Ekstremt driftssikre landbruksmaskiner for klargjøring av grønnsaker

Ferske grønnsaker er viktig for kundene. For å få et ferskest mulig produkt må maskinene som tilbereder grønnsakene, være i drift til enhver tid. König, et selskap som bygger maskiner for klargjøring av grønnsaker, oppnår dette med driftssikre maskiner. De valgte en automatisert løsning og systembeskyttelse fra én enkelt kilde, med jordfeilbrytere, SmartWire-DT og motor, myk- og hurtigstartere fra Eaton. 

Bakgrunn 

Innen én time etter høsting vaskes og pakkes grønnsaker som gulrøtter, vårløk, reddik, turnips og selleri ved Renners Pfälzer grønnsaksproduksjonsanlegg i Fußgönheim i Tyskland. For å vaske og rense grønnsakene har Renner seks maskiner som skyller og vasker jord av grønnsakene, og som skjærer bort røtter og blader. Renner må sørge for at driftsavbrudd og strømbrudd minimeres, slik at grønnsakene garantert er ferske. Forsinkelser kan føre til dårligere matkvalitet, produktsvinn og tap av fortjeneste. 

Utfordring 

König Sondermaschinen GmbH (König) i Dannstadt-Schauernheim i Tyskland produserer maskiner for høsting og klargjøring av grønnsaker, som er skreddersydd til kunder som Renner. De fleste av kundene til König har utfordringer knyttet til driftsikkerhet, oppetid og sikker klargjøring og pakking av grønnsaker. For å oppfylle disse behovene henvendte König seg til Eaton. De ønsket støtte fra spesialister som kunne gi dem kvalitetsmaskiner med høy ytelse. König kontaktet Eaton, som anbefalte å implementere et integrert automasjonsløsning med SmartWire-DT-systemet for intelligent tilkobling og kommunikasjon, kombinert med motorvern, mykstartere og regulerbare startere og jordfeilbrytere i maskinene. Sammen gjør disse kontrollkomponentene Königs maskiner smartere.

«Vi ville designe et system der knivene og børstene kunne rotere hver for seg, og der hastigheten på børstene kunne justeres», forklarer Christian Stritzinger, formann i elektroteknisk avdeling i König. «I tillegg trengte vi et transportbånd som frakter grønnsakene gjennom systemet som skal hastighetskontrolleres.»

Løsning

Maskinen som König bygde til Renner, er utstyrt med fire roterende børster og tre knivsystemer som kutter røtter og blader til ulike lengder. I tillegg er det fire pumper som regulerer vanntrykket, som enkelt kan justeres, avhengig av hvilken type grønnsaker som vaskes og hvor skitne de er. 

«Vi bruker ulike komponenter til å slå på og av, og mange frekvensomformere i maskinen», sier Stritzinger. «For å minimere antallet ledninger i maskinen valgte vi å bruke Eatons SmartWire-DT.» Med intelligent tilkoblingsteknologi er de individuelle bryterenhetene og frekvensomformerne koblet via en åttepols kabelstamme gjennom enkle elektriske koblinger, i stedet for punkt til punkt mot kontrollenheten. Med bruk av dette systemet forsyner SmartWire-DT tilkoblede enheter med strøm og kommuniserer dataene samtidig. «Som følge av implementeringen av SmartWire-DT bruker vi ca. 40 % mindre kabler, sammenlignet med tradisjonelle maskiner», sier Stritzinger. 

En annen fordel ved Eatons løsning er datainnsikten den gir. Informasjonen fra de tilkoblede komponentene kan hentes enkelt og direkte via SmartWire-DT. Stritzinger har programmert maskinen slik at den eksakte posisjonen til feilen vises når det oppstår en feil – for eksempel hvis motorvernbryteren løses ut. Feilmeldingen vises til operatøren på Eatons MFD-Tital multifunksjonspanel. Årsaken til feilen sendes og kommuniseres også via SmartWire-DT, for eksempel ved kortslutning eller overbelastning. «Takket være displayet slipper man tidkrevende feilsøking på panelet. Kunden ser med en gang hvor og hvorfor visse komponenter påvirkes, og kan få anlegget i drift igjen raskere», sier Stritzinger.

For å muliggjøre kontinuerlig kommunikasjon kontrollerer König de hastighetsregulerte motorene med komponenter fra Eaton, og har installert den femtrinns starteren PowerXL DE11 i Renners maskin, som er integrert med SmartWire-DT. De kontrollerer motoren til de fire børstene og transportbåndmotoren. Hurtigstarteren er en ny enhetsklasse mellom frekvensomformer og motorstarter. Frekvensomformere er i mange tilfeller overdimensjonerte og for komplekse å bruke, mens motorstartere har begrenset funksjonalitet. Hurtigstartere fyller dette gapet og kombinerer fordelene med begge enhetene. De muliggjør hastighetskontroll med last opptil 7,5 kW, og ligner på en kontaktor eller motorstarter som kan brukes rett ut av esken, uten å stille inn parameterverdier. 

«Parameteriseringen er veldig mye enklere enn med tradisjonelle frekvensomformere», sier Stritzinger. «Vi har bare trengt å justere minimum og maksimum frekvens og opp- og nedkjøringstider – ellers var parametrene forhåndsinnstilt. Hurtigstarteren er i tillegg 10–15 % billigere.» 

DE11 har også en annen fordel: «Det er mulig å kontrollere hurtigstarteren manuelt», forklarer Stritzinger. «Hvis kontrollen svikter, kan kunden slå på hver eneste maskin manuelt. Dette er også viktig for å unngå driftsstans.»

I tillegg til de nye hurtigstarterne har König installert Eatons motorvernbrytere på frekvensomformere til kniver og transportbånd. Driftssikkerheten til pumpesystemet avhenger også av Eaton. «Ved bruk av mykstartere optimaliserer vi hvordan pumpen slås av og på. Slik unngår vi trykksjokk, og øker derfor holdbarheten», kommenterte Stritzinger. Totalt 56 komponenter i systemet kontrolleres fra to Easy 800 kontrollreléer. «De er vesentlig enklere å programmere enn en PLS med CoDeSys, for eksempel», sier Stritzinger. 

Resultater 

Tradisjonelle FI jordfeilbrytere type A er installert i maskinen for å beskytte operatørene og maskinen. König tenker imidlertid allerede på andre løsninger for å optimalisere fremtidige maskiner. «I dag kobler vi opptil tre frekvensomformere til en standard FI effektbryter», ifølge Stritzinger. «Alt som kommer i tillegg, kan føre til falsk alarm.» 

I dette tilfellet tilbyr Eaton Type G/BFQ FI jordfeilbrytere som et alternativ til bruk av frekvensomformere. De er vesentlig mindre følsomme til krypstrøm i systemet, i området 50 til 60 Hz, og gir bedre systemstabilitet.

König bruker ulike metoder for å redusere driftsstans i landbruksmaskinene. Løsningen fra Eaton hjelper dem med dette. «Alt fra Eaton passer sammen uten problemer – samspillet mellom komponentene forenkler utviklingen, integreringen og driften av maskinene våre veldig», sier Stritzinger. 

Det gjør følgelig at systemet blir mer pålitelig, slik at grønnsakene leveres friske og ferske til kunden.