BELGIO: Uno sguardo ai primi dieci giganti mondiali della chimica rivela un nome sorprendente. Sebbene Mitsubishi possa essere conosciuta dal grande pubblico per le sue automobili e le sue pompe di calore, il gruppo giapponese è rinomato anche nell'industria chimica. Nel suo impianto di Tielt (Belgio), Mitsubishi Chemical Advanced Materials (MCAM) produce materie plastiche ad alte prestazioni tramite estrusione. Tuttavia, l’estrusione è un processo altamente specifico che deve svolgersi in modo continuo, e questo rende inaccettabili eventuali tempi di fermo. ATS ha contribuito a sviluppare un nuovo standard elettrico per i retrofit, pha dimostrato le sue capacità modificando a posteriori diverse linee di estrusione e ha risolto un problema di azionamento in tempi record introducendo il VFD Danfoss iC7-Automation.
Quello che produciamo qui è il meglio del meglio nel mondo delle materie plastiche. Queste plastiche vengono impiegate in applicazioni particolarmente impegnative, come l'aerospaziale, le turbine eoliche e la produzione di semiconduttori. Possiamo essere orgogliosi di ciò che fabbrichiamo qui, poiché solo poche aziende al mondo sono in grado di farlo.
PET, PEEK, POM C/H, TORLON... per chi non ha familiarità con il mondo delle materie plastiche, tutte queste abbreviazioni probabilmente non significano granché.
La produzione di plastica avviene tramite estrusione, un processo che, idealmente, funziona 24 ore su 24, 7 giorni su 7. "Occorre un tempo significativo per far ripartire la produzione in modo fluido dopo uno spegnimento. Una volta all'anno, la produzione si ferma per due settimane. A parte questo spegnimento programmato per la manutenzione, l'ideale sarebbe evitare qualsiasi fermo macchina non programmato", spiega Vanderperre. MCAM ha 55 linee di estrusione di vario tipo a Tielt, alcune risalenti addirittura agli anni '60. Garantire l'affidabilità diventa sempre più difficile. Contemporaneamente, si sta liberando spazio nel sito aziendale per installare sei nuove linee di estrusione e aumentare la capacità a 11.000 tonnellate all'anno (tpa). Credono in ciò che facciamo qui. Il mio compito, quindi, è portare l'intera nostra fabbrica nel 21° secolo, e questo inizia con la standardizzazione. "Se la struttura di base è sempre la stessa, il funzionamento e la manutenzione diventano molto più semplici", osserva Vanderperre.
La sfida: Potenziamento della capacità a 11.000 tpa
ATS è stata incaricata di sviluppare uno schema elettrico di base che servisse da riferimento per ogni linea di estrusione, sia per la modifica a posteriori di quelle vecchie che per la costruzione delle sei nuove. "Da un lato volevamo garantire un funzionamento affidabile, dall'altro avere un solido controllo di processo sulla linea. Ciò significa avere una chiara visione del funzionamento di ciascuna linea per consentire un migliore controllo." Per l'Automation and Project Manager della business unit Frederik Laevens, questa è stata la prima collaborazione con MCAM. Tuttavia, vi era già stata una precedente esperienza con il Gruppo ATS: la business unit Medium Voltage, VDC Roeselare (componenti elettrici) e Ohmewatt (resistenze elettriche) erano già conosciute a Tielt. "La prima volta è sempre un po’ un processo di scoperta: cosa è importante per il cliente e qual è il modo migliore per realizzarlo? Partiamo dalla situazione esistente. Tutte le funzioni della linea erano elencate come in un menu. Consultandoci con il cliente, avremmo quindi potuto stabilire quali elementi sarebbero stati standard per tutte le linee e quali invece specifici per ciascuna di esse."
Un nuovo approccio al retrofitting
Una matassa difficile da districare. A seconda della plastica e dello spessore desiderato, il processo di estrusione può variare enormemente. Laevens: "Selezionando e combinando blocchi funzionali, è possibile creare varie configurazioni di linee di estrusione in modo standardizzato. E questo alla fine ripaga. Mentre in passato a volte erano necessari tre armadi di controllo, ora è possibile ottenere una soluzione molto più compatta." ATS ha potuto dimostrare nella pratica il proprio nuovo standard: le è stata affidata la realizzazione di una linea di estrusione. Tutto si è svolto senza intoppi. Il successo ottenuto ha portato a un nuovo incarico per il retrofitting di due linee quasi identiche (linee 13 e 15). "Ci sono sempre alcune difficoltà da affrontare. Ma è utile poter contare su molti servizi interni. Il nostro team di meccatronica, per esempio, si è occupato delle modifiche meccaniche al telaio e alla trasmissione a cinghia per adattare il nuovo motore al telaio dell'estrusore esistente", afferma Laevens.
Necessità di un VFD a coppia elevata
Durante il retrofitting di un'altra linea, tuttavia, è emerso un "nuovo" problema. Vanderperre ci ha spiegato il nocciolo del problema. "L'estrusione è un processo a bassa velocità che richiede una coppia elevata. Per questo motivo, molti inverter (VFD) non sono all'altezza. Per la linea in questione, si trattava del motore più piccolo che abbiamo qui, il che rendeva questo controllo ancora più impegnativo. Il precedente produttore di VFD aveva fornito una soluzione alternativa aggiungendo un encoder, ma la linea non aveva mai funzionato davvero come avevamo immaginato. I problemi erano particolarmente evidenti durante l'avviamento." La situazione non è cambiata dopo il retrofitting: il motore non girava. Dopo quattro giorni, il precedente produttore di VFD non era riuscito a risolvere il problema, perciò MCAM si è rivolta ad ATS.
La soluzione: controllo motore iC7 per coppia elevata a bassa velocità
La richiesta d'aiuto è arrivata a Gianni De Greve, Account Manager per Danfoss presso ATS. Dal 2023, ATS è partner ufficiale di Danfoss Drives, e De Greve funge da collegamento. "Cerco di abbinare le sfide dei clienti alla soluzione tecnica più adatta. Ho capito subito che, per un'applicazione tecnicamente complessa come quella di MCAM, i drive iC7 sono spesso la soluzione giusta." Il team Danfoss era pronto e si è recato a Tielt con ATS. In tempi record, hanno presentato e testato le capacità tecniche di iC7-Automation, che ha persino superato le aspettative.
Grazie al controllo motore superiore dei drive Danfoss iC7, anche a basse velocità, siamo riusciti a mantenere il motore sotto controllo in anello aperto - cioè senza encoder - in condizioni di lavoro molto più difficili di quanto ci aspettassimo.
Vantaggi di iC7-Automation
La scelta del VFD iC7-Automation non è stata casuale. Questo drive è specificamente progettato per applicazioni esigenti come quelle di MCAM, nelle quali un controllo motore preciso con coppia elevata è fondamentale.
- La potenza di iC7-Automation risiede nel controllo motore superiore, che offre prestazioni eccezionali anche senza feedback dell'encoder, in anello aperto.
- Inoltre, il drive è "secure by design" grazie a un chip criptato integrato. Il livello superiore di protezione contro gli accesi non autorizzati è essenziale per l'IoT industriale e per la standardizzazione a prova di futuro che MCAM sta perseguendo
- Il design modulare e compatto del drive garantisce un ingombro ridotto, mentre l'ampia gamma di potenze e le opzioni di configurazione flessibili permettono di personalizzare il drive per quasi tutte le linee di estrusione
Il risultato: Essere sempre un passo avanti
Vanderperre non può che essere d'accordo. In meno di quattro ore, la linea funzionava a piena coppia con i nuovi drive. Anche le due nuove linee in programma saranno dotate di drive iC7-Automation. Cosa ha apprezzato Vanderperre di questa collaborazione? "Quando chiedo ad ATS di costruire un nuovo pannello, lo fanno secondo i più alti standard professionali. Di per sé, al giorno d'oggi è già un risultato. Ma non si limitano a costruire: si assicurano anche che il pannello sia installato correttamente, che tutto il cablaggio sia a norma e che il motore sia adeguatamente adattato... Questo li rende il partner ideale per un’azienda come la nostra, che vuole muoversi rapidamente. Inoltre, sono sempre al passo con le ultime novità tecnologiche. Poiché siamo leader di mercato in ciò che facciamo, ci aspettiamo che anche i nostri partner siano all'avanguardia. Con i drive Danfoss, hanno dimostrato di esserlo." conclude Vanderperre.
ATS and Danfoss: partner nel controllo a velocità variabile
La collaborazione non è certo una novità per ATS e Danfoss. Per anni, hanno lavorato insieme per realizzare le migliori soluzioni possibili per i clienti nel campo del controllo a velocità variabile. Questa collaborazione è stata sancita con una partnership ufficiale, istituita nel 2023.
Saremo anche un’azienda produttrice, ma vogliamo anche lasciare un’impronta positiva grazie alle nostre competenze applicative e al nostro supporto. Ecco perché è così importante lavorare con un partner come ATS. Rappresentano l'estensione delle nostre competenze tecniche presso lo stabilimento del cliente per tutte le attività di assistenza di prima linea: dalla consulenza alla manutenzione e alle riparazioni.
