Na pierwszy rzut oka handling materiałów sypkich wydaje się prosty: przenieść, napełnić, dostarczyć. Sztuka obsługi różnych substancji polega jednak na szczegółach, takich jak dokowanie i odłączanie kontenerów na stanowiskach ważenia. W procesie tym może jednak dojść do zanieczyszczenia krzyżowego i uwolnienia pyłu. AZO CleanDock zapobiega temu zjawisku. Najnowsza jego generacja potrafi jeszcze więcej: myśli samodzielnie. Zintegrowany sterownik CEC modułowego terminalu elektrycznego CPX Festo, bezpośrednio zamontowany w doku, zapewnia dodatkowe bezpieczeństwo procesu i skrócony czas uruchomienia.
Pojemnik wjeżdża na miejsce praktycznie bezgłośnie, zbliżając się równym ruchem do celu: CleanDock. Elegancja w stali nierdzewnej. Czysto, pewnie i niezawodnie. Następnie się zatrzymuje. Pneumatyczny system chwytaka sekcji aktywnej przesuwa się od góry, chwyta zamknięcie kontenera w sekcji pasywnej i podnosi je. Dwa do trzech podmuchów powietrza wskazują, że element dozujący i pojemnik docelowy są ze sobą płynnie połączone. Elastyczny kompensator sekcji pasywnej umożliwia precyzyjne tarowanie wagi umieszczonej pod pojemnikiem, niezależnie od ilości produktu, którą już mieści. Następnie rozpoczyna się napełnianie materiału sypkiego. Po zakończeniu tego procesu sekcja aktywna i pasywna odłączają się od siebie w elegancki i czysty sposób, a pojemnik przemieszcza się do kolejnej stacji napełniania. To, czego nikt nie widzi z zewnątrz, to fakt, że prawie cały proces napełniania jest kontrolowany decentralnie przez sam CleanDock.
"Nasze systemy transportują i dozują wszystkie możliwe rodzaje materiałów sypkich" - mówi Frank Pahl, Dyrektor ds. rozwoju w firmie AZO GmbH + Co. KG w Osterburken. "Obejmują one zarówno mleko w proszku i składniki odżywek dla niemowląt, jak i środki farmaceutyczne i detergenty, a także różne tworzywa sztuczne i pigmenty, na przykład do produkcji farb na mokro. Moglibyśmy długo opowiadać o mnogości zrealizowanych aplikacji z naszych czterech obszarów działalności Food, Vital, Chem and Poly". Firma, która działa na całym świecie i zatrudnia ponad 1000 pracowników, od 70 lat wyznacza trendy technologiczne w zakresie handlingu materiałów sypkich. Jedną z obecnych przełomowych innowacji jest najnowsza generacja CleanDock. Dzięki temu systemowi firma AZO wraz ze swoim wieloletnim partnerem i ekspertem w dziedzinie automatyzacji, firmą Festo, robi ważny krok w kierunku szybkiego uruchomienia, redukcji błędów i zwiększenia bezpieczeństwa przy napełnianiu materiałów sypkich. W tym celu sam CleanDock został wyposażony w inteligencję w postaci zdecentralizowanego systemu sterowania, a tym samym w autonomię w procesie. Podczas gdy system sterowania procesem zajmuje się szerszą perspektywą w zakresie technologii sterowania, modułowy terminal elektryczny CPX firmy Festo ze zintegrowanym sterownikiem CEC i wyspą zaworową MPA zajmuje się szczegółowymi procesami dokowania i od dokowania.
"Mózgiem" CleanDock jest modułowy terminal elektryczny CPX ze zintegrowanym, zdecentralizowanym sterownikiem CEC i wyspą zaworową MPA
"Obsługa materiałów sypkich to sztuka sama w sobie, która wymaga dużego doświadczenia" "Garść mąki zawiera więcej cząstek niż żwir na całej ciężarówce. Przy handlingu tworzyw sztucznych może pojawić się niesławny anielski włos; wyższe stopnie rozdrobnienia i drobniejsze proszki o mniejszych cząstkach w kosmetykach i farmaceutykach stawiają nas codziennie przed nowymi wyzwaniami. Materiały sypkie i technologia materiałów sypkich są w ruchu. Nasze systemy muszą bez problemu radzić sobie z tymi zadaniami - i radzą sobie. Jesteśmy z tego dumni." Dwa największe wyzwania przemysłu materiałów sypkich to zapobieganie zanieczyszczeniom krzyżowym i niepożądanemu uwalnianiu się pyłu. Celem jest z jednej strony czystość produktu, a z drugiej ochrona pracowników. W ostatnich latach AZO coraz bardziej koncentruje się przede wszystkim na przemyśle farmaceutycznym i spożywczym, ale także na przemyśle chemicznym. Podczas handlingu materiałów sypkich, pył pochodzący na przykład z alergizujących produktów spożywczych może prowadzić do problemów zdrowotnych u personelu obsługującego. Ponadto ważną rolę odgrywa ochrona przeciwwybuchowa. Duża liczba różnych pojemników potrzebnych do transportu i przeładunku surowców, a także półproduktów i produktów gotowych, nie ułatwiają zadania projektantom systemów materiałów sypkich. Obejmuje to między innymi FIBC, beczki, worki i przenośne pojemniki. Podobnie jak w innych branżach przemysłowych, również w handlingu materiałów sypkich czynnik elastyczności zyskuje na znaczeniu.
Aby produkt pozostał tam, gdzie jego miejsce, czyli w pojemniku docelowym i dozowniku, oba te elementy muszą być przed dokowaniem zamknięte", podkreśla Pahl. Brzmi prosto, ale tak nie jest. Ponieważ, jak to często bywa, pułapka tkwi w szczegółach. "Zdecydowanie nie chcemy, aby jakikolwiek produkt przylegający do wnętrza rury spustowej dozownika wypadał przed sprzężeniem i po rozłączeniu i zanieczyszczał podłogę lub uwalniał pył do otaczającego powietrza." AZO osiąga ten cel za pomocą CleanDock. Przed i po napełnieniu jednostka dozująca i pojemnik pozostają hermetycznie zamknięte. "Podczas gdy niektóre z dostępnych na rynku systemów dwustożkowych nie zachowują konsekwentnie wolności od zanieczyszczeń, w przypadku CleanDock jest to zawsze gwarantowane ze względu na kontakt liniowy komponentów biorących udział w procesie uszczelniania", mówi Pahl. Stosując tę technologię w CleanDock, AZO bardzo świadomie pozycjonuje się pomiędzy klasycznymi systemami dokującymi a znanymi z farmacji systemami uszczelniającymi takimi jak zawory rozdzielające.
Sekcja pasywna jest dokowana do sekcji aktywnej za pomocą pneumatycznych siłowników liniowych Festo. Służą one również do otwierania i zamykania uszczelnienia stożkowego w sekcji aktywnej do napełniania pojemnika docelowego, a także do blokowania i dokręcania sekcji aktywnej i pasywnej. Do usuwania resztek materiału sypkiego z dozownika służy pneumatyczny ubijak. Napędy pneumatyczne są sterowane przez modułowy terminal elektryczny CPX ze zintegrowanym sterownikiem CEC i wyspą zaworową MPA. Podczas gdy w poprzedniej wersji CleanDock wyspa zaworowa CPV była centralnie sterowana przez system sterowania procesem, zdecentralizowany sterownik CPX-CEC realizuje teraz sekwencje sterowania bezpośrednio w doku. Przede wszystkim oszczędza to czas uruchomiania. "Zakłady produkujące materiały sypkie przechowują w silosach 80 i więcej surowców", wyjaśnia Frank Pahl. "Największa liczba CleanDocków, jaką do tej pory zainstalowaliśmy w zakładzie, to około 60 sztuk". Przy tak dużej liczbie stacji napełniania, nakłady na programowanie i uruchomienie były do tej pory stosunkowo wysokie. Prawdopodobieństwo wystąpienia błędów wzrasta również wraz ze wzrostem liczby urządzeń kontrolowanych przez system sterowania procesem. "Sterowanie CleanDock w sposób zdecentralizowany przyspiesza uruchomienie instalacji i zmniejsza ryzyko wystąpienia błędów" - mówi Pahl. "Wszystko, co robi system sterowania procesem, to wydawanie poleceń dokowania i od dokowania. CleanDock sam zajmuje się wszystkimi szczegółowymi operacjami. Programiści nie muszą się już martwić o te szczegółowe procedury na miejscu podczas uruchamiania."
CleanDock w akcji. Proces dokowania i od dokowania jest sterowany autonomicznie i decentralnie za pomocą CPX-CEC Festo.
Modułowy terminal elektryczny CPX firmy Festo ze zintegrowanym sterownikiem CEC i wyspą zaworową MPA tworzy jednolity interfejs dla zdecentralizowanej inteligencji i umożliwia kompletne sterowanie maszynami lub bardziej złożonymi podsystemami. Jako platforma automatyzacji dla komponentów elektrycznych i pneumatycznych łączy pneumatyczne i elektryczne łańcuchy sterowania z różnymi systemami automatyzacji i standardami specyficznymi dla danego przedsiębiorstwa w sposób prosty, szybki i elastyczny. Cały system jest łatwo programowany za pomocą CODESYS. Interfejsy są zredukowane, inżynieria i obsługa są uproszczone, a niezawodność maszyn i systemów jest zwiększona.
Ponadto istnieje zasadnicza kwestia, która nabiera coraz większego znaczenia dla przyszłości zakładów na całym świecie: modułowość. Coraz częściej automatyzacja jest rozłożona na poszczególne moduły. Poziom sterowania procesem jedynie wyznacza tempo. Zintegrowana, zdecentralizowana inteligencja jest kluczem do większej elastyczności i uproszczonej obsługi. Podczas gdy system sterowania procesem wywołuje funkcję, nie musi mieć szczegółowej wiedzy o zapisanych krokach procesu Zajmują się tym w AZO inteligentne moduły, takie jak CPX-CEC z wyspą zaworową MPA.
To, co AZO udało się już tutaj z powodzeniem zrealizować wspólnie z Festo, odpowiada celowi, który jest obecnie również intensywnie dyskutowany i opracowywany przez NAMUR/ZVEI, producentów maszyn i użytkowników instalacji oraz instytucje badawcze w zakresie automatyzacji modułowych zakładów produkcyjnych. Zdecentralizowana, kompletna automatyzacja poszczególnych modułów zmniejsza złożoność, a tym samym skraca czas wprowadzenia na rynek dla operatorów instalacji.
Pojedyncze moduły mogą być również produkowane na magazyn i dostosowywane bez większego wysiłku. Systemy mogą być łatwo rozbudowywane o dodatkowe moduły. Dzięki temu producenci urządzeń mogą jeszcze elastyczniej reagować na zmieniające się wymagania światowych rynków. Jako ekspert w dziedzinie automatyzacji, Festo aktywnie uczestniczy w projektowaniu koncepcji i standardów, które napędzają i upraszczają automatyzację zakładów modułowych dziś i w przyszłości.
AZO GmbH & Co. KG
Rosenberger Street 28
74706 Osterburken
Niemcy
