Come il boom dell'IA sta aumentando la domanda di componenti per l'automazione industriale

La crescita dell'IA ha una catena di approvvigionamento fisica

Chiedete a un ingegnere dei sistemi di controllo dove si sta manifestando il boom dell'IA e probabilmente la risposta non inizierà con il software. Potrebbe iniziare con un nuovo sistema di refrigerazione, una nuova linea di semiconduttori, un sistema di servizi sovraccaricato o una richiesta urgente di un modulo PLC fuori produzione.

L'intelligenza artificiale applicata al calcolo dipende da una vasta infrastruttura fisica. I data center necessitano di sistemi di alimentazione, raffreddamento e irrigazione. I produttori di chip hanno bisogno di una maggiore capacità produttiva di wafer e di linee di confezionamento avanzate. Gli impianti di produzione di server necessitano di macchine a controllo numerico (CNC), robot, nastri trasportatori e apparecchiature di collaudo. Le centrali elettriche e gli impianti di lavorazione dei materiali devono poi essere in grado di supportare il carico aggiuntivo.

Tutte queste apparecchiature contengono PLC, moduli DCS, azionamenti, HMI, sensori e hardware di protezione. Questa è la connessione diretta tra l'attuale ciclo di investimenti in IA e il lavoro di un fornitore di componenti per l'automazione industriale ad esempio Moore Automation.

Il mercato dell'IA è diventato un mercato delle costruzioni industriali

L'entità della crescita è visibile nei dati relativi al consumo di elettricità. L'Agenzia Internazionale dell'Energia stima che i data center abbiano consumato circa 485 TWh di elettricità nel 2025. Le sue proiezioni attuali indicano un consumo vicino ai 950 TWh entro il 2030, mentre si prevede che l'utilizzo di elettricità da parte dei data center focalizzati sull'intelligenza artificiale crescerà molto più rapidamente rispetto al resto del settore.AIE: Domande chiave su energia e intelligenza artificiale)

Un data center non è semplicemente una stanza piena di server. Si tratta di una struttura industriale con diversi sistemi di servizi strettamente interconnessi:

• Distribuzione di energia elettrica a media e bassa tensione

• Sistemi UPS e batterie

• Generatori di emergenza a diesel o a gas

• Refrigeratori, torri di raffreddamento e scambiatori di calore

• Unità di distribuzione del liquido di raffreddamento

• Pompe per acqua refrigerata e acqua di condensazione

• Unità CRAH e di trattamento aria

• Sistemi antincendio, di ventilazione e di rilevamento perdite

• Sistemi di gestione degli edifici e dell'energia elettrica

Ogni sistema ha un livello di controllo. Le pompe richiedono avviatori o azionamenti a frequenza variabile. I refrigeratori necessitano di CPU di controllo, ingressi di temperatura, trasmettitori di pressione e interfacce di comunicazione. Gli impianti di generazione di energia utilizzano hardware per la sincronizzazione, il controllo della velocità e la protezione. Gli impianti di trattamento delle acque richiedono la misurazione della conducibilità, il controllo del dosaggio e la sequenza delle valvole.

Anche l'industria dei semiconduttori si sta muovendo nella stessa direzione. SEMI prevede che la spesa mondiale per apparecchiature di fabbricazione a 300 mm raggiungerà i 133 miliardi di dollari nel 2026 e i 151 miliardi di dollari nel 2027. Gli acceleratori di intelligenza artificiale, il calcolo ad alte prestazioni e le memorie avanzate sono tra le ragioni dichiarate per questo investimento.Prospettiva di fabbricazione SEMI 300 mm)

La nuova costruzione aggiunge di più componenti per l'automazione industriale alla base installata. Anche gli impianti esistenti stanno lavorando a pieno regime e aumentando la capacità produttiva attorno ad apparecchiature che potrebbero avere già dieci o quindici anni. Questa combinazione aumenta la domanda sia di prodotti attuali che di prodotti fuori produzione. ricambi per l'automazione.

Centri dati: dove la domanda di IA raggiunge il quadro elettrico

I sistemi di controllo all'interno di un data center per l'intelligenza artificiale si trovano per lo più all'esterno del rack dei server.

I sistemi GPU ad alta densità rifiutano un carico termico elevato e concentrato. Il raffreddamento convenzionale degli ambienti rimane una componente di molti siti, ma le soluzioni di raffreddamento a liquido diretto al chip e ibride stanno diventando sempre più comuni. Schneider Electric ora descrive il raffreddamento a liquido come un'infrastruttura progettata specificamente per i carichi di lavoro di intelligenza artificiale e il calcolo ad alta densità.Raffreddamento a liquido elettrico Schneider)

Un tipico circuito di raffreddamento può includere i seguenti valori misurati:

• Temperatura di mandata e di ritorno

• Pressione differenziale attraverso un filtro o uno scambiatore di calore

• Flusso del circuito primario e secondario

• pressione di mandata della pompa

• Frequenza, corrente e stato di funzionamento dell'inverter

• Comando della valvola di controllo e feedback di posizione

• Conduttività del refrigerante

• Ingresso per il rilevamento delle perdite

• Carico del refrigeratore e stato del compressore

Questi segnali raggiungono il controllore tramite ingressi 4-20 mA, termoresistenze (RTD), termocoppie, ingressi a impulsi o reti Ethernet industriali. Il PLC gestisce quindi la regolazione delle pompe, la posizione delle valvole di bypass, i setpoint di temperatura e la logica di allarme. Un sistema BMS di supervisione può raccogliere i dati, ma il controllore locale deve comunque mantenere stabile il processo in caso di perdita di comunicazione con il sistema di livello superiore.

Molti impianti utilizzano configurazioni N+1 o 2N per le apparecchiature critiche. La ridondanza, tuttavia, non elimina la necessità di pezzi di ricambio. Due pompe identiche possono comunque utilizzare lo stesso modello di azionamento. I PLC ridondanti possono dipendere da un modulo di comunicazione o da un alimentatore comune. Diverse unità di raffreddamento possono inoltre condividere lo stesso pannello HMI.

Pertanto, i seguenti articoli sono importanti per i magazzini di manutenzione:

• CPU di controllo e alimentatori ridondanti

• Moduli di I/O analogici e digitali

• Interfacce di rete e di bus di campo

• Accoppiatori I/O remoti

• Pannelli operatore e unità di visualizzazione

• Azionamenti a frequenza variabile

• Moduli di input per temperatura, pressione e portata

• Regolatori del generatore e della sincronizzazione

Un guasto alla scheda GPU influisce sulla capacità di calcolo. Un guasto al controller di raffreddamento può compromettere un'intera sala dati. Per il tecnico addetto alla manutenzione degli impianti, il secondo guasto potrebbe essere ancora più urgente.

Lo stesso problema si presenta anche nei progetti di ammodernamento. Una nuova piattaforma di monitoraggio può essere collegata a un refrigeratore prefabbricato che utilizza ancora un PLC obsoleto. Sostituire l'intero pannello di controllo del refrigeratore è costoso e richiede dei test. Trovare la CPU, la scheda I/O o l'HMI corretti è spesso l'opzione più rapida.

Questo è uno dei motivi per cui il mercato dei data center AI sta creando domanda di Componenti di ricambio per sistemi PLC, Display HMI per parti di ricambio, Azionamenti a inverter e altri componenti di automazione e controllo.

Le fabbriche di chip e gli impianti di produzione di server stanno espandendo la base installata

La produzione di semiconduttori richiede una quantità di hardware di automazione di gran lunga superiore alla sola camera di processo.

Un impianto di produzione di wafer necessita di sistemi di vuoto, cabine per gas, sistemi di erogazione di prodotti chimici, trattamento dei gas di scarico, acqua ultrapura, trattamento delle acque reflue e sistemi HVAC per camere bianche. I sistemi di movimentazione e carico dei wafer utilizzano servomotori ed encoder. Pompe e depuratori hanno pannelli di controllo dedicati. I refrigeratori mantengono le temperature di processo entro un intervallo operativo ristretto.

I segnali di controllo tipici includono:

• Circuiti di interblocco e permissivi a 24 V CC

• Misurazioni di pressione, portata e livello da 4 a 20 mA

• Ingresso temperatura Pt100 o termocoppia

• Dati relativi alla posizione del servo e all'errore di inseguimento

• Stato del vuoto e feedback della valvola

• Corrente del motore e stato di sovraccarico

• Rilevamento di gas e allarmi di flusso di scarico

• Ingressi di arresto di emergenza e interblocco porta

PROFINET, PROFIBUS, EtherNet/IP, DeviceNet, SERCOS e Modbus TCP sono tutti presenti nella stessa struttura. Gli strumenti più vecchi potrebbero utilizzare interfacce proprietarie che non possono essere sostituite senza modifiche al software della macchina.

Il codice articolo è quindi fondamentale, fino all'ultimo carattere. Due moduli della stessa famiglia possono differire per tipo di ingresso, isolamento dei canali, rivestimento protettivo, disposizione dei connettori, protocollo supportato o firmware. Un controller che si adatta al rack non è necessariamente compatibile con l'applicazione.

Le tecnologie avanzate di confezionamento e produzione di server aggiungono un ulteriore gruppo di macchine:

• Apparecchiature per la fustellatura e il confezionamento

• Linee di posizionamento e rifusione SMT

• Ispezione ottica automatizzata

• Centri di lavoro CNC

• Celle di assemblaggio robotizzate

• Sistemi di trasporto e movimentazione pallet

• Stazioni di avvitatura automatizzate

• Apparecchiature per test di rodaggio e funzionali

Questa attrezzatura crea una domanda regolare di Componenti per servomotori, Componenti per sistemi CNC, Componenti robotici, Motori ed encoder e display industriali.

L'età della macchina è spesso più importante dell'età della fabbrica. Un impianto di produzione di server recentemente ampliato potrebbe utilizzare ancora un centro di lavoro CNC collaudato, acquistato diversi anni prima. La meccanica potrebbe essere ancora precisa, mentre il servoamplificatore, l'interfaccia encoder o l'HMI potrebbero aver già raggiunto la fine del loro ciclo di vita commerciale.

In questa situazione, la migrazione non è sempre la prima opzione. L'aggiornamento di un controller può richiedere modifiche elettriche, conversione del software, calibrazione del movimento, validazione della sicurezza e un nuovo set di pezzi di ricambio. Se il processo esistente rimane stabile, la sostituzione del modulo guasto con uno dello stesso numero di catalogo è solitamente meno problematica.

Ecco perché la domanda di Ricambi Fanuc, Componenti per l'automazione Siemens E Componenti per l'automazione Allen Bradley può crescere di pari passo con la più recente capacità produttiva basata sull'intelligenza artificiale.

La domanda continua a crescere nei settori dell'energia, dei metalli e dei processi industriali.

L'infrastruttura per l'intelligenza artificiale consuma energia elettrica prima ancora di produrre un singolo risultato utile.

L'AIE prevede che la produzione di energia elettrica destinata ai data center aumenterà da circa 460 TWh nel 2024 a oltre 1.000 TWh nel 2030. L'offerta proverrà da un mix di fonti rinnovabili, gas naturale, carbone ed energia nucleare, a seconda della regione.IEA: Fornitura di energia per l'intelligenza artificiale)

In una centrale termoelettrica, l'hardware di automazione rilevante può includere:

• Moduli di controllo e regolazione della turbina

• Apparecchiature di eccitazione del generatore

• Controllori DCS e I/O remoti

• Dispositivi per il controllo della fiamma e della combustione

• Moduli di sincronizzazione

• Sistemi di controllo della velocità eccessiva e di arresto di emergenza

• Sonde di prossimità e monitor di vibrazione

• Input di temperatura dei cuscinetti

• Moduli di comunicazione e alimentazione ridondanti

Anche le turbine, i compressori e le pompe di grandi dimensioni richiedono attrezzature dedicate. Protezione dei macchinariLe vibrazioni radiali dell'albero, la posizione assiale, la velocità e il riferimento di fase Keyphasor non possono essere trattati come normali valori di processo. Questi segnali appartengono a un sistema di protezione con un comportamento definito di allarme, pericolo e relè.

Questo mantiene Hardware di protezione e rilevamento Bently Nevada E Sistemi di protezione per macchinari Bently Nevada 3500 rilevante per il ciclo dell'infrastruttura di intelligenza artificiale. Il server può essere la risorsa visibile, ma la generazione affidabile dipende comunque da sonde, sensori Proximitor, moduli di monitoraggio, alimentatori e interfacce rack.

La catena della domanda prosegue a monte. Gli impianti di intelligenza artificiale richiedono cavi di rame, barre collettrici in alluminio, acciaio strutturale, cemento, gas speciali e apparecchiature di raffreddamento. Miniere, fonderie, acciaierie, cementifici e impianti chimici devono aumentare o mantenere la produzione per supportare tale costruzione.

Un cementificio, ad esempio, può avere grandi azionamenti per forni, ventilatori a tiraggio forzato, nastri trasportatori, frantoi e mulini. Un impianto di rame si basa su pompe, forni, soffianti e sistemi di movimentazione dei materiali. Gli impianti di gas industriale utilizzano compressori, sistemi di controllo di processo e strumentazione di sicurezza.

Le esigenze di manutenzione comuni includono:

• Moduli processore PLC e DCS

• I/O distribuiti

• Schede di controllo per azionamenti ad alta potenza

• Hardware di feedback per motore ed encoder

• Sonde di vibrazione e accelerometri

• I/O del sistema di sicurezza

• Monitoraggio delle condizioni online

• Sistemi di protezione distribuiti

• Analizzatori di vibrazioni portatili e sistemi diagnostici

Questi impianti tendono a funzionare ininterrottamente. Il guasto di un modulo obsoleto non è un problema elettronico di poco conto quando arresta una ventola del forno, un gruppo di compressori o una sezione del nastro trasportatore.

Cosa dovrebbero includere gli ingegneri nell'elenco dei pezzi di ricambio

Gli impianti dedicati all'intelligenza artificiale raramente sono monomarca. Le apparecchiature preassemblate vengono acquistate da diversi produttori, spesso nel corso di molti anni. Il risultato può essere un sistema DCS ABB, PLC Siemens, azionamenti Schneider, sistemi di controllo per nastri trasportatori Allen-Bradley, robot FANUC e un sistema di monitoraggio delle vibrazioni Bently Nevada, tutti presenti nello stesso stabilimento.

Il vantaggio dei marchi affermati risiede nella loro base installata e nell'architettura di sistema ben definita.

Ricambi per l'automazione ABB Sono utilizzati nei controllori AC 800M, negli I/O S800, negli azionamenti ACS, nei sistemi di eccitazione e nei robot ABB. Trovano applicazione nella generazione di energia, negli impianti idrici, negli impianti di processo e nelle celle di produzione automatizzate.

Componenti per l'automazione Siemens La gamma di prodotti Siemens comprende PLC SIMATIC, I/O distribuiti ET 200, azionamenti SINAMICS, HMI SIMATIC e hardware CNC. I sistemi Siemens sono presenti nelle utility dei data center, nei sistemi di supporto per semiconduttori e nelle macchine utensili.

Ricambi Fanuc Sono principalmente associati a controlli CNC, sistemi mandrino, servoamplificatori, motori, encoder e controllori per robot. Questi componenti sono spesso richiesti dagli impianti di lavorazione meccanica e di produzione elettronica.

Componenti per l'automazione Allen Bradley Tra questi figurano i componenti ControlLogix, CompactLogix, SLC, MicroLogix, PanelView e PowerFlex. Sono comunemente utilizzati nei sistemi di raffreddamento, nei nastri trasportatori, nelle linee di confezionamento e nelle attrezzature per la movimentazione dei materiali in Nord America.

Componenti per PLC Schneider La nostra gamma comprende i controllori Modicon Quantum, Premium, M340 e M580, insieme agli azionamenti Altivar e ai prodotti HMI industriali. La piattaforma Quantum, più datata, è ancora installata in numerose applicazioni di pubblica utilità e di processo.

Componenti per l'automazione Emerson Supporto per applicazioni DeltaV, Ovation e per apparecchiature rotanti in centrali elettriche, impianti di trattamento delle acque, impianti chimici e servizi industriali.

I principali gruppi di prodotti utilizzati in questi siti includono: Componenti di ricambio per sistemi PLC, Componenti per servomotori, Display HMI per parti di ricambio, Componenti per sistemi CNC, Componenti robotici, Motori ed encoder, Azionamenti a inverter E Controllo dei casi hardware.

Prodotti consigliati

• Kit unità processore ABB PM861K01 3BSE018105R1 — Applicazioni di controllo di processo AC 800M

• Siemens 6ES7414-4HR14-0AB0 SIMATIC S7-400H CPU — installazioni PLC ridondanti

• Controllore Allen-Bradley 1756-L61 ControlLogix — sistemi ControlLogix esistenti

• CPU Schneider 140CPU43412 Quantum — installazioni Modicon Quantum preesistenti

• Amplificatore servo FANUC A06B-6117-H209 — applicazioni servo CNC a doppio asse

• Controller Emerson KJ2005X1-BK1 DeltaV SX — Sistemi di controllo DeltaV

• Monitor Bently Nevada 3500/42M 176449-02 — monitoraggio di prossimità e sismico

• Sonde Bently Nevada 3300 XL, cavi di prolunga e sensori Proximitor — catene complete di misurazione delle vibrazioni dell'albero

Prima di effettuare l'ordine, i tecnici devono verificare il codice articolo completo, la serie hardware, la revisione, il firmware, la tensione, il tipo di I/O, la configurazione dei terminali e il protocollo di comunicazione. Per i sistemi di vibrazione, la sonda, il cavo di prolunga e il sensore Proximitor devono essere considerati come un sistema integrato.

Moore Automation fornisce corrente e componenti di automazione difficili da reperire di diverse marche di sistemi di controllo. La gamma comprende componenti per PLC, DCS, HMI, azionamenti, CNC, controllo turbine e monitoraggio delle vibrazioni, inclusi prodotti utilizzati in sistemi fuori produzione.

Contatta il reparto vendite

Se state cercando componenti per un data center, un impianto di semiconduttori, una centrale elettrica, una macchina CNC o una linea di produzione robotizzata, inviate le seguenti informazioni per richiedere un preventivo e verificare la disponibilità:

• Produttore e codice articolo completo

• Revisione hardware o firmware, se disponibile.

• Quantità richiesta

• Modello della macchina o del sistema di controllo

• Foto dell'etichetta del prodotto o del modulo installato

• Paese di consegna e data richiesta

E-mail: sales5@mooreplc.com
Raccomandazione: +86 153 5940 8275
Sito web: www.mooredcs.com

È possibile fornire foto del prodotto e dell'etichetta prima della spedizione. I prodotti forniti sono coperti da una garanzia di un anno.

L'intelligenza artificiale potrebbe generare un ciclo di investimenti, ma le apparecchiature che la supportano dipendono ancora da hardware industriale tradizionale. Quando una pompa di raffreddamento, un robot di produzione, un monitor per turbine o un controllore di processo si guastano, l'esigenza immediata non è solitamente un nuovo algoritmo, bensì il pezzo di ricambio corretto.