Il display del quadro dice 1500 giri al minuto. Il valore si aggiorna, non tremola, e ieri diceva la stessa cosa. Nessuno lo mette in discussione, perché un numero tondo e stabile ha l’aspetto esatto di un numero giusto. Poi il prodotto esce fuori tolleranza, la finitura cambia senza motivo apparente, un cuscinetto si scalda: e solo allora qualcuno mette un tachimetro portatile sull’albero e scopre che i giri reali sono 1480, oppure 750, oppure 1500 solo quando la macchina è fredda. Sono questi gli errori sensori di giri e monitoraggio della velocità di rotazione che costano di più: quelli che non producono un allarme, ma un numero credibile.
La differenza rispetto ad altre misure di linea è proprio qui. Uno strumento che si guasta smette di leggere e si fa notare. Un sensore di giri montato male, o filtrato male, o letto nel punto sbagliato, continua a fornire un dato per anni. Il segnale è un treno di impulsi contati in una finestra di tempo: se gli impulsi per giro non sono quelli che si crede, il conteggio resta perfettamente ripetibile e perfettamente falso.
Le cinque situazioni descritte qui sotto sono quelle che ricorrono sugli organi rotanti di macchina — alberi, mandrini, ventilatori, rulli motorizzati — dove la velocità di rotazione è il parametro di processo o l’indicatore di stato. Per ciascuna: che cosa si sbaglia, perché il dato ne risulta falsato, come si evita. Il contesto normativo di riferimento è la UNI EN ISO 20816 per il monitoraggio delle macchine rotanti, insieme alla UNI EN 61000-6-2 per l’immunità in ambiente industriale.
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Un impulso in più per giro: bersagli riflettenti e dentature irregolari
Il conteggio parte da un presupposto dichiarato in configurazione: quanti impulsi corrispondono a un giro. Se il bersaglio ne genera due, il valore raddoppia. Succede con un marker riflettente troppo largo, che entra e esce dal fascio due volte per rotazione; con una chiavetta lucida o una testa di vite che riflette quanto il marker; con una dentatura in cui un dente scheggiato o una saldatura di riporto generano una commutazione supplementare.
Il raddoppio secco è il caso fortunato, perché salta all’occhio. Il caso pericoloso è l’impulso spurio intermittente, che compare solo ad alcune velocità o solo a macchina calda: il valore si assesta su una cifra intermedia, mai impossibile, che nessuno riconosce come errata. Si previene verificando il conteggio a bassa velocità con un riscontro indipendente, dimensionando il marker in rapporto al diametro e all’area sensibile, mascherando le superfici riflettenti vicine e ispezionando la ruota fonica prima di accettare il segnale.
Portata utile e materiale del bersaglio: la distanza che regge solo a freddo
La portata nominale di un sensore induttivo è un valore riferito a un bersaglio normalizzato di acciaio dolce, di forma e dimensione date. Su acciaio inox, su alluminio, su ottone o su un dente più piccolo dell’area sensibile, la distanza effettiva di intervento si riduce in misura sensibile. Montare il sensore «al limite, ma aggancia» significa lavorare senza margine.
Da lì in avanti decide la temperatura: la dilatazione dell’albero e del supporto sposta il traferro di qualche decimo, e il sensore che leggeva a freddo perde impulsi a caldo, o il contrario. Il risultato non è un’assenza di segnale, ma una lettura che cala di una frazione durante il riscaldamento della macchina, cioè proprio mentre cambiano anche altre variabili di processo. Si evita fissando il traferro a una frazione della portata utile, applicando il fattore di riduzione del materiale reale e controllando la stabilità meccanica del supporto, che non deve vibrare né flettere.
Filtro di media troppo lungo: la lettura stabile che nasconde il calo
Quando il numero balla, la reazione istintiva è allungare il tempo di integrazione o la media mobile. La lettura diventa immediatamente bella: cifra ferma, nessuna oscillazione, aspetto professionale. È una manipolazione della rappresentazione, non della misura.
Il problema è che il transitorio cercato viene cancellato. Un calo di giri di mezzo secondo sotto carico, il tempo di ripresa dopo un impegno utensile, la caduta all’ingresso del materiale: tutto questo è contenuto in finestre più brevi della media impostata, e sparisce nel valore mediato. Si registra un processo apparentemente regolare mentre la macchina sta lavorando male. Il criterio è dimensionare la costante di tempo sul fenomeno da osservare, non sull’estetica del display: per il controllo di processo serve una risposta più rapida della dinamica da rilevare, e se l’instabilità della lettura è forte va cercata la causa — disturbi, traferro, bersaglio — invece di essere sepolta sotto il filtro.
Errori di posizionamento dei sensori: giri del motore e monitoraggio a valle della trasmissione, non della velocità reale di rotazione
Il sensore si monta dove è comodo, cioè sul motore. L’organo che interessa è però a valle: mandrino, rullo, ventola, albero di uscita. Fra i due c’è una trasmissione, e la conversione viene fatta con il rapporto di targa.
Il rapporto di targa è corretto solo finché la trasmissione è rigida. Una cinghia che slitta sotto carico, una frizione che pattina, un riduttore sostituito con uno di rapporto diverso e mai aggiornato nel parametro del PLC producono uno scarto sistematico fra il numero visualizzato e il numero reale. Il valore resta stabile e ripetibile, quindi credibile. La difesa è misurare dove serve il dato: un secondo punto di rilievo sull’organo condotto, oppure una verifica periodica con strumento portatile che confronti i due alberi sotto carico reale. Quando il segnale entra in una funzione di sicurezza, la UNI EN ISO 13849 chiede di considerare esplicitamente questi modi di guasto della catena.
Polvere ferrosa e impulsi mancanti: il degrado lento che sembra processo
Sui sensori induttivi la polvere ferrosa si accumula sulla faccia attiva e sul bersaglio; sui sensori ottici lo fanno olio nebulizzato, trucioli fini e refrigerante. In entrambi i casi non si arriva alla perdita totale del segnale, ma a impulsi che cominciano a mancare in modo intermittente. Il valore medio scende di poco per volta, e la deriva viene attribuita al processo o all’usura della macchina.
Il rimedio è organizzativo prima che tecnico: pulizia periodica programmata insieme alla verifica del traferro, grado di protezione scelto secondo la UNI EN 60529 in rapporto all’ambiente reale, cablaggio schermato e separato dalle potenze come richiede la UNI EN 61000-6-2, e soprattutto un confronto documentato a intervalli fissi con uno strumento portatile indipendente. Se il confronto non torna, va registrato lo scostamento: una dichiarazione di conformità non è una prova, e giustificare la differenza come variante accettabile chiude il caso senza risolverlo. Il quadro completo delle soluzioni per la misura del numero di giri è nella pagina dedicata ai sensori di giri e monitoraggio della velocità di rotazione.
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