ITÁLIE: Společnost Ave Technologies, součást skupiny Omnia Technologies a italský výrobce strojů pro potravinářský a nápojový průmysl, čelila významné výzvě v podobě mechanického propojení mezi plnicím a uzavíracím strojem na linkách pro výrobu octa. Toto propojení způsobovalo, že synchronizace po změně výrobního formátu byla pro obsluhu zdlouhavým a složitým procesem.
Aby tým specialistů na software a automatizaci ve společnosti Ave Technologies tento problém vyřešil, nahradil mechanické propojení elektronickým řešením. Nový elektronický systém založený na měniči iC7-Automation nabízí vysokou flexibilitu, zachovává špičkový výkon a výrazně zjednodušuje přechody mezi různými výrobními formáty. Díky tomu se podařilo zkrátit prostoje, zjednodušit obsluhu a zvýšit produktivitu výroby.
Situace: Ruční změny výrobních formátů byly časově náročné a nákladné.
Společnost Ave Technologies se sídlem ve městě Spinea nedaleko Benátek vyrábí plnicí stroje na míru podle specifických požadavků zákazníků. Specializuje se na zařízení pro plnění kapalin a působí na trzích nealkoholických nápojů a mléčných výrobků v Itálii i v zahraničí.
Na své lince pro plnění octa využívá stroj sestávající z několika částí:
čisticího karuselu pro vyfukování lahví,
plnicího karuselu,
dvou uzavíracích hlav určených pro hliníková i plastová víčka.
V původním řešení byla změna formátu lahví zdlouhavým a složitým procesem. Systém využíval mechanicko-pneumatické propojení s ozubeným převodem, který bylo nutné při každé změně formátu znovu zapojit a seřídit. To prodlužovalo dobu přestavby, zvyšovalo nároky na obsluhu a omezovalo celkovou produktivitu linky.
Nevýhody původního systému byly zřejmé:
- Časová náročnost: Instalace a nastavení různých komponent stroje vyžadovaly několik dní práce.
- Nutnost seřizovat více řídicích prvků: To zvyšovalo pracnost i složitost celého procesu, zejména kvůli požadavku na zachování sepnutí spojky i po vypnutí stroje.
- Nedostatečný výkon stroje: Při výrobní kapacitě 12 000 lahví za hodinu byl systém na hranici svých možností. Jakékoli další navýšení produkce by již neposkytovalo potřebnou spolehlivost.
Jednou z možností, jak tyto výzvy překonat, bylo nasazení bezkartáčových servomotorů a servoměničů. Toto řešení by však znamenalo výrazně vyšší investiční náklady a větší konstrukční složitost. Současně by přineslo náročnější uvádění do provozu, potřebu speciálních kabelů vedených podél stroje a vyšší nároky na budoucí správu a skladování náhradních dílů.
Řešení: Přesnost bez kompromisů
Řešení: Přesnost bez zbytečné složitosti
Aby společnost Ave Technologies tuto výzvu překonala, otestovala elektronické řešení založené na frekvenčním měniči Danfoss iC7-Automation s aplikací pro řízení pohybu, které nahradilo původní mechanické propojení. Již během návrhu stroje si tým automatizačních specialistů uvědomil, že pro splnění požadavků společnosti Ave Technologies i jejích zákazníků bude zapotřebí technologie nové generace. Frekvenční měnič Danfoss iC7-Automation s integrovanými funkcemi kybernetické bezpečnosti se ukázal jako ideální řešení.
Během testovací fáze umožnily pokročilé funkce měniče iC7-Automation plynulý přechod na flexibilní elektronický systém. Nové řešení zachovalo vysoký výkon zařízení a současně výrazně zjednodušilo přestavby mezi různými výrobními formáty. Výsledkem byla přesná a spolehlivá synchronizace všech částí linky, kratší prostoje a vyšší produktivita výroby.
Výsledky testování prokázaly, že nové řešení přináší vyšší flexibilitu, jednodušší obsluhu a nižší náklady při automatizovaných změnách výrobních formátů:
- Synchronizace je vysoce přesná a snadno realizovatelná pomocí frekvenčních měničů, asynchronních motorů a enkodérů.
- Díky měniči vybavenému integrovaným aplikačním softwarem nejsou potřeba žádné další externí komponenty.
- Řídicí systém PLC je zbaven úlohy řízení synchronizace a oproti standardním strojům vyžaduje jen minimální úpravy softwaru.
- Řešení je plně kompatibilní se systémy Siemens PLC i s různými typy zpětné vazby z enkodérů.
- Výrazně se snižuje celková složitost systému, a to jak pro společnost Ave Technologies, tak pro koncového zákazníka.
- Správa náhradních dílů je jednodušší a efektivnější, což zvyšuje spokojenost zákazníků. Nejsou zapotřebí žádné speciální komponenty a postačují běžné náhradní díly, které jsou již skladem.
- Výsledkem je řešení, které kombinuje vysokou přesnost synchronizace, snadnou implementaci a nižší provozní náklady, aniž by bylo nutné nasazovat složité a nákladné servopohony.
Další přínosy řešení zahrnují:
- Flexibilitu pro budoucí rozvoj bez dodatečné složitosti – systém je připraven na integraci motorů s permanentními magnety (PM), vyšší požadavky na kybernetickou bezpečnost i případné nasazení nových typů PLC. Jediným omezením zůstávají mechanické části stroje.
- Integrovanou kybernetickou bezpečnost – prostřednictvím služby MyDrive® Insight lze systém vzdáleně monitorovat a diagnostikovat. Uživatelé mají přehled o kinematice stroje i stavu motorů, což usnadňuje sledování provozu a optimalizaci výkonu.
- Snadnou integraci do standardní architektury Siemens PLC bez nutnosti přidávat další vrstvy softwarové složitosti. Právě to představuje jednu z klíčových výhod celého řešení.
Tým automatizačních specialistů nejvíce ocenil mimořádnou přesnost synchronizace dosaženou při použití asynchronních motorů. Skutečně dosažená přesnost byla přibližně o celý řád lepší, než se předpokládalo během návrhu řešení. Tolerance synchronizace dosahovala pouze 0,3 až 0,4 mm, což výrazně překonalo původní očekávání a potvrdilo vysokou výkonnost systému iC7-Automation.
„Co mě opravdu překvapilo, bylo to, že i přes složitost synchronizačního systému dokázali naši operátoři vše ovládat velmi jednoduše, bez stresu a zbytečného tlaku. Stačí načíst recepturu pro požadovaný typ lahve, stisknout tlačítko a jako kouzlem se celý systém automaticky nastaví do správné pozice. Tento výsledek jsme nečekali a velmi si ho ceníme.“
Výsledek: Bezpečné a spolehlivé řešení, které lze snadno replikovat
Pro společnost Ave Technologies představovala tato aplikace zcela nový koncept, který se zpočátku jevil jako technicky náročný. Díky flexibilitě, integrovaným bezpečnostním funkcím a snadné implementaci měniče iC7-Automation se však podařilo vytvořit řešení, které přináší hmatatelné přínosy jak výrobci stroje, tak jeho zákazníkům. Výsledkem je vyšší efektivita, jednodušší obsluha a platforma připravená na budoucí požadavky průmyslové automatizace.
„Až se v budoucnu objeví podobná výzva, budeme připraveni a budeme přesně vědět, jak ji řešit. Měnič iC7-Automation je navržen tak, aby splňoval i budoucí požadavky, například provoz s motory s permanentními magnety (PM) nebo soulad s kyberbezpečnostními předpisy. Díky tomu představuje dlouhodobou a perspektivní investici.“