Kundcase: Sorteringsmaskinen pulsbreddsmodulerar tryckluftsventilerna med korta 200 mikrosekunders tillslagstid

Sorteringsmaskinen”Clarity” från den österrikiska tillverkaren Binder+Co revolutionerade redan på 1990-talet returglashanteringen. Genom en fortsatt vidareutveckling finner man dessa anläggningar i drift runt hela vår jord där man sorterar färgat och ofärgat glas. I och med den senaste generationen, sätter man enligt egen utsago, ”nya måttstockar” inom sitt segment. Tidigare kunde man sortera 5 mm stora korn och objekt, nu garanterar man storlek på 1 mm. Denna prestandaökning är möjlig bland annat tack vare den egenutvecklade ”Highspeed-Ventiltechnik”.

• Sorteringsmaskinen sorterar föremål endast 1 mm stora

• Egenutvecklad "Highspeed-Ventiltechnik"

För den exakta regleringen av pneumatiken i sidled använder sorteringsexperten från Gleisdorf, styrsystemet och I/O-serien S-DIAS från SIGMATEK. Genom sin kompakta konstruktion kunde man spara mycket plats med styrsystemet. Därtill utvecklade SIGMATEK, för denna krävande applikation, en digital utgångsmodul för pulsbreddsmodulering samt en analog ingångsmodul för ”Condition Monitoring”. Båda modulerna är en del utav S-DIAS standardportfölj.

• Sparar mycket plats tack vare SIGMATEKs S-DIAS-moduler

Nyckeln till framgång heter hos Binder+Co "kontinuerlig innovation". Bästa exemplet på det är ”Clarity”-serien där man utvecklat världens första glassorterare efter färg och främmande material. Den unika Tre-Stegs-Sortersystemet kombinerar modern kamera-, belysnings- och sensorteknologi tillsammans med egenutvecklade luftventiler för själva materialsorteringen. Man kan sortera material i 16 miljoner färger liksom metall och andra främmande material. Under fackmässan ”IFAT”, våren 2014, lanserade Binder+Co sin fjärde generation, ”Clarity”, som behövde knappt ett år till serieproduktion.

• Kan sortera i 16 miljoner färger

• Knappt 1 år från projekt start till serieproduktion

Nu går trenden mot noll avfall, d.v.s. nära 100% hantering av soporna. Det ställer krav på en hantering av allt mindre delar. Vår nya maskin kan sortera glas inom ett spektrum från 1 till 15 mm. För att möta de ökade kraven måste glasskärvorna inte bara kunna sorteras bort efter färg utan man måste även kunna definiera och plocka bort stenar, keramik och metaller. Dessutom ställs det krav på att kunna sortera bort transparentglas som är värme- och blybehandlat glas. Materialet färdas på en bana och efter att man belyst materialet och beroende på vilket recept man valt så sorteras materialet bort på speciella banor. Den extremt noggranna bortsorteringen görs med hjälp av tryckluftsventiler, ventiler som kräver en exakt reglering.

• Maskinen "Clarity" sorterar föremål ner till 1 mm:s storlek

• Skiljer på transparent, ej transparent och även värme- och ytbehandlat glas

I den nya ”Clarity” finns upp till 448 ventiler, beroende på kundönskemål och optioner. ”Vi försöker göra maskinerna så kompakta som möjligt.” förklarar Karl Leitner. ”Därför utvecklar vi, sedan flera år tillbaka, egna snabbreglerande tryckluftsventiler som, precis som maskinen i övrigt är väldigt kompakt och samtidigt med ett högt genomflöde.” För den elektriska styrningen av ventilerna använde Binder+Co förut egenutvecklade kretskort. ”Det nya maskinkonceptet gjorde det däremot tvunget att även minimera storleken på våra ventilstyrningar.

• Styrsystemet reglerar 448 ventiler

• Styrsystemet övervakar status och mekaniskt slitage vilket förenklar service och underhåll

Vi letade efter ett alternativ.” I SIGMATEK hittade man en passande lösning i form av S-DIAS. En sak var genast klar, med den extremt kompakta storleken på S-DIAS (20 kanaler på 12,5 mm:s bredd) så skulle man kunna få plats med många fler ventiler utan att för den delen bygga ett större styrskåp. Utmaningen låg häri för SIGMATEK, på den styrtekniska delen. Utöver den snabba och noggranna ventilstyrningen i realtid skulle man även realisera en Condition Monitoring för att mäta vibrationerna i ventilen, allt för att underlätta och förenkla service och underhåll.

• Den kompakta hårdvaran möjligjorde fler ventiler på samma utrymme som förut

• SIGMATEK hade lösningen till Binder+Co:s tuffa specifikation

För att styra ventilerna utvecklade SIGMATEK, i nära samarbete med Binder+Co ”PW 161”. "PW 161" är en pulsbreddsmodul med 16 utgångar för styrning av induktiva laster upp till 0.5 A per utgång. Konkret realiserar modulen pulsbreddsmoduleringen för att styra ventilen i sidled med en cykeltakt på under 1 ms och en tillslagstid på 200 µs.

• "PW 161" har 16 digitala utgångar för styrning av tryckluftsventiler

• Pulsbreddsmodulering med 200µs tillslagstid

Den integrerade och mycket snabba elektroniken styr de induktiva lasterna mycket exakt. Dessutom har man en säker drift tack vare en övervakning av kortslutning, överström och övertemperatur. Karl Leitner fyller i: ”När vi tog fram modulen var vi noga med att försöka göra "PW 161" så universell som möjligt, att det är möjligt att använda olika ventiltyper och olika spänningar. Detta lyckades vi med, spolarna kan matas med upp till 48 VDC.

• Exakt styrning av de induktiva lasterna

• Universell lösning för ventiler upp till 48 VDC

Beroende på konfiguration och maskinvariant så kan man bestycka en ”Clarity”-anläggning med hela 448 ventiler. I allt utgör det 896 digitala utgångar fördelat på 56 stycken S-DIAS moduler. Tillsammans med CPU-, kommunikations och Condition Monitoring moduler har man över 60 moduler i styrskåpet, dock endast 12,5 mm bredd per modul. ”Denna packtäteheten är helt enorm. Modulariteten i SIGMATEK-lösningen passar perfekt till vårt modulära maskinkoncept.”

• 448 ventiler styrs med hög noggrannhet av S-DIAS kompakta I/O-moduler

Den andra modulen, speciellt framtagen av SIGMATEK, heter ”AI 040”, en analog ingångsmodul med fyra IEPE-gränssnitt. Varje kanal förser den anslutna sensorn med ström. Strömstyrkan är valbar. Mätområdet ligger mellan 31 mHz och 20 kHz med en upplösning på 16 bitar. Sensorerna med IEPE-gränssnitt i ”Clarity” mäter de vibrationer som uppstår i ventilen genom att man slår av och på ventilerna. ”Mätmodulen ger oss möjligheten att läsa av vibrationerna och därmed kan vi förutspå förslitningen på ventilerna och göra förebyggande underhåll.” berättar Andreas Rath, teknisk säljare på SIGMATEK. ”Defekta moduler identifieras direkt.

• De 4 IEPE gränssnitten övervakar vibrationer i mekaniken

• För en förbättrad ekonomi

Det gömmer sig mycket matematik bakom som används av modulen. Exempelvis så måste störningar som inte hör till ventilen filtreras bort.” Man har en samplingshastighet på maximalt 50 kHz och en tidsförskjutning på 5 µs mellan kanalerna. Övervakning av kortslutning och kabelbrott är naturligtvis integrerat. Mätnoggrannheten är på +- 0,5% av det maximala mätvärdet. Via "AI 040" får sensorerna sin strömförsörjning, signalen läses in, filtreras och skickas över till styrsystemet. ”I och med den speciella mätmodulen kan vi hålla nere servicetiden för våra kunder samt att vi kan optimera byte av förslitningskomponenter både tidsmässigt så väl som ekonomiskt.” förklarar Karl Leitner fördelen lösningen med Condition Monitoring i minsta möjliga format.

• Strömförjning och insamling av signaler från samma modul "AI 040"

• Med mätmodulen "AI 040" håller man nere servicetiden

• Med Condition Monitoring optimerar man tiden för service och kostnaden för förslitningskomponenterna

Fler pressreleaser