Plocha stroje snížena o 60
Díky IO-Link je systém efektivnější a výrazně úspornější.
Průmysl:Potravinářský a obalový průmysl |Zákazník:Triangle Package Machinery
Společnost Triangle Package Machinery Company hledala dvě řešení v jednom, aby vyhověla požadavkům zákazníků na menší a výkonnější stroje, které zároveň splňují požadavky na hygienický design. Společnost se sídlem v Chicagu, která vyrábí vertikální stroje na tvarování, plnění a uzavírání především pro potravinářský průmysl, integrovala do svého nového stroje Compact Sanitary Bagger (CSB) řídicí architekturu a senzory Balluff IO-Link, aby zjednodušila architekturu stroje a řízení. Integrací systému IO-Link od společnosti Balluff se podařilo výrazně zmenšit půdorys, kabeláž a velikost panelu, zlepšit hygienické vlastnosti a zvýšit servisní možnosti nejnovější modulární konstrukce stroje.
V obalovém průmyslu stojí podlahová plocha peníze. Čím širší je stroj, tím méně linek lze provozovat. Společnost Triangle Package Machinery, chicagský výrobce vertikálních strojů pro formování a uzavírání, čelila jedinečné výzvě svých zákazníků z oblasti výroby salátů. Průzkum společnosti Triangle u jejích zákazníků ukázal, že potřebují vysokou rychlost výroby na linku, ale nižší rychlost stroje, aby listová zelenina pěkně padala do sáčku. Aby tuto potřebu splnil, vyvinul výzkumný a vývojový tým společnosti Triangle nový stroj Compact Sanitary Bagger (CSB), který je dostatečně úzký pro instalaci dvou strojů na linku ve dvojí konfiguraci.
Společnost Triangle zná velmi dobře požadavky potravinářského balicího průmyslu. Hygienická konstrukce je nutností, proto se tým společnosti Triangle rozhodl pro pevný, plně svařovaný rám z nerezové oceli s kulatými tyčemi, aby se nikde nemohly hromadit zbytky produktů. Ovládací skříňka stávajících strojů společnosti Triangle na vertikální balení do sáčků (VFFS) je umístěna na jedné straně rámu. Tato konfigurace byla výhodná pro čištění a údržbu, ale způsobila, že stroj byl široký asi 60 palců. Návrh užšího stroje vyžadoval jiný přístup.
Ve výběrovém řízení byly vybrány tři společnosti, které disponovaly technologiemi a podporou, jež by společnosti Triangle pomohly realizovat nový design. Společnost si vybrala společnost Balluff. Společnost Balluff má rozsáhlou a stále se rozšiřující knihovnu snímačů IO-Link a díky pověsti podpory společnosti Balluff to byla bezpečná volba. Rozhodujícím faktorem však byl nerezový blok hlavních zařízení IO-Link společnosti Balluff s krytím IP69K. Díky bloku I/O, který splňoval požadavky USDA/3A, bylo možné některé komponenty vyjmout z rozváděče a přemístit je do stroje.
"Obvykle jsou řídicí skříně větší, než je nutné," říká Wolf, manažer výzkumu a vývoje společnosti Triangle. "Řídicí skříň, kterou běžně používáme, není při koupi standardního stroje plně využita. Když ale přidáte aplikátor zipu nebo (další) funkce, přidáte tři nebo čtyři serva, a pak je ovládací skříň plně využita." To vysvětluje velkou otočnou ovládací skříňku, která je standardní součástí velkých pytlovacích strojů VFFS společnosti Triangle.
Tyto možnosti vyžadují kabeláž, včetně kabelů, které dříve vedly do ovládací skříňky. Použitím hlavního bloku z nerezové oceli a rozbočovače z nerezové oceli od společnosti Balluff se společnosti Triangle podařilo snížit počet kabelů vedených do ovládací skříňky ze 40-50 na přibližně 25. To umožnilo zmenšit velikost ovládací skříňky o 50 % a namontovat ji uvnitř stroje. Díky rozšiřitelnosti systému IO-Link lze přidávat volitelné funkce, aniž by bylo nutné vést do řídicí skříně další kabely, a to buď při počáteční instalaci, nebo při dodatečném vybavení. Společnost Triangle má nyní k dispozici standardní ovládací skříňku, kterou lze vyrábět v určitém množství a mít ji skladem, což zkracuje dobu instalace.
Díky minimalizovanému ovládacímu boxu mohli vyrobit CSB o šířce pouhých 36 palců a přesto vyrobit 13 palců široký vak. Model CSB je přibližně o 60 % širší než stávající model XM a produkuje vak o 90 % větší. Konstrukce rovněž zlepšila ergonomii modelu CSB. Byla zvýšena standardní výška výsypu, takže zařízení CSB lze integrovat do hygienických dopravníků, které musí být výše nad zemí.
"Nyní pracujeme s vědomím, že v podstatě každá ovládací skříňka je navržena speciálně pro zákazníka, který si daný stroj zakoupil. Pokud si tedy dokážete představit, že při každé nové konfiguraci potřebujete nové elektrické výkresy a nové seznamy dílů, můžete si udělat představu o složitosti návrhu a montáže těchto strojů. " A konfigurací je celá řada: Standardní možnosti zahrnují chlazení, odvzdušňovače, deflektory, stohovače a rozhraní k etiketovačkám nebo datovačům, stejně jako speciální možnosti, jako je ultrazvukové těsnění, tři typy těsnicích čelistí, tři typy motorů, registrace, detekce okrajů pásu a světla pro stohování. Počet variant se může počítat na desítky tisíc.
CSB je určen pro instalaci dvou strojů vedle sebe. Tato dvojitá konfigurace umožňuje optimálně využít dostupnou podlahovou plochu. Zákazníci v salátovém průmyslu mohou navíc umístit jednu váhu nad dva stroje, což jim umožňuje provozovat každý stroj rychlostí 60 až 70 sáčků za minutu, což odpovídá celkovému výkonu až 140 sáčků za minutu.
IO-Link umožnil společnosti Triangle vyvinout stroj s těmito vlastnostmi a rozměry, ale rozhodnutí použít IO-Link nebylo předem dané. IO-Link je otevřený standard, takže produkty IO-Link vyvíjí mnoho různých společností. V tomto ohledu je podobný USB, ale mnoho jiných otevřených standardů nebylo trhem plně přijato a ztratilo podporu. Tým Triangle dospěl k závěru, že IO-Link je vyspělý standard a že trh s IO-Link je dostatečně vyspělý na to, aby se pro něj rozhodl. K tomuto rozhodnutí přispěla šíře portfolia IO-Link společnosti Balluff.
Dalším atraktivním aspektem IO-Link je, že analogové signály lze přidávat bez výrazných dodatečných nákladů. Kabeláž je připojena k rozbočovači, místo aby byla vedena do řídicí skříně. To umožňuje další možnosti a budoucí rozšíření ovládacích prvků bez nutnosti přepracování ovládací skříňky. Digitalizovaná data odesílaná prostřednictvím IO-Link navíc otevírají nové možnosti řešení problémů.
Jedním z příkladů schopnosti rozhraní IO-Link převádět konfigurace na recepty je rameno tanečníka, které udržuje správné napětí balicí fólie při jejím odvíjení z role. Předchozí metoda společnosti Triangle používala analogový snímač, který musel nakonfigurovat servisní technik při první instalaci. Technik musel měnit fyzickou polohu snímače, aby kalibroval počáteční polohu. Při použití snímače Balluff IO-Link na vzduchovém válci technik instalující stroj zatáhne za tanečník do polohy a klikne na "Teach" - nastavení je dokončeno. Vzhledem k tomu, že snímač IO-Link měří celý zdvih válce, není nutné nastavovat snímač ručně.
IO-Link umožňuje diagnostiku na úrovni zařízení, takže uživatelé vědí, zda je například fotosenzor znečištěný. Triangle také využívá data IO-Link ke shromažďování diagnostických údajů o stroji jako celku. Zadní těsnicí válec CSB byl vybaven snímačem polohy, což by v minulosti nebylo možné kvůli vysokým nákladům. Díky použití válce se snímačem polohy mohla společnost Triangle přepracovat konstrukci sestavy zadního těsnění a zjednodušit nastavení při změně velikosti sáčku a výměně formovací trubky. Umožňuje jim také lépe než dříve sledovat provozní rychlost a konzistenci doby utěsnění.
"Pokud zjistíme netěsnost válce, můžeme ji pomocí senzorů rozpoznat a upozornit zákazníka, aby mohl válec vyměnit," říká Wolf.
Poloha, ve které se má válec zastavit, se liší v závislosti na velikosti vzduchové lahve. Společnost Triangle přidala kontinuální snímač, který zákazníkům umožňuje sledovat dobu těsnění, což je kritický parametr, v celém rozsahu, aniž by museli měnit konfiguraci hardwaru při výměně formovací trubky. "Programátor skutečně sleduje dobu, po kterou je těsnění v kontaktu s fólií, což je nejkritičtější parametr. Bez senzoru musíte věřit, že se ventil pohne. Zde však máme potvrzení," řekl Wolf. Bez senzoru, který by poskytoval tyto informace, by byl nutný servomotor.
S vývojem programu PLC stroje budou k dispozici další funkce prediktivní údržby. To znamená, že když zákazník potřebuje pomoc, pracovníci podpory společnosti Triangle se mohou připojit na dálku a podívat se na stav stroje, aniž by museli být fyzicky na místě. To znamená, že řešení problémů může být provedeno do 30 minut, místo aby se čekalo, až někdo přiletí nebo dojede k zákazníkovi.
Pro Wolfa zní pojem "CSB" jako inteligentní stroj jako marketingový žargon a společnost Triangle zatím nepoznala všechny výhody IO-Link. Ne všichni zákazníci jsou také stejně ochotni využívat výhody průmyslového internetu věcí. Někdy mají dojem, že více technologií ztěžuje obsluhu stroje nebo vyžaduje více školení.
Nová konstrukce "Smart Machine Ready" od společnosti Triangle je již pro tým Triangle zlepšením. A až budou koncoví uživatelé připraveni využívat všechny funkce, bude společnost připravena pomoci jim pracovat rychleji a efektivněji pomocí řešení Balluff IO-Link.