Serieuze stappen op het vlak van pneumatiek zijn te maken door slim te retrofitten: oude ventielen verwijderen en vervangen door de digitale motion terminal VTEM vermindert de hardware en verhoogt de functionaliteit, snelheid en flexibiliteit. Aansturen en instellen gebeurt op afstand met een eenvoudige app. Maar wat met de oudere productiemachines? Na soms tientallen jaren draaien ze nog steeds gestaag en betrouwbaar hun productie. In het licht van de huidige tijd voldoen ze echter niet meer aan de eisen en wensen met betrekking tot energie-efficiëntie en snelheid. Ook op afstand monitoren en aansturen wordt lastig. Serieuze stappen op het vlak van pneumatiek zijn te maken door slim te retrofitten: oude ventielen verwijderen en vervangen door de digitale motion terminal VTEM vermindert de hardware en verhoogt de functionaliteit, snelheid en flexibiliteit. Aansturen en instellen gebeurt op afstand met een eenvoudige app.
De VTEM motion terminal is een logisch doorontwikkeling op de ventieleilanden de we al langer kennen. Toen al een revolutionaire ontwikkeling om op een ruimtebesparende manier pneumatische en elektrische functies aan te sturen. Met alle kennis en ervaring die de afgelopen jaren in het kader van SmartIndustry is ontwikkeld op het vlak van digitalisering, zijn deze ventieleilanden inmiddels doorontwikkeld tot een slimme, digitale variant.
Dus?
Welke voordelen dit oplevert? Veel. Nog steeds is een ventieleiland een verzameling van ventielen die verantwoordelijk zijn voor de aansturing van een set pneumatische functies. Het grote verschil met de digitale variant VTEM is dat hierbij de functie van ieder afzonderlijk ventiel op ieder moment kan veranderen. Niet door handmatig instellingen aan de machine te wijzigen, maar eenvoudig via een app. Welke functie op welk moment nodig is, bepaalt de besturing die ‘in opdracht’ de juiste app aanspreekt.
Naast het eenvoudig wisselen van functionaliteit biedt het digitale karakter bovendien alle mogelijkheden om de druk op alle punten in het systeem op ieder moment te variëren én te meten. Dit betekent dat een cilinder die voorheen met 1 druk uitsluitend in en uit kon bewegen tot aan de aanslagen, bevorderd wordt tot een serieuze oplossing voor complexe motion taken. Daarbij zijn alle drukken en drukwisselingen gedurende de tijd vast te leggen. Door deze big data via geavanceerde analysesoftware om te zetten in waardevolle informatie, zijn belangrijke stappen te zetten in het kader van energie-efficiëntie, productiviteit en slim onderhoud.
Retrofitten
De voordelen van de VTEM motion terminal gaan pas echt spreken in een praktijkvoorbeeld. In dit geval gaat het om een producent van sauzen en vloeibare voeding en richten we ons op het deel van het proces waarin de producten worden afgevuld in de verschillende verpakkingen. Pneumatisch gezien zijn de hoofdcomponenten de vulbuizen die via een cilinder in de verpakkingen worden leeggedrukt. De snelheid per vulbuis wordt onafhankelijk aangestuurd en is onder meer afhankelijk van de interne wrijving van de specifieke cilinder en uiteraard de eigenschappen van het product. Omdat er in één cyclus een aantal vulbuizen worden leeggedrukt, bepaalt de ‘langzaamste’ cilinder de cyclustijd. In de tijd dat deze machine werd gebouwd is gebruik gemaakt van de technieken die toen beschikbaar waren. Door een retrofit met de VTEM motion terminal is hij volledig op ‘de stand der techniek’ gebracht wat voor de producent onderscheidende voordelen opleverde.
Productiviteit
Eén van de belangrijkste resultaten was de verhoging van de productiesnelheid. Door de digitale aansturing is het mogelijk om de snelheid van de cilinders traploos te wijzigen door de druk te veranderen. Hierdoor kunnen ze in ijlgang bewegen wanneer het kan, en beheerst de vulbuis leegdrukken wanneer dit moet. Ook is daarbij iedere vulbuis afzonderlijk aan te sturen wanneer dit nodig is. De verhoging in snelheid lag niet de orde van procenten maar ging richting een factor 2 (dubbel zo snel, halve cyclustijden).
Daarnaast nam de productiviteit toe door een lagere downtime. Deze hangt onder andere samen met de nauwkeurigheid waarmee de ventielen zijn aan te sturen maar ook met de mogelijkheid om de werking continu te monitoren. Áls er iets mis gaat wordt dit onmiddellijk opgemerkt en de machine gestopt waardoor onnodige schade aan machine én producten wordt voorkomen.
Flexibiliteit
Daarnaast is de flexibiliteit in de productie sterk verhoogd door het vervangen van de oude ventielen door de VTEM motion terminal. Voor nieuwe sauzen of voeding is het niet meer nodig om eindeloos te draaien aan stelknoppen om de juiste instelling te vinden. Deze worden digitaal gemaakt, getest en aangepast tot het proces naar wens verloopt. Hetzelfde geldt voor wijziging van de verpakking die groter of kleiner is of de kwetsbaarheid van het product die invloed heeft op de snelheid waarmee mag worden afgevuld.
Bovendien zijn er eenvoudig functies toe te voegen. Wanneer de producent in hetzelfde station niet alleen wil afvullen maar bijvoorbeeld ook een controleslag wil uitvoeren, dan kan dit met de ventielen uit dezelfde motion terminal. Het is niet nodig om nieuwe hardware te plaatsen, te bekabelen en in bedrijf te nemen. Het switchen van functie via de app maakt het mogelijk.
Energie-efficiënt
Tevens heeft de producent van sauzen en vloeibare voeding een belangrijke stap gemaakt op het vlak van energie-efficiëntie. Vergelijkbaar met een frequentieregelaar bij een elektromotor betekent de digitale aansturing dat perslucht of vacuüm zeer nauwkeurig is af te stemmen op de vraag. Hierdoor zijn geen smoringen meer nodig om een teveel aan energie als warmteverliezen af te voeren.
En ook in het kader van energiebesparing speelt monitoring een rol. Door te controleren op luchtlekkages zijn eventuele lekken in het systeem snel te detecteren en op te lossen. Wat dit aan besparingen oplevert weten de meeste klanten van Festo al heel lang. Zo niet, dan praten we u graag bij.
Monitoring
Echt nieuw in deze retrofit zijn tot slot de mogelijkheden om met alle data die wordt verzameld gedurende het productieproces, zogenaamde ‘slimme dingen’ te doen. De mogelijkheden zijn praktisch oneindig en worden feitelijk alleen beperkt door de creativiteit en voorstellingsvermogen van de mens.
Al eerder werd de mogelijkheid genoemd om storingen gedurende het proces in een vroeg stadium op te merken. Wanneer bijvoorbeeld een ‘stukje’ uit de voeding in de vulbuis achterblijft en zo de cilinder hindert bij het leegdrukken, zal op basis van drukmetingen en tijd direct worden opgemerkt dat de cilinder wel érg vroeg in zijn ‘eindstand’ terecht is gekomen.
En uiteraard zijn alle data van waarde voor de onderhoudsafdeling. Trendanalyses vormen een betrouwbare indicatie voor onder meer slijtage en luchtlekkages en vormen de basis voor conditieafhankelijk onderhoud. Bij calamiteiten is met behulp van deze data sneller vast te stellen wat er mogelijk mis is, waarop monteurs direct met het juiste gereedschap en de juiste onderdelen ter plekke het probleem kunnen oplossen.
Wanneer data gedurende langere tijd worden gelogd kan de producent van sauzen en vloeibare voeding deze tot slot mogelijk gebruiken voor het doorvoeren van optimalisaties in zijn proces.