’albero motore, consentendo una regolazione precisa della velocità a 0 Hz (coppia di tenuta massima a fermo) e un abbassamento fluido del carico a qualsiasi velocità fino a valori vicini allo zero. Questa funzionalità ha eliminato i problemi di frenatura meccanica che affliggevano i sistemi a contattori durante l’abbassamento del carico.

Quali norme di sicurezza regolano la progettazione dei sistemi di comando dei carroponti?

Il rispetto delle norme di sicurezza applicabili costituisce sia un obbligo di legge sia una disciplina ingegneristica nel campo dei sistemi di controllo dei carroponti. Il quadro normativo abbraccia diverse giurisdizioni e ambiti tecnici.

Norme di sicurezza applicabili per regione e ambito di applicazione

Comprendere i requisiti relativi al livello di prestazione (PL) e al SIL

I requisiti di sicurezza più rilevanti per i progettisti di sistemi di controllo delle gru sono i requisiti di sicurezza funzionale previsti dalle norme EN ISO 13849-1 e IEC 62061. Tali norme definiscono il livello di integrità richiesto per le funzioni di sicurezza sulla base della valutazione dei rischi.

Per i carroponti, le funzioni di sicurezza critiche e i livelli di prestazione tipicamente richiesti sono:

• Funzione di arresto di emergenza: PL d (architettura di categoria 3, canali ridondanti)
• Protezione da sovraccarico del paranco: PL d
• Finecorsa di fine corsa (gancio superiore e inferiore): PL d
• Funzione anticollisione: da PL c a PL d a seconda della valutazione del rischio
• Dispositivo di disinnesto di sicurezza in base alla coppia (STO) per il convertitore di frequenza del paranco: PL d o SIL 2

Il livello PL d secondo la norma EN ISO 13849-1 richiede un’architettura a doppio canale con monitoraggio diagnostico, in grado di garantire una probabilità di guasto pericoloso all’ora (PFHd) compresa tra 10⁻⁷ e 10⁻⁶. I PLC di sicurezza di Siemens (S7-1500F), Allen-Bradley (GuardLogix) e Pilz (PNOZmulti) sono comunemente specificati per raggiungere questi livelli prestazionali, con intervalli di prova di verifica documentati e dati MTBF.

Contesto relativo all'applicazione delle norme e alle sanzioni dell'OSHA

Le violazioni della norma OSHA 29 CFR 1910.179 relative ai sistemi di controllo delle gru sono tra le più frequentemente riscontrate nelle ispezioni nel settore industriale generale. Nell’anno fiscale 2022, l’OSHA ha emesso 1.247 citazioni relative a gru e paranchi, per un valore totale delle sanzioni comminate pari a $4,3 milioni, secondo i dati sull’applicazione delle norme pubblicati sul sito osha.gov. Le violazioni più comuni relative ai sistemi di controllo riguardano finecorsa inadeguati, dispositivi di arresto di emergenza mancanti o non funzionanti e la mancata conservazione della documentazione relativa alle ispezioni e alle prove delle gru.

Quali componenti del sistema di controllo sono fondamentali per le prestazioni e la sicurezza del paranco?

Un sistema affidabile di controllo del paranco di un carroponte integra diversi componenti hardware, ciascuno con requisiti prestazionali specifici. Li analizziamo in base alla funzione e ai criteri tecnici.

Architettura dei componenti principali

Il ruolo del PLC di sicurezza nei moderni sistemi di sollevamento

I PLC di sicurezza rappresentano l’aggiornamento dei componenti di maggiore impatto nella modernizzazione dei sistemi di controllo delle gru. Un PLC convenzionale elabora la logica di sicurezza e quella operativa nello stesso ciclo di scansione, senza garantire tempi di risposta né il rilevamento dei guasti. Un PLC di sicurezza utilizza due processori che eseguono programmi identici in parallelo, confrontando gli output ad ogni scansione e attivando uno stato di sicurezza qualora venga rilevata una discrepanza. Questa architettura garantisce direttamente la tolleranza ai guasti hardware di Categoria 3 o Categoria 4 richiesta per le funzioni di sicurezza PL d o PL e.

I moduli relè di sicurezza Pilz PNOZmulti 2, ad esempio, garantiscono prestazioni certificate PL e, Categoria 4, per i circuiti di arresto di emergenza con un PFHd pari a 3,8 × 10⁻⁹ all’ora, superando di gran lunga la soglia del PL d. I moduli F ET200SP di Siemens, integrati con le CPU di sicurezza S7-1500F, raggiungono prestazioni simili, supportando al contempo l’integrazione PROFINET per i sistemi centralizzati di gestione delle gru.

Integrazione delle celle di carico e protezione da sovraccarico

Le celle di carico elettroniche collegate al tamburo del paranco o al blocco gancio forniscono una misurazione continua del peso del carico, consentendo sia la visualizzazione delle informazioni per l’operatore (su HMI o trasmettitore wireless) sia l’interruzione automatica in caso di sovraccarico. La norma ASME B30.2, Sezione 2-1.9.3, richiede che i paranchi siano dotati di un dispositivo di limitazione del carico impostato per intervenire a non più di 125% del carico nominale. I moderni sistemi a celle di carico raggiungono una precisione di misura compresa tra ±0,25% e ±1% del carico nominale, consentendo di impostare i valori di soglia di sovraccarico a livelli più rigorosi rispetto al limite massimo previsto dalla norma ASME.

Abbiamo riscontrato che la deriva di calibrazione delle celle di carico è la causa più comune di interventi di sovraccarico indesiderati negli impianti che utilizzano questa tecnologia. La calibrazione annuale rispetto a un carico di prova certificato, riconducibile agli standard nazionali, è essenziale per mantenere sia l’accuratezza delle misurazioni sia la fiducia degli operatori nel sistema.

In che modo i convertitori di frequenza trasformano il funzionamento dei paranchi delle gru?

I convertitori di frequenza sono il singolo componente che apporta i cambiamenti più significativi nella modernizzazione dei sistemi di controllo delle gru. Il loro impatto spazia dal semplice controllo della velocità del motore alla stabilità del carico, all’efficienza energetica, alla riduzione dell’usura dei freni e all’integrazione delle funzioni di sicurezza.

Principi di funzionamento dei variatori di frequenza applicati ai paranchi delle gru

Un convertitore di frequenza (VFD) converte la tensione alternata a frequenza fissa (50 Hz o 60 Hz) in un'uscita a frequenza e tensione variabili che controlla in modo proporzionale la velocità dei motori a induzione o a magneti permanenti. Nelle applicazioni relative ai paranchi delle gru, il convertitore di frequenza deve affrontare diverse sfide specifiche che non si riscontrano nelle applicazioni relative a pompe o ventilatori:

Funzionamento a quattro quadranti: Sollevamento (azionamento a motore, coppia positiva e velocità), abbassamento controllato in velocità (rigenerazione, coppia positiva, velocità negativa), mantenimento del carico a fermo (coppia massima a velocità zero) e inversione rapida della direzione.

Energia rigenerativa indotta dal carico: Durante l'abbassamento controllato di carichi pesanti, il motore funge da generatore. In assenza di capacità rigenerativa, questa energia viene dissipata nelle resistenze di frenatura. I convertitori di frequenza rigenerativi reimmettono questa energia nella rete di alimentazione, riducendo il consumo energetico dal 20% al 35% nelle applicazioni di sollevamento per carichi pesanti, secondo i dati applicativi pubblicati da ABB per gli azionamenti per gru (ABB Crane Drive Application Guide, 2022).

Requisiti relativi alla gamma di velocità: I paranchi delle gru richiedono in genere rapporti di velocità pari o superiori a 100:1 per consentire un avanzamento graduale a bassa velocità finalizzato al posizionamento preciso del carico, pur mantenendo la piena velocità di produzione durante il trasporto del carico. I convertitori di frequenza vettoriali a circuito chiuso, dotati di encoder sul tamburo di sollevamento, raggiungono tale rapporto con una precisione di regolazione della velocità pari a ±0,01% della velocità di base.

Criteri di selezione dei convertitori di frequenza (VFD) per applicazioni di sollevamento

Integrazione del sistema di controllo dei freni

I freni meccanici a disco o a tamburo presenti sui paranchi delle gru fungono da dispositivo di sicurezza primario: si innestano quando viene interrotta l'alimentazione e si disinnestano quando il motore viene riattivato. I paranchi controllati da convertitore di frequenza richiedono una sequenza precisa di comando dei freni per impedire la caduta del carico durante le fasi di innesto o disinnesto dei freni.

La sequenza di controllo dei freni in un moderno convertitore di frequenza per paranchi segue in genere questa logica:

1. I comandi dell'operatore controllano il movimento del paranco
2. Il VFD porta il motore alla velocità minima con un precarico di coppia massimo in corrispondenza della direzione del carico
3. Comando di rilascio del freno emesso dopo la conferma della coppia (funzione di verifica della coppia)
4. Il carico accelera in modo fluido fino alla velocità impostata
5. Al comando di arresto, il VFD decelera fino a velocità zero e mantiene la posizione
6. Comando di chiusura dei freni emesso dopo la conferma della velocità pari a zero
7. Il VFD disinserisce il motore dopo un ritardo di chiusura del freno (in genere 0,5–1,0 secondi)

Questa sequenza impedisce il rollback del carico e gli shock di carico sui freni che causano l’usura prematura delle guarnizioni dei freni nei paranchi controllati da contattori. Se implementato correttamente, il controllo dei freni tramite convertitore di frequenza (VFD) prolunga la durata delle guarnizioni dei freni da 3 a 5 volte rispetto alla commutazione diretta tramite contattori, riducendo i costi di manutenzione e i tempi di fermo non programmati.

Quali sono le strategie più efficaci per l’ammodernamento delle gru e qual è il loro ROI?

La modernizzazione dei carri ponte raramente è una soluzione valida per tutti i casi. L'approccio corretto dipende dall'età del carro ponte, dal ciclo di lavoro, dalla criticità del processo, dal budget a disposizione e dalle lacune in materia di conformità normativa. Di seguito illustriamo le principali strategie di modernizzazione, classificate in base alla portata e al livello di investimento.

Opzioni relative all'ambito della modernizzazione

Modello di calcolo del ROI

Il ritorno sull'investimento derivante dalla modernizzazione dei sistemi di controllo delle gru deriva da quattro flussi di valore principali:

Riduzione dei costi di manutenzione: I quadri dei contattori richiedono una manutenzione frequente a causa dell'usura dei contatti, della deriva del timer e dei guasti ai relè. Un carroponte da 10 tonnellate con un carico di lavoro di 200 cicli al giorno in un centro di lavorazione dell’acciaio genera in genere da $12.000 a $20.000 all’anno in costi di manutenzione dei quadri di comando. Un sistema VFD/PLC riduce questa cifra a un importo compreso tra $4.000 e $8.000, con un risparmio annuo compreso tra $8.000 e $12.000.

Riduzione del consumo energetico: Gli azionamenti VFD riducono in genere il consumo energetico delle gru da 15% a 35% rispetto ai sistemi a controllo resistivo. Per una gru che consuma 50 MWh all’anno a $0,12/kWh, una riduzione del 25% consente un risparmio di $1.500 all’anno.

Riduzione dei tempi di inattività: I tempi di fermo non programmati causati da guasti ai sistemi di controllo delle gru costano agli impianti industriali in media da $5.000 a $50.000 all’ora, a seconda della criticità del processo. I moderni sistemi basati su PLC con diagnostica remota riducono il tempo medio di riparazione (MTTR) del 40% al 60%, consentendo l’identificazione dei guasti prima dell’arrivo della squadra di manutenzione.

Assicurazione e riduzione della responsabilità civile: Come indicato nei dati sulla sicurezza tratti dal rapporto “Injury Facts” del National Safety Council (edizione 2022), il costo diretto medio di una richiesta di risarcimento per infortunio correlato all’uso di una gru nel settore industriale statunitense era pari a $42.000, con costi indiretti stimati tra 3 e 5 volte superiori a quelli diretti. Prevenire un infortunio all’anno grazie a una maggiore sicurezza dei sistemi di controllo può giustificare l’intero costo di investimento di una modernizzazione di Livello 3.

Come si confrontano i sistemi di controllo wireless e quelli a sospensione in termini di sicurezza ed efficienza?

La scelta tra telecomandi wireless e postazioni di comando tradizionali cablate è una delle decisioni più spesso oggetto di dibattito nell'ambito della modernizzazione dei sistemi di comando delle gru. Entrambe le soluzioni hanno applicazioni legittime e la scelta corretta dipende dai requisiti operativi, dalle priorità in materia di sicurezza degli operatori e dai tipi di carico.

Analisi comparativa delle prestazioni

Quando i comandi a sospensione rimangono la scelta giusta

I comandi a plaffoniera mantengono i propri vantaggi nelle applicazioni in cui una latenza estremamente bassa è fondamentale per la sicurezza, in cui l’operatore deve mantenere il contatto fisico con il comando a plaffoniera come barriera di sicurezza, oppure in cui le interferenze elettromagnetiche rendono inaffidabile il funzionamento wireless. Alcune strutture nucleari e governative soggette a segretezza vietano del tutto i sistemi di controllo wireless a causa dei requisiti di gestione delle frequenze radio.

In queste applicazioni, i moderni comandi a sospensione possono essere potenziati con impugnature ergonomiche, cavi resistenti all’olio, indicatori di funzione a LED e display di carico integrati, pur rimanendo collegati via cavo. Il cavo stesso del pannello di comando può essere sostituito, passando dai tradizionali conduttori con guaina in gomma a un cavo festonato leggero con guaina in poliuretano, riducendo il peso del cavo del 30% al 50% e migliorando il comfort dell’operatore.

Architetture di controllo ibride

Molte strutture con cui collaboriamo adottano un approccio ibrido: il telecomando wireless funge da interfaccia operativa principale per le operazioni di sollevamento di routine, mentre un pannello di comando in modalità manutenzione, collegato via cavo alla gru, viene utilizzato per le operazioni di messa in servizio, risoluzione dei problemi e manutenzione. I due sistemi si collegano al pannello di controllo della gru tramite un selettore che garantisce l’esclusione reciproca, impedendone l’attivazione simultanea.

Quali tecnologie di controllo dell'oscillazione, monitoraggio del carico e prevenzione delle collisioni dovrebbero essere specificate?

Le funzioni avanzate di controllo delle gru, che vanno oltre il semplice controllo dei movimenti, rappresentano le opportunità di modernizzazione di maggior valore in termini di miglioramento della sicurezza, prevenzione dei danni ai carichi e ottimizzazione della produttività.

Sistemi di controllo dell'oscillazione

I carichi sospesi alle gru a ponte oscillano naturalmente quando la gru accelera o decelera. Senza un intervento di controllo, un carico di 5 tonnellate sospeso a una fune lunga 6 metri può raggiungere un’ampiezza di oscillazione compresa tra 0,3 e 0,8 metri durante l’accelerazione del ponte, comportando rischi di collisione e di instabilità.

I sistemi elettronici anti-oscillazione affrontano questo problema attraverso due approcci principali:

Algoritmi di smorzamento dell'oscillazione (modellazione del segnale in ingresso): Il profilo di movimento della gru viene modificato dal software di controllo del convertitore di frequenza (VFD) per creare schemi di accelerazione e decelerazione che annullino la frequenza naturale di oscillazione del carico. Questo approccio non richiede hardware aggiuntivo oltre al convertitore di frequenza e al sistema di encoder già esistenti. Secondo una ricerca pubblicata sul *Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control* (ASME, vol. 140, 2018), è possibile ottenere una riduzione documentata dell’oscillazione del carico da 85% a 95% attraverso una modellazione del segnale di ingresso opportunamente ottimizzata.

Sistemi di retroazione dell'oscillazione a circuito chiuso: I sensori ottici, gli inclinometri o i sistemi di visione misurano l’angolo effettivo della fune e trasmettono questo segnale al convertitore di frequenza (VFD) della gru come dato di correzione dell’oscillazione. Questi sistemi reagiscono ai disturbi esterni (correnti d’aria, eccentricità del carico) che la sola modellazione del segnale in ingresso non è in grado di gestire. Siemens SIMATIC Crane Anti-Sway e Konecranes DynAPilot sono esempi di sistemi anti-oscillazione a circuito chiuso disponibili in commercio.

Monitoraggio del carico e pesatura

Oltre alla protezione dal sovraccarico, il monitoraggio continuo del carico consente il controllo della qualità del processo, la registrazione dei dati relativi ai cicli di carico e il calcolo della resistenza alla fatica dei componenti strutturali delle gru. I moderni sistemi di monitoraggio del carico integrano:

• Celle di carico montate su gancio: Le celle di carico wireless con estensimetri montate sul blocco gancio trasmettono i dati relativi al carico al PLC della gru tramite radio a 2,4 GHz. La precisione varia da ±0,1% a ±0,5% del fondo scala.
• Monitoraggio della corrente del motore del paranco: La corrente di uscita del VFD è proporzionale alla coppia del motore e, di conseguenza, al peso del carico dopo la calibrazione. Questo metodo garantisce una precisione compresa tra ±2% e ±5% senza ricorrere a celle di carico meccaniche e utilizza l'hardware già presente.
• Monitoraggio della tensione della fune: Gli estensimetri montati sui perni delle pulegge fisse misurano direttamente la tensione della fune. Sono utilizzati su gru per impieghi gravosi nei settori siderurgico e portuale.

Sistemi anticollisione e di limitazione delle zone

Il sistema di prevenzione delle collisioni delle gru impedisce gli urti tra più gru che condividono la stessa pista di traslazione, tra il gancio della gru e le strutture dell'edificio, nonché tra la traslazione della gru e il personale o le attrezzature presenti nelle zone vietate. Le tecnologie utilizzate includono:

Sensori di distanza a laser: I telemetri laser a tempo di volo montati sul ponte della gru misurano la distanza dalle gru adiacenti o dai finecorsa della via di corsa. I segnali inviati al PLC della gru attivano la riduzione della velocità e le zone di arresto. Di solito vengono specificati sensori delle serie Sick LMS e Banner Q4X.

Sensori di prossimità a ultrasuoni: Costo inferiore rispetto ai sensori laser, adatti a distanze fino a 8 metri. Utilizzati per il monitoraggio dell'altezza del gancio a breve raggio e per la prevenzione delle collisioni in applicazioni con soffitti bassi.

Encoder di posizione assoluta sul ponte e sul carrello: I sistemi di posizionamento assoluto a pignone e cremagliera o basati su laser forniscono le coordinate del ponte e del carrello con una precisione di ±1 mm, consentendo la definizione di zone di esclusione tramite software e il posizionamento preciso del carico in posizioni predefinite.

Gestione delle zone di radiofrequenza: I tag RFID installati in punti strategici della pista attivano comandi automatici di riduzione della velocità o di arresto quando la gru entra in zone prestabilite. Il costo è inferiore rispetto ai sistemi ottici, ma la precisione di posizionamento è limitata alla distanza tra i tag (in genere da 0,5 a 2 metri).

Dati sulle prestazioni del sistema di prevenzione delle collisioni

In che modo la connettività dell’Industria 4.0 sta ridefinendo la gestione del controllo delle gru?

L'integrazione dei sistemi di controllo dei carroponti con le piattaforme dell'Industrial Internet of Things (IIoT) a livello di impianto e con i sistemi informativi aziendali sta passando dalla fase di progetti pilota a quella di prassi consolidata negli stabilimenti di produzione e logistica all'avanguardia.

Parametri dei dati disponibili nei moderni sistemi di controllo delle gru

I moderni sistemi di controllo delle gru basati su PLC sono in grado di generare e trasmettere in tempo reale i seguenti parametri:

• Corrente del motore, tensione, fattore di potenza e consumo energetico per asse
• Frequenza di uscita del VFD e stima della coppia per ciascun asse
• Numero di azionamenti dei freni ed energia di frenata cumulativa
• Carico (peso) sull'gancio per ciclo di sollevamento
• Posizione della gru (coordinate X-Y del ponte e del carrello)
• Misura dell'altezza del gancio e della lunghezza della fune
• Codici di errore e cronologia degli allarmi con indicazione dell'ora
• ID operatore (da RFID o ID del trasmettitore wireless)
• Conteggio del ciclo di lavoro e confronto con i limiti delle classi di progettazione previsti dalla norma ISO 4301
• Temperatura ambiente all'interno del quadro di comando

Applicazioni di manutenzione predittiva

Il McKinsey Global Institute (Technology and Innovation Report, 2023) stima che la manutenzione predittiva basata sull’IIoT per gru e attrezzature di sollevamento riduca i tempi di fermo non programmati da 30% a 50% e prolunghi gli intervalli di sostituzione dei componenti principali da 20% a 35% rispetto ai programmi di manutenzione basati sul tempo.

Tra le funzioni specifiche di manutenzione predittiva rese possibili dai dati di controllo delle gru figurano:

Previsione dell'usura dei freni: La dissipazione cumulativa dell'energia di frenata, monitorata tramite i dati del VFD durante ogni evento di frenata, viene correlata ai modelli di usura delle guarnizioni dei freni per prevedere la durata residua delle guarnizioni con una precisione di ±10%, eliminando la necessità di ispezioni tramite smontaggio.

Monitoraggio delle condizioni dei cuscinetti: L'analisi della firma di corrente del motore (MCSA) rileva i guasti ai cuscinetti in fase di sviluppo attraverso componenti di frequenza caratteristiche presenti nello spettro di corrente del motore. L'MCSA non richiede sensori aggiuntivi e utilizza l'hardware esistente per la misurazione della corrente del convertitore di frequenza (VFD).

Gestione della durata a fatica delle funi: I dati delle celle di carico, combinati con le misurazioni dell'altezza di sollevamento, consentono di calcolare i cicli di flessione della fune e lo spettro di carico cumulativo. Il confronto con le curve di fatica fornite dai produttori di funi permette di prevedere la vita residua della fune, consentendone la sostituzione prima che si verifichi un cedimento, anziché dopo un periodo di tempo prestabilito.

Protocolli di integrazione e architettura

L'adozione di OPC-UA come livello semantico a monte dei protocolli di controllo in tempo reale consente ai dati di controllo delle gru di integrarsi con i sistemi di esecuzione della produzione (MES), le piattaforme di pianificazione delle risorse aziendali (ERP) e i servizi di analisi cloud senza la necessità di sviluppare middleware personalizzati. Questo standard, sviluppato dalla OPC Foundation e adottato dai principali fornitori di soluzioni di automazione, offre un framework per lo scambio di dati indipendente dal fornitore che garantisce la compatibilità futura degli investimenti nel controllo delle gru.

Quali sono i criteri di appalto e le specifiche tecniche per l'ammodernamento dei sistemi di controllo delle gru?

I team addetti agli appalti devono affrontare decisioni complesse quando si tratta di procurarsi componenti e sistemi per l'ammodernamento dei sistemi di controllo delle gru. Il quadro di riferimento che segue tratta lo sviluppo delle specifiche tecniche, la qualificazione dei fornitori e la gestione dei contratti.

Lista di controllo per lo sviluppo delle specifiche

Prima di emettere una richiesta di offerta (RFP) o un ordine di acquisto per la modernizzazione dei sistemi di controllo delle gru, i team di progettazione e approvvigionamento dovrebbero documentare:

1. Classificazione del carico delle gru secondo la norma ISO 4301 (da M1 a M8) e le specifiche CMAA 70 o 74
2. Architettura attuale del sistema di controllo (modello del PLC, marca e modello del convertitore di frequenza, revisione del disegno del quadro elettrico)
3. Norme regolamentari applicabili ed eventuali avvisi di ispezione in sospeso
4. Livelli di prestazione richiesti per le funzioni di sicurezza in base alla valutazione dei rischi
5. Requisiti dell'interfaccia operatore (pannello di comando, wireless, tipo HMI)
6. Requisiti relativi alle funzioni avanzate (sistema anti-oscillazione, monitoraggio del carico, sistema anti-collisione, IoT)
7. Requisiti del protocollo di comunicazione per l'integrazione degli impianti
8. Condizioni ambientali (intervallo di temperatura, umidità, classe di polverosità, vibrazioni)
9. Disponibilità dei ricambi e requisiti relativi alla rete di assistenza dei fornitori
10. Pacchetto di documentazione richiesta (manuali IOM, schemi dei circuiti, deposito del codice sorgente del PLC)

Criteri di qualificazione dei fornitori

Quali protocolli di manutenzione e ispezione garantiscono la conformità dei sistemi di controllo?

La manutenzione dei sistemi di controllo dei carroponti in conformità alle norme ASME B30.2, OSHA 1910.179 e NFPA 70E richiede programmi di ispezione strutturati con frequenze diverse.

Quadro di riferimento per il programma di ispezioni

Ispezione termografica dei quadri di comando

La termografia a infrarossi dei quadri di comando delle gru durante il normale funzionamento consente di individuare anomalie termiche che indicano collegamenti allentati, conduttori sovraccarichi, contattori difettosi o componenti dei convertitori di frequenza (VFD) difettosi, prima che si verifichi un guasto catastrofico. La National Fire Protection Association raccomanda di effettuare ispezioni termografiche annuali su tutte le apparecchiature di distribuzione elettrica secondo la norma NFPA 70B (Pratiche raccomandate per la manutenzione delle apparecchiature elettriche), e i quadri di comando delle gru soddisfano i criteri previsti da tale raccomandazione.

L'aumento della resistenza di collegamento dovuto all'ossidazione o all'usura da sfregamento è particolarmente rilevante nei quadri elettrici delle gru, poiché le vibrazioni causate dal movimento del ponte allentano nel tempo le viti dei terminali. Un collegamento con una resistenza pari a 150% rispetto al valore normale genera un calore 2,25 volte superiore al normale (secondo la relazione P = I²R), che la termografia rileva come un differenziale di temperatura compreso tra 5 °C e 30 °C al di sopra della temperatura ambiente, a seconda del carico di corrente.

Manutenzione preventiva dei convertitori di frequenza (VFD)

Tra gli interventi di manutenzione specifici per i variatori di frequenza (VFD) fondamentali per garantire l'affidabilità del controllo delle gru figurano:

• Ricarica del banco di condensatori: i condensatori del bus CC nei convertitori di frequenza (VFD) che sono rimasti in stoccaggio o sottoposti a carico ridotto per periodi prolungati richiedono una ricarica graduale della tensione per prevenire guasti dielettrici. I convertitori di frequenza (VFD) rimasti in stoccaggio per più di 12 mesi prima della messa in servizio devono essere sottoposti a ricarica dei condensatori secondo la procedura indicata dal produttore del convertitore.
• Sostituzione della ventola di raffreddamento: la maggior parte delle ventole di raffreddamento dei convertitori di frequenza (VFD) ha una durata nominale compresa tra 25.000 e 50.000 ore. Il guasto di una ventola provoca lo spegnimento termico del VFD e il fermo macchina della gru. La sostituzione preventiva al 80% della durata nominale della ventola previene guasti imprevisti.
• Pulizia dei filtri: i filtri EMC in ingresso e le alette dei dissipatori di calore accumulano polvere che limita il flusso d'aria e aumenta la temperatura di esercizio, riducendo la durata dei condensatori di 50% per ogni aumento di 10 °C rispetto alla temperatura ambiente nominale, secondo l'equazione di Arrhenius.

Domande frequenti (FAQ)

1: Qual è il costo tipico della modernizzazione di un sistema di controllo per un carroponte?

I costi di ammodernamento dei sistemi di controllo delle gru a ponte variano da $8.000 a $120.000 per gru a seconda dell'entità dell'intervento, con un retrofit del convertitore di frequenza (VFD) di livello 2 per una gru standard a doppiatraversa, che in genere si aggira tra $20.000 e $50.000 installato. Un aggiornamento completo del sistema di Livello 3, che include un nuovo PLC, un PLC di sicurezza, azionamenti a frequenza variabile (VFD), telecomando wireless, interfaccia uomo-macchina (HMI) e monitoraggio del carico, costa da $50.000 a $120.000 per attrezzature comparabili. Queste cifre non includono i costi di fermo macchina della gru durante l’installazione, che variano a seconda della criticità della produzione. Il costo di investimento dovrebbe essere valutato rispetto al TCO quinquennale, includendo i risparmi sulla manutenzione, la riduzione del consumo energetico e la prevenzione dei costi legati agli infortuni. Gli stabilimenti con gru di oltre 20 anni e costi di manutenzione documentati superiori a $15.000 all’anno raggiungono in genere il pieno recupero dell’investimento entro 3-5 anni grazie a un investimento di modernizzazione completo.

2: Quanto tempo richiede un progetto di ammodernamento del sistema di controllo di un carroponte?

Un tipico progetto di ammodernamento del sistema di controllo di una gru richiede da 8 a 24 settimane dall’aggiudicazione del progetto al completamento, a seconda dell’entità dei lavori. La progettazione e la realizzazione dei quadri elettrici per un aggiornamento di Livello 3 richiedono in genere da 6 a 12 settimane. I collaudi di accettazione in fabbrica aggiungono da 1 a 2 settimane. L’installazione in loco e la messa in servizio richiedono da 3 a 10 giorni di fermo gru per i progetti semplici e fino a 3-4 settimane per i sistemi complessi che richiedono l’integrazione con l’infrastruttura di controllo dell’impianto. Gli impianti che pianificano la modernizzazione delle gru dovrebbero programmare l’installazione durante le interruzioni di produzione pianificate, i fermi per manutenzione o i periodi di domanda ridotta, al fine di ridurre al minimo l’impatto sulla produzione. I sistemi di controllo modulari pre-ingegnerizzati con interfacce standardizzate per le gru possono ridurre i tempi di realizzazione del 20% al 35% rispetto a progetti completamente personalizzati. I tempi di consegna per i PLC di sicurezza e i convertitori di frequenza (VFD) per gru dei principali fornitori variavano da 8 a 24 settimane fino al 2023 a causa della disponibilità dei componenti; i team di approvvigionamento dovrebbero quindi confermare i tempi di consegna attuali nelle prime fasi della pianificazione del progetto.

3: Qual è la differenza tra i livelli di sicurezza SIL 2 e PL d per il controllo delle gru?

Il SIL 2 (Safety Integrity Level 2) e il PL d (Performance Level d) sono livelli di integrità della sicurezza funzionale sostanzialmente equivalenti, definiti in base a norme diverse ma armonizzate. Il SIL 2, definito nelle norme IEC 62061 e IEC 61508, specifica una probabilità di guasto pericoloso all’ora (PFH) compresa tra 10⁻⁷ e 10⁻⁶. Il PL d, definito nella norma EN ISO 13849-1, specifica un PFHd nello stesso intervallo, con requisiti aggiuntivi relativi all’architettura hardware (minimo di categoria 3) e alla capacità sistematica. Per le applicazioni di controllo delle gru nell’UE, la norma EN ISO 13849-1 è quella più direttamente applicabile, poiché è inclusa nell’elenco delle norme armonizzate della Direttiva Macchine. La norma IEC 62061 è più comunemente applicata nei sistemi di controllo dell’industria di processo. Entrambe le norme richiedono la documentazione degli intervalli di prova e dei dati MTBF da parte dei fornitori dei componenti. Gli ingegneri dovrebbero verificare quale norma sia preferita dall’autorità locale o dall’organismo notificato prima di progettare l’architettura di sicurezza.

4: È possibile dotare un carroponte esistente di un sistema di controllo antioscillazione?

Sì, la maggior parte dei carroponti esistenti può essere adeguata con un sistema di controllo antioscillazione senza modifiche strutturali. I sistemi antioscillazione basati su software che utilizzano la modellazione del segnale in ingresso richiedono solo la riprogrammazione dei convertitori di frequenza esistenti (o la loro sostituzione con convertitori di frequenza compatibili con la funzione antioscillazione) e il feedback dell’encoder del tamburo di sollevamento, il che li rende l’opzione di retrofit più conveniente, con un costo compreso tra $5.000 e $20.000 per gru. I sistemi anti-oscillazione a circuito chiuso che utilizzano sensori ottici o inclinometri richiedono hardware aggiuntivo per il montaggio dei sensori, ma sono comunque adattabili senza modifiche strutturali al carroponte. Il prerequisito fondamentale è che i movimenti di sollevamento e traslazione siano controllati da VFD con feedback dell’encoder; le gru con motori controllati da contattori devono prima essere dotate di VFD prima che sia possibile implementare il sistema anti-oscillazione. I progetti di retrofit anti-oscillazione riducono in genere l’oscillazione del carico dall’85% al 95% durante il normale funzionamento, con un ritorno sull’investimento derivante dalla riduzione dei danni al carico e dal miglioramento dei tempi di ciclo, tipicamente raggiunto entro 18-36 mesi in impianti ad alta produttività.

5: Quali norme elettriche si applicano al cablaggio dei quadri di comando delle gru negli Stati Uniti?

Il cablaggio dei quadri di comando delle gru negli Stati Uniti deve essere conforme alla norma NFPA 70 (National Electrical Code), articolo 610, che tratta specificatamente di gru, paranchi e monorotaie. I requisiti principali includono: conduttori dimensionati secondo le tabelle di portata di corrente dell’articolo 610 (in base alla classe di ciclo di funzionamento, non alle regole relative al carico continuo); protezione da cortocircuito ai sensi della Sezione 610.42 mediante interruttori automatici a tempo inverso o fusibili; protezione del circuito derivato del motore ai sensi della Sezione 610.43; messa a terra delle apparecchiature secondo la Sezione 250; e involucri dei quadri classificati per l’ambiente di installazione secondo gli standard NEMA 250 (tipicamente NEMA 12 per uso industriale in interni, NEMA 4 o 4X per uso esterno o in ambienti soggetti a lavaggio). Inoltre, la norma NFPA 70E richiede un’analisi dei rischi da arco elettrico per il quadro di comando della gru, al fine di stabilire i livelli di energia incidente e i dispositivi di protezione individuale (DPI) necessari per i lavori elettrici eseguiti su apparecchiature sotto tensione. Le etichette relative al rischio da arco elettrico devono essere apposte sugli sportelli dei quadri secondo la Sezione 130.5(H) della norma NFPA 70E.

6: Come si determina la potenza nominale corretta del convertitore di frequenza (VFD) per il motore di sollevamento di una gru?

La scelta della potenza nominale del convertitore di frequenza (VFD) per i motori dei paranchi delle gru richiede l’applicazione di fattori di declassamento basati sul ciclo di lavoro, piuttosto che il semplice allineamento con i kW indicati sulla targhetta del motore. Il VFD deve essere in grado di gestire le richieste di coppia di picco durante l’accelerazione e la decelerazione, non solo la coppia di funzionamento continuo. Il metodo standard è il seguente: identificare la corrente a pieno carico (FLA) del motore dalla targhetta; applicare un fattore di servizio compreso tra 1,0 e 1,25 a seconda della classe di servizio; selezionare un VFD con una capacità di sovraccarico per impieghi gravosi (tipicamente da 150% a 200% rispettivamente per 60 e 10 secondi) pari o superiore alla FLA del motore declassata. Per i paranco delle gru che utilizzano un controllo vettoriale a circuito chiuso basato su encoder, il VFD deve inoltre supportare il modulo di ingresso dell’encoder e la funzione Safe Torque Off (STO) per l’integrazione con il circuito di sicurezza. I principali fornitori di VFD per gru, tra cui ABB (serie ACS880), Siemens (SINAMICS G120/S120) e Danfoss (serie FC302), pubblicano guide di selezione applicativa specifiche per le gru con tabelle di declassamento in base al ciclo di lavoro che dovrebbero essere utilizzate per tutti i calcoli di dimensionamento dei VFD dei paranchi.

7: Quali sono le cause principali dei guasti ai sistemi di controllo dei carroponti e come è possibile prevenirli?

Le cinque cause più comuni di guasti al sistema di controllo dei carri ponte, classificate in ordine di frequenza sulla base dei registri di manutenzione raccolti presso diversi impianti industriali, sono: collegamenti dei terminali allentati a causa delle vibrazioni (35% dei guasti elettrici); usura dei contatti dei contattori nei sistemi logici a relè più datati (22%); guasti ai componenti di raffreddamento dei convertitori di frequenza (VFD), inclusi ventilatori e dissipatori di calore ostruiti (18%); usura meccanica o regolazione errata dei finecorsa (14%); e guasti ai moduli I/O dei PLC causati da transitori elettrici o infiltrazioni di umidità (11%). Strategie di prevenzione in linea con ciascuna causa: verifica annuale della coppia di serraggio di tutti i collegamenti dei terminali mediante un avvitatore dinamometrico calibrato; sostituzione dei contattori soggetti a elevata usura a intervalli pianificati in base ai cicli di lavoro di commutazione elettrica; ispezione trimestrale del sistema di raffreddamento dei convertitori di frequenza (VFD) e sostituzione delle ventole all’80% della durata nominale; verifica mensile del funzionamento dei finecorsa e regolazione meccanica annuale; e installazione di dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) sugli alimentatori del PLC e sui moduli I/O conformi alla norma IEC 61643-1. Un programma completo di manutenzione preventiva mirato a queste cinque modalità di guasto può ridurre i guasti imprevisti al sistema di controllo delle gru dal 60% al 75%.

8: Esistono requisiti specifici per il controllo delle gru nelle applicazioni relative alle acciaierie o alle gru per siviere?

Le applicazioni relative alle gru per acciaierie e alle gru per siviere impongono requisiti di controllo notevolmente più esigenti rispetto alle gru a ponte standard, a causa delle condizioni termiche estreme, degli elevati cicli di lavoro e delle conseguenze catastrofiche in caso di guasto. Le gru per siviere che movimentano metallo fuso devono soddisfare i requisiti della Specifica CMAA 70 Classe F (servizio estremo), che impongono meccanismi di sollevamento ridondanti (principale e ausiliario), doppi sistemi di frenatura indipendenti sul paranco e sistemi di protezione da sovraccarico verificati secondo la classe di servizio ISO 4301 M8. I requisiti del sistema di controllo includono tipicamente: monitoraggio separato del paranco con classificazione di sicurezza e alimentazione elettrica indipendente; monitoraggio a tripla ridondanza delle celle di carico; circuiti di arresto di emergenza e di interruzione in caso di sovraccarico con classificazione SIL 3; monitoraggio termico del motore del paranco con riduzione automatica della potenza; cablaggio resistente al fuoco (IEC 60332-3) in tutto il circuito di controllo; e involucri dei pannelli in acciaio inossidabile o verniciati/sigillati con ventilazione forzata e scambiatori di calore per mantenere la temperatura interna al di sotto dei 40 °C nonostante temperature ambientali fino a 70 °C in prossimità del forno. Queste specifiche riflettono i requisiti OSHA, ASME e AISC documentati nelle rispettive pubblicazioni di orientamento sulle gru per l’industria siderurgica.

9: Quali documenti devono essere inclusi nella consegna di un progetto di ammodernamento del sistema di controllo di una gru?

Un pacchetto completo di documentazione per il passaggio di consegne relativo alla modernizzazione del sistema di controllo delle gru dovrebbe includere: schemi elettrici as-built sia in formato cartaceo che in formato elettronico modificabile (CAD o EPLAN); codice sorgente del PLC con cronologia delle versioni e supporti di backup; file dei parametri dei convertitori di frequenza (VFD) per tutti gli azionamenti; file di configurazione del PLC di sicurezza e registrazioni di verifica delle funzioni di sicurezza; il rapporto del collaudo in fabbrica (FAT) con i risultati delle prove; il rapporto del collaudo in loco (SAT) con l’accettazione firmata dal cliente; i manuali di installazione e funzionamento (IOM) per tutti i componenti principali; l’elenco dei pezzi di ricambio con i codici del produttore e le quantità di magazzino consigliate; il rapporto di messa in servizio che documenti tutti i setpoint, i registri di calibrazione e le misurazioni delle prestazioni; rapporto di convalida delle funzioni di sicurezza secondo la norma EN ISO 13849-1 o IEC 62061 (richiesto per le macchine con marchio CE); e rapporto di analisi dei rischi da arco elettrico con specifiche relative alle etichette dei quadri elettrici. Questo pacchetto di documentazione è richiesto per la conformità normativa ai sensi della norma OSHA 1910.179, supporta futuri interventi di manutenzione e modifica ed è essenziale per la difesa in caso di richieste di risarcimento assicurativo in caso di incidenti legati alle gru.

10: Come fa un gruista a capire quando il carico si sta avvicinando al limite di sovraccarico?

I moderni sistemi di controllo dei carroponti forniscono un avviso di sovraccarico attraverso diversi canali di segnalazione all'operatore. Il dispositivo di protezione primario, richiesto dalle norme ASME B30.2 e OSHA 1910.179, è un dispositivo di limitazione del carico che interrompe automaticamente il movimento del paranco quando il carico raggiunge valori compresi tra 100% e 125% della capacità nominale. Prima che si attivi questo arresto automatico, gli operatori del carroponte dovrebbero ricevere un avviso progressivo tramite: un display indicatore di carico sul trasmettitore wireless o sul pannello HMI che mostra il carico attuale in kg o tonnellate come percentuale della capacità nominale; un segnale acustico (corbia o cicalino) che si attiva quando il carico raggiunge una soglia di avviso configurabile (in genere pari a 90% della capacità nominale); una spia luminosa di avviso (in genere di colore ambra/giallo) sul trasmettitore wireless dell’operatore o sul comando a sospensione alla stessa soglia; e un secondo allarme acustico a una soglia più elevata (in genere pari a 100% della capacità nominale) immediatamente prima dell’interruzione automatica. Alcuni sistemi avanzati aggiungono un avviso tattile tramite vibrazione sull’alloggiamento del trasmettitore wireless al raggiungimento della soglia di avviso. Questi sistemi di avviso graduale consentono agli operatori di interrompere il carico prima che si attivi il dispositivo automatico di sovraccarico, evitando l’arresto brusco a metà sollevamento che può causare l’oscillazione del carico e un carico d’urto sulle funi di sollevamento.

Conclusione

La modernizzazione dei sistemi di controllo dei carroponti e dei paranchi rappresenta uno degli investimenti di capitale con il più alto ritorno disponibile per i responsabili degli impianti industriali, purché affrontata con una chiara comprensione dei requisiti di sicurezza, delle opzioni tecnologiche e del costo totale di proprietà. Il passaggio da logiche a relè obsolete e avviatori motore non controllati a azionamenti vettoriali basati su VFD, architetture PLC di sicurezza, interfacce operatore wireless e piattaforme dati connesse all’IIoT non è semplicemente un aggiornamento tecnologico: si tratta di un cambiamento fondamentale nel modo in cui i carroponti contribuiscono all’efficienza produttiva e alla sicurezza sul lavoro.

In Nomi, i nostri team tecnici collaborano con professionisti dei settori dell’ingegneria, della manutenzione e degli approvvigionamenti per definire soluzioni di modernizzazione dei sistemi di controllo delle gru che colmino le lacune in materia di conformità normativa, riducano i rischi operativi e garantiscano miglioramenti misurabili delle prestazioni. Che l’ambito del progetto preveda un intervento mirato di retrofit dei convertitori di frequenza (VFD), la sostituzione completa del sistema di controllo o una revisione totale della gru con sistemi avanzati di controllo dell’oscillazione e di monitoraggio del carico, il punto di partenza è sempre una valutazione approfondita del sistema esistente alla luce delle norme vigenti e dei requisiti operativi.

I dati riportati nella presente guida provengono da documenti normativi di dominio pubblico, dalla letteratura tecnica sottoposta a revisione tra pari e dall’esperienza sul campo documentata in diverse applicazioni relative alle gru industriali. Invitiamo i lettori a utilizzare questo materiale come base di riferimento per le proprie discussioni relative alla pianificazione della modernizzazione e a rivolgersi a ingegneri qualificati specializzati nel controllo delle gru per la valutazione dei rischi e lo sviluppo delle specifiche relative a ciascun progetto.

Riferimenti: ASME B30.2 (edizione attuale), OSHA 29 CFR 1910.179, NFPA 70, articolo 610, NFPA 70E (2021), EN ISO 13849-1:2015, IEC 62061:2021, EN 60204-32, ISO 4301, Specifica CMAA 70, Guida applicativa ABB Crane Drive (2022), Rapporto su tecnologia e innovazione del McKinsey Global Institute (2023), Dati sull’applicazione delle norme OSHA per l’anno fiscale 2022 (osha.gov), Dati sugli infortuni del National Safety Council (2022), «Journal of Dynamic Systems Measurement and Control», vol. 140 (ASME, 2018), Rapporti di MarketsandMarkets sull’automazione industriale.