I macchinari agricoli offrono una straordinaria affidabilità per la preparazione degli ortaggi

La freschezza degli ortaggi è fondamentale per i clienti. Per ottenere il prodotto più fresco possibile, le macchine per la preparazione di ortaggi devono rimanere attive e operative costantemente. König, costruttore di macchine per la preparazione di ortaggi, soddisfa questo requisito mediante l'affidabilità della macchina. L'azienda ha scelto una soluzione automatizzata e una protezione del sistema da una singola fonte, con interruttori differenziali, SmartWire-DT e avviatori motore, softstarter e avviatori a velocità variabile di Eaton. 

Background 

Entro un'ora dal raccolto, ortaggi quali carote, cipollotti, rape, ravanelli e sedano vengono lavati e imballati presso lo stabilimento di produzione ortaggi Renner a Fußgönheim, nella regione tedesca del Palatinato. Per pulire gli ortaggi, Renner utilizza sei macchine per la preparazione degli ortaggi che sciacquano e rimuovono la terra, oltre a eliminare radici e foglie in eccesso. Renner deve ridurre al minimo ogni arresto o interruzione di energia elettrica, al fine di garantire la freschezza dei propri ortaggi. Ogni ritardo può condurre a una qualità inferiore degli alimenti, con perdita di prodotti e profitti. 

La sfida 

König Sondermaschinen GmbH (König) di Dannstadt-Schauernheim in Germania, fabbrica macchine per la raccolta e la preparazione di ortaggi concepite su misura per soddisfare le esigenze dei propri clienti agricoli, come Renner. La maggior parte dei clienti di König affronta sfide come affidabilità, autonomia di funzionamento e preparazione e imballaggio in sicurezza degli ortaggi. Per soddisfare tali esigenze, König si è rivolta al suo affidabile fornitore Eaton. Ricercavano il supporto di specialisti in grado di fornire macchine di alta qualità dalle prestazioni eccellenti. König si è rivolta a Eaton, che ha proposto l'implementazione nelle macchine di una soluzione ad automazione integrata con il sistema di cablaggio intelligente SmartWire-DT, abbinato a contattori, softstarter e avviatori a velocità variabile, oltre a interruttori differenziali. Insieme, questi componenti di controllo rendono le macchine König più intelligenti.

"Volevamo realizzare un sistema in cui lame e spazzole potessero essere attivate separatamente e la velocità delle spazzole potesse essere regolata", spiega Christian Stritzinger, responsabile industriale del team di ingegneria elettrica in König. "Inoltre, ci serviva un convogliatore che trasportasse gli ortaggi attraverso il sistema con velocità controllata".

La soluzione

La macchina König per il cliente Renner è dotata di quattro spazzole rotanti e tre sistemi di lame per eliminare radici e foglie con lunghezze variabili. Si aggiungono quattro pompe che regolano la pressione dell'acqua, in base al tipo di ortaggio lavato e al livello di sporco. 

"Utilizziamo diversi componenti per attivazione e disattivazione e molti azionamenti a velocità variabile sulla macchina", afferma Stritzinger. "Per ridurre al minimo la quantità di cablaggi sulla macchina, abbiamo deciso di adottare il sistema SmartWire-DT di Eaton". Grazie alla tecnologia di cablaggio intelligente, i singoli dispositivi e azionamenti sono collegati al comando tramite un cavo a otto poli con semplici connettori elettrici, piuttosto che con cablaggi punto-punto. Sfruttando questo sistema, la linea SmartWire-DT eroga elettricità ai dispositivi collegati e contemporaneamente trasmette i dati. "Una conseguenza dell'implementazione del sistema SmartWire-DT è stata la riduzione di circa il 40% dei cablaggi rispetto alle macchine tradizionali", afferma Stritzinger. 

Un altro vantaggio della soluzione Eaton è la trasparenza dei dati. Le informazioni dei componenti connessi possono essere recuperate facilmente e direttamente dal sistema SmartWire-DT. Stritzinger ha programmato la macchina in modo che, in caso di guasto (ad esempio una protezione del motore scattata), venga visualizzata la sua posizione esatta. Il messaggio di errore viene mostrato all'operatore su un pannello multifunzione, il modulo MFD-Titan di Eaton. Anche la causa del guasto viene trasmessa e comunicata tramite il sistema SmartWire-DT, ad esempio in caso di cortocircuito o sovraccarico. "Grazie al display, non sono più richieste lunghe operazioni di ricerca guasti sul pannello. Il cliente vede immediatamente dove e perché alcuni componenti sono stati interessati ed è in grado di risolvere gli arresti più rapidamente", commenta Stritzinger.

Per permettere la comunicazione continua, König controlla i motori regolati in velocità variabile con i componenti Eaton e ha installato l'avviatore PowerXL DE11 a cinque velocità sulla macchina Renner, mediante cavo SmartWire-DT. Viene controllato il motore per le quattro spazzole, oltre al motore del nastro trasportatore. L'avviatore a velocità variabile è una nuova tipologia di dispositivo, un ibrido tra convertitore di frequenza e avviatori motore. In molti casi, i convertitori di frequenza sono funzionalmente sovradimensionati e troppo complessi da utilizzare, mentre gli avviatori motore hanno funzioni limitate. L'avviatore a velocità variabile colma questo gap abbinando i vantaggi di entrambi i dispositivi. Permette un comando a velocità variabile per applicazioni fino a 7,5 kW ed è simile a un contattore o a un avviatore motore con l'opzione di funzionamento preconfigurato senza impostazione di parametri. 

"La parametrizzazione è incredibilmente più semplice rispetto ai tradizionali convertitori di frequenza", spiega Stritzinger. "Abbiamo dovuto solo regolare le frequenze minima e massima e i tempi di funzionamento e di fermo, per il resto era tutto preimpostato. Inoltre, l'avviatore a velocità variabile è più economico del 10-15%". 

L'unità DE11 offre ulteriori vantaggi: "L'avviatore a velocità variabile può essere controllato manualmente", argomenta Stritzinger. "Se il controllo non funziona, il cliente può attivare manualmente ogni singola macchina, fattore importante anche per evitare gli arresti".

Oltre ai nuovi avviatori a velocità variabile, König ha installato i salvamotori Eaton sugli azionamenti per lame e nastri trasportatori. Anche l'affidabilità di funzionamento del sistema di pompaggio si basa su prodotti Eaton. "Implementando i softstarter, attivazione e disattivazione della pompa vengono ottimizzate. Aumentiamo di conseguenza la vita utile", commenta Stritzinger. Due relè di controllo Easy 800 comandano in totale 56 componenti. "Sono significativamente più semplici da programmare rispetto a un PLC con CoDeSys, ad esempio", spiega Stritzinger. 

Risultati 

Per proteggere gli operatori e la macchina stessa, sono installati sulla macchina attuale i convenzionali interruttori differenziali di tipo A. Tuttavia, König sta già pensando a nuove idee per ottimizzare le macchine future. "Oggi colleghiamo fino a tre convertitori di frequenza a un interruttore differenziale standard", secondo Stritzinger. "Qualsiasi aggiunta, può portare a falsi allarmi". 

In questo caso, Eaton offre interruttori differenziali di tipo G/BFQ come alternativa all'uso dei convertitori di frequenza. Sono considerevolmente meno sensibili alle perdite di corrente indotte dal sistema nella gamma tra 50 e 60 Hz e offrono una maggiore stabilità del sistema.

König sfrutta diversi metodi per ridurre ulteriormente gli arresti delle macchine di preparazione ortaggi. Le soluzioni Eaton lo consentono. "Ogni prodotto Eaton si integra facilmente: l'interazione dei componenti semplifica enormemente lo sviluppo e il funzionamento delle nostre macchine", afferma Stritzinger. 

Di conseguenza, l'affidabilità del sistema aumenta, garantendo che gli ortaggi siano consegnati freschi al cliente.