Efektivní čištění nádrží na potraviny

Odvětví průmyslu:PotravinyZákazník:Výzkumný projekt ve spolupráci s Fraunhofer IVV

V rámci výzkumného projektu vyvinula společnost Balluff přizpůsobené kamerové řešení pro inteligentní, autonomně pracující systém čištění nádrží.

Vysoce integrovaná a miniaturizovaná senzorová technologie s kamerou jako ústředním prvkem je doplněna samooptimalizujícím se systémem řízení procesu. Tato interakce umožňuje čištění celého prostoru nádrže podle potřeby. Tím se šetří čas a zdroje, což snižuje spotřebu energie a přispívá k udržitelnější výrobě.

Situace a výzva

První krok k efektivnímu automatizovanému čištění umožnil systém vyvinutý ve Fraunhoferově institutu IVV. Systém Adaptive Jet Cleaner (AJC) umožňuje řídit každý bod v nádrži pomocí volně programovatelných čisticích cest. Díky předem naprogramovaným čisticím sekvencím založeným na geometrii nádrže a očekávaném stupni znečištění bylo možné zkrátit dobu čištění až o 25 % ve srovnání s běžnými metodami. Bez průběžného sledování stupně čištění však zůstal další optimalizační potenciál nevyužit.

Řešení kamery na míru

Díky úzké spolupráci s partnery projektu vyvinula divize CDE (Custom Design & Engineering) společnosti Balluff kamerové řešení na míru, které bylo optimálně přizpůsobeno specifickým požadavkům prostředí a omezenému instalačnímu prostoru. Integrace kamery do stávající čisticí hlavy kladla na konstrukci zvláštní nároky - kulatý průřez se ukázal jako ideální pro realizaci kompaktního a zároveň efektivního řešení.

Ústředním prvkem zpracování obrazu je detekce fluorescence: zbytky, jako jsou bílkoviny, vitamíny, tuky nebo oleje na povrchu, fluoreskují pomocí cílené excitace pomocí integrovaných UV LED diod. Tato metoda umožňuje spolehlivou detekci i těch nejmenších nečistot. Aby byla zajištěna vysoká kvalita a ostrost obrazu za všech okolností, byl do modulu kamery zabudován objektiv s automatickým zaostřováním a kapalinovou čočkou a integrovaným osvětlením LED.

Jako obrazový snímač je použit vysoce kvalitní snímač CMOS s globální závěrkou a rozlišením 5 MPixelů. Jeho vysoká světelná citlivost je rozhodující pro spolehlivou detekci fluorescenčních zbytků i při nízké emisi.

Vzhledem k tomu, že většina čisticích procesů se provádí žíravými roztoky při teplotě 80 °C, byla celá elektronika kamery včetně optiky a osvětlení utěsněna a umístěna v čisticí hlavě. Aby bylo spojení s vnějším světem realizováno co nejelegantněji a prostorově nejúsporněji, jsou přenos obrazu, ovládání kamery a dokonce i napájení zajištěny jediným koaxiálním kabelovým připojením. Navzdory vysoké hustotě integrace se podařilo udržet velmi nízkou spotřebu energie elektroniky, která se pohybuje kolem 1 W. První praktické testy již potvrdily požadované zvýšení účinnosti a další zátěžové testy budou následovat.

Ve spolupráci s Fraunhoferovým institutem IVV bylo vyvinuté kamerové řešení použito také k vytvoření samostatné varianty senzoru CoControl-LumiHD. Tuto samostatnou verzi lze flexibilně integrovat do široké škály aplikací - nejen v nádržích. Díky své kompaktní, robustní a hygienické konstrukci je senzor ideální pro použití v hygienicky náročných oblastech potravinářského, kosmetického a farmaceutického průmyslu. LumiHD umožňuje spolehlivou inline detekci kontaminace - stacionární i mobilní, například na robotickém rameni.