Zasilacz do maszyn pakujących

Standaryzacja zapewnia elastyczność

3/22/2024

Inżynierowie budowy maszyn są kompetentnymi mistrzami w rozwiązywaniu problemów klientów za pomocą innowacyjnych rozwiązań technicznych. Decydującymi czynnikami w tym przypadku są szeroka wiedza specjalistyczna, bogactwo pomysłów inteligentnych ekspertów, wykorzystanie zaawansowanych technologii oraz standaryzacja procesów i komponentów technicznych.IWK Verpackungstechnik GmbH z powodzeniem wykorzystuje tę kombinację w swoich licznych i coraz bardziej zindywidualizowanych projektach dla klientów. Wraz ze swoim silnym partnerem WAGO GmbH & Co. KG, firma optymalizuje swoje systemy maszynowe w obszarze elektrotechniki.

Każdy, kto tak jak IWK Verpackungstechnik GmbH od dziesięcioleci dostarcza klientom na całym świecie systemy napełniania i pakowania, musi mieć dobre wyczucie trendów. Jest to jedyny sposób, aby działająca od 130 lat firma z siedzibą w Stutensee w Badenii, nadal mogła imponować swoją najnowocześniejszą technologią. Szczególny wpływ wywierają obecnie dwa megatrendy – zrównoważony rozwój i indywidualizacja. „Nasi klienci oczekują efektywnych rozwiązań dla coraz bardziej elastycznych wielkości partii", wyjaśnia Bernd Langlotz, kierownik działu inżynierii elektrycznej w IWK. „Jednocześnie ochrona środowiska i ochrona zasobów są ważnymi kwestiami, w których wspieramy naszych klientów za pomocą naszych systemów i linii „pod klucz". Dzięki najnowocześniejszym maszynom IWK pomaga swoim klientom utrzymywać konkurencyjność i realizować zadania pakowania w sposób skuteczny i efektywny. Firma posiada liczne patenty na kluczowe technologie i jest regularnie nagradzana.

Przekształcamy trendy w innowacje

W przypadku rozlewania i pakowania produktów kosmetycznych i farmaceutycznych, mniejsze partie oznaczają zazwyczaj bardziej zindywidualizowane maszyny, częstsze zmiany formatu i związane z tym czasy przezbrojenia. „Podczas gdy cztery do pięciu lat temu dostarczaliśmy jeszcze głównie standardowe maszyny, teraz stopień indywidualizacji urządzeń stale wzrasta, wraz z dążeniem do większej automatyzacji linii" – wyjaśnia Langlotz i kontynuuje: „Nasz obecnie najbardziej zautomatyzowany system, Flexline, charakteryzuje się niezwykle krótkimi czasami zmiany formatu, ponieważ dużą część pracy ręcznej przejmują serwomotory i systemy sterowania".

Z drugiej strony, rosnąca specjalizacja i indywidualizacja oferty maszyn oznacza znacznie większe koszty planowania. Jak mówi Timo Raff, odpowiedzialny za projektowanie osprzętu i instalacji elektrycznej w IWK: „O ile wcześniej dostosowywaliśmy maszyny do wielu opcji i różnych formatów, o tyle dziś nowoczesna technika sterowania i serwonapędy dają nam znacznie więcej swobody i elastyczności. Aby jednak nakłady na planowanie i projektowanie były jak najbardziej efektywne, musimy postawić na standaryzację procesów sterowania, komponentów, protokołów komunikacyjnych, dostawców itp".

Trwały kondensator zamiast akumulatora ołowiowego

O tym, jak dobrze można pogodzić ideę standaryzacji z obsługą trendów rynkowych, świadczy zmiana buforowania elektrycznego floty maszyn IWK. Lata temu pojawił się pomysł, aby zamienić niezbędne zasilanie bezprzerwowe dla jednego typu maszyny na rozwiązanie bardziej przyjazne dla środowiska. Zamiast stosowanych do tej pory akumulatorów ołowiowych, które w razie awarii zasilania musiały zapewnić prawidłowe wyłączenie komputera z systemem Windows oraz zapisanie ważnych danych produkcyjnych i parametrów maszyny, firma IWK chciała zastosować nowoczesne superkondensatory. „Perspektywa przejścia na przyjazne dla środowiska buforowanie kondensatorowe, a tym samym uchronienie naszych klientów przed koniecznością wymiany baterii co dwa lata, była tym, co napędzało zespół w tamtym czasie" – wspomina Langlotz. „Oczywiście nie mogło to mieć wpływu na zapisywanie danych i funkcjonalność maszyn, dlatego testowaliśmy, sprawdzaliśmy i modyfikowaliśmy projekt".

W końcu nasz wybór padł na produkty WAGO. Zasilacze Pro 2 są uniwersalne i zapewniają bezpieczeństwo przy maksymalnej elastyczności i możliwości standaryzacji.

Timo Raff, projektant sprzętu i instalacji elektrycznych w IWK

Jednym z największych wyzwań był wybór odpowiedniego zasilacza 24 V. Aby kondensator mógł zawsze zapewnić niezbędną moc potrzebną do uruchomieniem maszyny, zespół początkowo zdecydował się na dwa odrębne zasilacze. Jeden zasilał kondensator, drugi PC, HMI i odpowiednie czujniki. „Kiedy prototyp zadziałał zgodnie z oczekiwaniami, chcieliśmy jeszcze bardziej zoptymalizować system i sprawdzić, w jaki sposób możemy przenieść doświadczenia zdobyte przy jednym typie maszyny na całe nasze portfolio" – wyjaśnia Raff. „Dlatego dokładnie przyjrzeliśmy się różnym zasilaczom i zabezpieczeniom elektronicznym. W końcu nasz wybór padł na produkty WAGO. Zasilacze Pro 2 są bardzo uniwersalne i zapewniają bezpieczeństwo przy maksymalnej elastyczności i możliwości standaryzacji".

Zasilanie w najlepszym wydaniu

Zasilacz 40 A WAGO zastąpił dwa poprzednio używane zasilacze. Dzięki inteligentnemu zarządzaniu obciążeniem i inteligentnej logice załączania przy uruchamianiu maszyny, w pierwszej kolejności zapewnia kondensatorowi wystarczającą moc. Zaraz potem uruchamiane są komputer, interfejs HMI i czujniki. Optymalne obciążenie zasilacza pozwala w pełni wykorzystać jego sprawność na poziomie 96,3%. Przy niewielkiej mocy strat i kompaktowych wymiarach oszczędza on miejsce w szafie sterowniczej i w niewielkim stopniu powoduje przyrost temperatury. Takie rozwiązanie chroni nie tylko sam zasilacz, lecz także inne komponenty znajdujące się w szafie sterowniczej.

„Ponieważ jedna innowacja pociąga za sobą następne, wykorzystaliśmy przejście na zasilacz WAGO do kolejnej ważnej zmiany w IWK, jaką jest skomunikowanie zasilaczy poprzez ETHERNET i Modbus RTU, a także poprzez IO-Link. Ten standard komunikacyjny uważamy za optymalną podstawę dla przyszłego rozwoju" – wyjaśnia Langlotz. System komunikacji umożliwia połączenie Peer-to-Peer między urządzeniami IO-Link a masterem IO-Link, który jest podłączony do systemu automatyki. Master może nie tylko przesyłać polecenia i odczytywać dane, lecz także je analizować. Dodatkowe informacje o stanie urządzenia lub jakości sygnału dają liczne możliwości diagnozowania.

„Nie wykorzystujemy wszystkich możliwości komunikacyjnych, które zasilacz WAGO umożliwia nam za pośrednictwem IO-Link , ale intensywnie nad tym pracujemy, z korzyścią dla naszych klientów" – wyjaśnia Raff. Zasilacz dostarcza nie tylko szczegółowe informacje o przetężeniach prądowych lub skokach napięcia, ale także przebieg czasowy poboru prądu. Na podstawie takich trendów można przewidzieć zużycie elementów wykonawczych, np. silników, oraz stany krytyczne: "Takie dane są szczególnie ważne dla naszych klientów z branży farmaceutycznej, bo dotyczą strategii konserwacji predykcyjnej" – opowiada Langlotz. „Im więcej dostajemy danych diagnostycznych, tym bardziej szczegółowy staje się obraz stanu urządzenia. Obejmuje to również wartości prądu i napięcia, jeśli używany jest inteligentny zasilacz".

Mistrzowski zestaw

Aby jeszcze bardziej zwiększyć możliwości diagnostyczne, IWK rozważa zastosowanie w przyszłości elektronicznych wyłączników nadprądowych WAGO. Zapewni to klientowi jeszcze więcej informacji na temat bieżących wartości zużycia dla każdego kanału. Jednocześnie elektroniczne bezpieczniki WAGO mogą jeszcze lepiej chronić obciążenia pojemnościowe i indukcyjne. Wyłączniki o pojemności 50 mF umożliwiają przełączanie obciążeń o dużej pojemności bez konieczności stosowania dodatkowych środków lub zmian prądu znamionowego. W połączeniu z zasilaczem WAGO Pro 2, zabezpieczenia elektroniczne stanowią obecnie standardowe zasilanie i zabezpieczenie we wszystkich typach maszyn IWK.

„Dla nas ta kombinacja oznacza optymalną równowagę między elastycznością a standaryzacją" – podsumowuje inż. Langlotz: „Wszędzie tam, gdzie potrzebujemy rozszerzonej komunikacji, możemy na zasilaczu Pro 2 zatrzasnąć moduły IO-Link, nie trzeba zmieniać projektu ani modyfikować układu szaf". Jego kolega Raff dodaje: „Możemy zaoferować naszym klientom nie tylko jeszcze lepsze dostosowanie do ich potrzeb, ale także koncepcje zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju. Bufory pojemnościowe zastępują baterie ołowiowe, które wymagają znacznie mniej konserwacji, a tym samym zapewniają jeszcze krótszy czas przestoju maszyny. Ponadto, dzięki inteligentnemu zasilaczowi WAGO, nasi klienci są w stanie wdrożyć koncepcje konserwacji predykcyjnej i usprawnić przez to swoje procesy napełniania i pakowania".