Efektívne čistenie nádrží na potraviny
Prispôsobený kamerový modul umožňuje inline monitorovanie pre adaptívne čistenie prúdom
Odvetvie priemyslu:PotravinyKlient:Výskumný projekt v spolupráci s Fraunhofer IVV
V rámci výskumného projektu vyvinula spoločnosť Balluff prispôsobené kamerové riešenie pre inteligentný, autonómne pracujúci systém čistenia nádrží.
Vysoko integrovaná a miniaturizovaná senzorová technológia s kamerou ako ústredným prvkom je doplnená samooptimalizujúcim sa systémom riadenia procesu. Táto interakcia umožňuje čistenie celého priestoru nádrže podľa potreby. Tým sa šetrí čas a zdroje, čo znižuje spotrebu energie a prispieva k udržateľnejšej výrobe.
Situácia a výzva
Prvý krok k efektívnemu, automatizovanému čisteniu umožnil systém vyvinutý vo Fraunhoferovom inštitúte IVV. Adaptívny čistiaci systém s tryskami (AJC) umožňuje kontrolovať každý bod v nádrži pomocou voľne programovateľných dráh čistenia. Vďaka vopred naprogramovaným čistiacim sekvenciám na základe geometrie nádrže a očakávaného stupňa znečistenia sa čas čistenia mohol v porovnaní s bežnými metódami skrátiť až o 25 %. Bez priebežného monitorovania stupňa čistenia však zostal ďalší potenciál optimalizácie nevyužitý.
Riešenie
Až integráciou špeciálneho kamerového riešenia vyvinutého spoločnosťou Balluff sa podarilo vytvoriť vysoko integrovaný inline senzor znečistenia v hlave trysky. Nový AJCsens je vybavený permanentným inline monitorovaním, ktoré umožňuje adaptívne a plne dokumentovateľné čistenie. Vďaka minimálne invazívnej integrácii technológie kamerového snímača do systému čistenia nádrží nie je potrebné žiadne ďalšie úsilie na implementáciu. Praktické testy preukázali potenciál skrátenia času čistenia až o 55 % v porovnaní s konvenčnými metódami.
Výhody riešenia
- Nízka spotreba energie 1 W
- Prenos obrazu, ovládanie kamery a napájanie prostredníctvom jediného koaxiálneho káblového pripojenia
- Robustné a priestorovo úsporné riešenie
Riešenie kamery na mieru
V úzkej spolupráci s partnermi projektu vyvinula divízia CDE (Custom Design & Engineering) spoločnosti Balluff kamerové riešenie na mieru, ktoré bolo optimálne prispôsobené špecifickým požiadavkám prostredia a obmedzenému priestoru na inštaláciu. Integrácia kamery do existujúcej čistiacej hlavy kládla na dizajn osobitné nároky - okrúhly prierez sa ukázal ako ideálny na realizáciu kompaktného a zároveň efektívneho riešenia.
Detekcia fluorescencie je ústredným prvkom spracovania obrazu: zvyšky, ako sú proteíny, vitamíny, tuky alebo oleje na povrchoch, sa fluoreskujú pomocou cielenej excitácie pomocou integrovaných UV LED. Táto metóda umožňuje spoľahlivú detekciu aj tých najmenších kontaminantov. Na zabezpečenie vysokej kvality a ostrosti obrazu za každých okolností bol do modulu kamery zabudovaný objektív s automatickým zaostrovaním na kvapalinu a integrované LED osvetlenie.
Ako obrazový snímač sa používa kvalitný snímač CMOS s globálnou uzávierkou a rozlíšením 5 MPixelov. Jeho vysoká svetelná citlivosť je rozhodujúca pre spoľahlivé zachytenie fluorescenčných zvyškov aj pri nízkej emisii.
Keďže väčšina čistiacich procesov sa vykonáva žieravými roztokmi pri teplote 80 °C, celá elektronika kamery vrátane optiky a osvetlenia bola utesnená a umiestnená v čistiacej hlave. Aby sa pripojenie k vonkajšiemu svetu realizovalo čo najelegantnejšie a priestorovo úsporne, prenos obrazu, ovládanie kamery a dokonca aj napájanie sa zabezpečuje prostredníctvom jediného koaxiálneho káblového pripojenia. Napriek vysokej hustote integrácie sa spotreba energie elektroniky udržala na veľmi nízkej úrovni približne 1 W. Prvé praktické testy už potvrdili požadované zvýšenie účinnosti, pričom ďalšie záťažové testy budú nasledovať.
V spolupráci s Fraunhofer IVV sa vyvinuté riešenie kamery použilo aj na vytvorenie samostatného variantu senzora CoControl-LumiHD. Túto samostatnú verziu možno flexibilne integrovať do širokého spektra aplikácií - nielen do nádrží. Vďaka kompaktnému, robustnému a hygienickému dizajnu je senzor ideálny na použitie v oblastiach potravinárskeho, kozmetického a farmaceutického priemyslu, ktoré sú z hľadiska hygieny kritické. LumiHD umožňuje spoľahlivú inline detekciu kontaminácie - stacionárnu aj mobilnú, napríklad na ramene robota.