Wymagania jakościowe w przemyśle spożywczym obejmują każdy etap produkcji, jak i proces pakowania, niezależnie od produkowanego asortymentu. Zastosowanie nowoczesnej automatyki pozwala producentom spełniać narzucone normy, przy zachowaniu optymalizacji kosztów produkcji maszyn oraz późniejszej eksploatacji. Zastosowanie sterowników o dużych możliwościach obliczeniowych to gwarancja precyzji procesu produkcyjnego.

Konsumenci podczas zakupów spożywczych nie tylko oczekują, ale również mają zagwarantowane przez normy krajowe, że zakupione towary odpowiadają zadeklarowanym wartościom znajdującym się na opakowaniu. Odstępstwa od podanej wagi mogą wiązać się z dużymi kosztami zarówno dotyczącymi odpowiedzialności prawnej, jak również produkcyjnej związanej ze stratami wynikającymi z przeszacowania towaru. Firma Machines Pióro we współpracy z Lenze Polska stworzyła wagę kanałową, dzięki której w każdym opakowaniu znajduje się określona waga warzyw.

Wyzwania przy pakowaniu warzyw

Gdy do worków wsypywany jest jednorodny materiał (np. piasek, cement), eksperymentalnie można określić czas zasypu, który doprowadzi do uzyskania pożądanej wagi, przy zachowaniu określonej tolerancji. Takiego rozwiązania nie możemy jednak aplikować do procesów pakowania warzyw i owoców. W przypadku warzyw każda sztuka może różnić się diametralnie od innych pod względem masy oraz kształtu. Dlatego priorytetem jest wyeliminowanie losowości na etapie ważenia. Rozdzielając pożądaną wagę na n kubełków, przy założeniu, że maszyna składa się z k kubełków, otrzymujemy n po k kombinacji. Dla każdej kombinacji obliczana jest suma wag n dająca wynik najbliższy pożądanej wagi.
Im więcej kubełków, tym więcej dostępnych kombinacji, a tym samym możemy uzyskać większą dokładność urządzenia.

Proces ważenia w urządzeniu Machines Pióro

Pakowanie pietruszki w worki po 10 kg z wykorzystaniem wagi ośmiokanałowej wymaga wyboru opcji zasypu na 4 kubełki, która daje najwięcej możliwych kombinacji. Każdy kubełek zasypywany jest w przybliżeniu 2,5 kg produktu - w jednych kubełkach trochę więcej, w innych trochę mniej. Następnie sprawdzana jest suma wag w poszczególnych kubełkach z tolerancją do 1%. Po obliczeniu optymalnego rozwiązania zostają wybrane kubełki, które pozwoliły osiągnąć najlepszy wynik, a następnie w oparciu o nie realizowany jest proces pakowaniu produktu. Cały cykl pakowania trwa zaledwie kilka sekund, co pozwala osiągnąć wysoką wydajność procesu.

Kompaktowe falowniki serii i510

Maszyna składa się z transportera zasypującego, dwóch transporterów rozdzielających towar pomiędzy kanały (6, 8, 10 lub 12 w zależności od wersji maszyny) oraz odpowiadającej im ilości kubełków zasypywanych. Pod kubełkami znajduje się transporter odprowadzający towar do raszlownicy, czyli maszyny zszywającej worki. Każdy kubełek wyposażony jest w tensometr umożliwiający precyzyjną kontrolę wagi towaru w nim umieszczonego.
Podczas konstruowania maszyny ograniczeniem stała się szafa sterownicza, a dokładnie jej wielkość, gdyż w najwyższej wersji maszyny należało zmieścić aż 16 napędów do transporterów. Rozwiązaniem stały się kompaktowe falowniki Lenze serii i510 umożliwiające maksymalną oszczędność miejsca w szafie. Falowniki i510 oraz moduły wagowe komunikują się ze sterownikiem Lenze serii c300 poprzez sieć CANopen, co dodatkowo pozwala na ograniczenie okablowania.

Zastosowany sterownik Lenze serii c300 precyzyjnie obsługuje i kontroluje blisko 30 urządzeń w sieci, realizując złożone operacje matematyczne. Z uwagi na to, iż sterownik posiada wbudowaną komunikację, zarówno CANopen, jak i ethercat, nie jest wymagane zastosowanie dodatkowych kart do komunikacji, co podwyższyłoby koszty aplikacji.

Za zadawanie parametrów pracy, podgląd stanu pracy maszyny, obsługę receptur oraz alarmów odpowiedzialny jest panel sterujący Lenze p300, który umożliwia czytelną wizualizację na 10-calowym ekranie.
Do przygotowania programu sterującego wagi kanałowej wykorzystano Lenze Application Templa- te, ograniczając nakład pracy programisty dzięki zdefiniowanym podstawom struktur danych. Lenze Application Template umożliwia programowanie modułowe, pozwalające na włączenie bądź wyłączenie elementu kodu programu, a w konsekwencji stworzenie jednego programu niezależnie od wielkości maszyny i zastosowanych w niej opcji dodatkowych. Struktura programu jest czytelna i pozwala na prostą rozbudowę.

Natomiast do konfiguracji falowników użyty został bezpłatny program Lenze PLC Designer, który dzięki rozbudowanym funkcjonalnościom zapewnia bezpieczeństwo pracy nawet podczas awarii. Sterownik c300 przechowuje pełną konfigurację falownika, co zdecydowanie ułatwia serwis oraz pracę służb utrzymania ruchu.

• zastosowanie wagi kanałowej pozwala na wyeliminowanie elementu losowości, co umożliwia szybkie i precyzyjne ważenie;

• zastosowana intuicyjna automatyka Lenze umożliwia prostą obsługę maszyny;

• oszczędność miejsca w szafie dzięki zastosowaniu kompaktowej serii falowników i510;

• możliwość łatwego rozszerzenia programu oraz elastyczna konfiguracja maszyny dzięki modułowemu oprogramowaniu Lenze;

• archiwizacja konfiguracji podzespołów w PLC ułatwia serwis oraz utrzymanie ruchu;

• uniwersalność rozwiązań Lenze niezależnie od pakowanego asortymentu.

Lenze Polska Sp. z o.o.
ul. Roździeńskiego 188 B
40-203 Katowice
www.lenze.net.pl