• Odporność na wahania napięcia
• Zapobieganie uszkodzeniom cennych form wtryskowych służących do produkcji elementów z tworzyw sztucznych
• Zapewnienie wysoce dynamicznych, szybkich i precyzyjnych ruchów w krótkim przedziale czasowym
• Efektywne wykorzystanie energii

• System Power and Energy Solution (PES)
  • Centralne zasilanie serii MDP92A
  • Jednostka magazynowania energii z serii MOVI-DPS^®-
  • Siedem regulatorów napędowych z serii MOVIDRIVE®^®
• Serwonapędy do napędów portalowych, osi obrotowych, transferowych, odchylnych i odkładających

• Znaczny wzrost bezpieczeństwa eksploatacji
• Wysoka efektywność energetyczna – zużycie energii zmniejszone o połowę
• Wyrównanie szczytów obciążenia w obrębie systemu
• Zrównoważona koncepcja energetyczna
• Niższe koszty energii, korzystania z sieci oraz instalacji zasilającej
• Możliwość zastosowania również w krajach o ograniczonej jakości sieci bez konieczności stosowania dodatkowych środków zabezpieczających

Znamy je jako kubeczki po jogurcie na śniadaniowym stole lub jako czerwone kubki z amerykańskich filmów o college’u: cienkościenne kubeczki z tworzywa sztucznego. W przemyśle spożywczym wykorzystuje się je w milionach egzemplarzy. Kubeczki są produkowane w procesie formowania wtryskowego. W tym przypadku typowe dla przemysłu spożywczego duże ilości i prędkości produkcji stawiają ogromne wymagania w zakresie wydajności, efektywności i dostępności. Kryteria te muszą spełniać również systemy pobierania, które wyjmują gotowe kubki z tworzywa sztucznego z linii formowania wtryskowego.

Firma Ilsemann Automation z Bremy, działający na całym świecie specjalista w dziedzinie kinematyki robotów, opracowała do tego zadania nowy portal XYZ z wieloosiowymi serwonapędami. Dzięki wysoce dynamicznym ruchom do przodu i do tyłu system napędowy robota wyjmującego gwarantuje bardzo wysokie tempo produkcji.

Szczególnym wyzwaniem dla konstruktorów było zarządzanie obciążeniem. Ich celem było zapewnienie, aby technika napędowa wykonywała energochłonne ruchy w możliwie najbardziej efektywny sposób. I to nie tylko w idealnych warunkach, ale także wtedy, gdy zasilanie energią nie jest stałe. Na przykład w przypadku wahań napięcia, a nawet awarii prądu spowodowanej całkowitym załamaniem sieci.

Aby sprostać temu trudnemu zadaniu, firma Ilsemann pozyskała partnera inżynieryjnego: naszych specjalistów ds. napędów z SEW-EURODRIVE oraz Power and Energy Solutions (PES). Nie tylko dlatego, że jako firma o globalnym zasięgu możemy zapewnić wsparcie klientom Ilsemann na wszystkich kontynentach. Pewną rolę mogła tu również odegrać nagroda środowiskowa kraju związkowego Badenii-Wirtembergii za nasze inteligentne zarządzanie mocą i energią.

„Mięśnie” systemu portalowego firmy z Bremy dla przemysłu spożywczego składają się z serwomotorów do napędów portalowych oraz dodatkowych serwonapędów do osi obrotowych, odchylnych i odkładających, które są rozmieszczone w połączonym obwodzie pośrednim prądu stałego. Centralne zasilanie z serii MDP92A zapewnia zasilanie serwomotorów, podczas gdy siedem regulatorów napędu MOVIDRIVE®^®–pełni rolę „układu nerwowego” – zajmują się regulacją.

Aby osiągnąć wysoką prędkość produkcji w przetwórstwie tworzyw sztucznych, serwomotory portalu bardzo szybko rozpędzają duże masy – i praktycznie natychmiast je hamują. Przy tak dużej dynamice zapotrzebowanie na energię jest znaczne, jednak dzięki efektowi generatorowemu podczas procesu hamowania system napędowy odzyskuje znaczną część zużytej energii. W tym miejscu wkracza nasze rozwiązanie do zarządzania obciążeniem. We współpracy z firmą Ilsemann zintegrowaliśmykondensator płytkowy EMK z serii MOVI-DPS^®do układu prądu stałego. Pod względem elektronicznym znajduje się on pomiędzy jednostką zasilającą a regulatorami napędowymi.

Zamiast odprowadzać uwolnioną energię hamowania przez rezystory, moduł kondensatorowy pobiera energię z serwonapędów, aby następnie przekazać ją z powrotem do napędów podczas przyspieszania. Taka konstrukcja ma dwie ogromne zalety, które zapewniają firmie Ilsemann przewagę konkurencyjną: wyższe bezpieczeństwo eksploatacji oraz znaczną oszczędność kosztów dzięki zwiększonej efektywności energetycznej oraz ograniczeniu szczytów obciążenia.

Podczas procesu wyjmowania jednostka manipulacyjna sięga bezpośrednio do przestrzeni roboczej wtryskarki do tworzyw sztucznych. Do momentu ponownego zamknięcia maszyny ma ona do dyspozycji jedynie niezwykle krótki przedział czasowy: W zaledwie 0,7 sekundy portal wyjmuje gotowy kubek, aby następnie ułożyć go na taśmie odprowadzającej. Jeśli podczas procesu wyjmowania wystąpią wahania napięcia, wzrasta ryzyko, że serwonapędy nie będą w stanie zakończyć ruchu na czas. Krótko mówiąc: jednostka manipulacyjna zderza się z formą wtryskową. Powstaje niezwykle kosztowna szkoda, która z każdą minutą rośnie wraz z przestojami w produkcji.

Nie dzieje się tak w przypadku kondensatora płytkowego EMK. Zyskuje on zasilanie z bufora magazynującego do sieci prądu stałego silników. W ten sposób kompensuje onw sposób niezawodnykażde występujące wahanie napięcia sieciowego – aż do całkowitej awarii zasilania. Umożliwia to pojemność jednostki magazynującej. Jest ona tak zaprojektowana, że jednostka manipulacyjna może w każdym przypadku zakończyć trwający cykl roboczy. W ten sposób wyklucza się kolizję z kosztownym narzędziem do formowania wtryskowego. To wyraźna korzyść dla bezpieczeństwa zasilania i eksploatacji klientów firmy Ilsemann.

Ponadto system zarządzania obciążeniem firmy SEW-EURODRIVE zapewnia znaczące korzyści w zakresie zapotrzebowania na energię elektryczną: pomiary potwierdzają, że portalzużywao połowę mniej energii. Wynika to z wydajności konstrukcji: kondensator działa jak akumulator, który zapewnia silnikom dodatkowy boost podczas przyspieszania. A wszystko to przy tak wysokiej sprawności, że nie ma potrzeby odprowadzania energii kinetycznej przez rezystory hamujące.

Zmniejszone zapotrzebowanie na energię i bezpieczna eksploatacja to jednak nie jedyne korzyści dla klientów firmy Ilsemann. Ogromny potencjał oszczędności wynika dla nich również z ograniczania szczytów obciążenia, które portal wyrównuje za pomocą pamięci buforowej w ramach systemu. To ogromna zaleta, jeśli chodzi o opłaty za korzystanie z sieci. Wyjątkowe szczyty obciążenia powodują bowiem, że opłaty te w ciągu kilku minut osiągają zawrotne wysokości.

Oto przykład obliczeniowy dla przedsiębiorstwa, które rocznie pobiera energię przez ponad 2 500 godzin po cenie 120 euro za kilowat: Jeśli w ciągu 15 minut pobór mocy wzrośnie o 100 kilowatów – na przykład z powodu szczytu obciążenia – powstają koszty w wysokości 12 000 euro. Jest to problem, który rozwiązanie SEW-EURODRIVE w portalu Ilsemann skutecznie eliminuje.

Kolejny dodatni efekt widać w instalacji zasilającej. Ponieważ portal pokrywa szczyty obciążenia z magazynu energii, infrastruktura zasilająca musi jedynie dostarczać energię w stałym tempie. Dzięki temu możnają zaprojektować znacznie prościej i oszczędniej.

Tak właśnie stało się w pierwszym projekcie realizowanym dla klienta: obciążenie szczytowe spadło dzięki nowemu portalowi Ilsemann z dotychczasowych 52 kilowatów do zaledwie sześciu kilowatów. Dzięki temu udało się również przekroje przyłączy zasilających z 16 na 2,5 milimetra kwadratowego. Ten dodatni efekt jest jeszczebardziejwzmocniony przez rezygnacji z nieprzerwanego zasilania. Podsumowując, instalacja staje się zatem znacznie prostsza, zajmuje mniej miejsca i jest tańsza.

W połączeniu z zwiększonym bezpieczeństwem eksploatacji i efektywnością energetyczną koncepcja energetyczna firmy SEW-EURODRIVE zapewnia firmie Ilsemann Automation przewagę, którą przedsiębiorstwo z Bremy może teraz wykorzystać na całym świecie w branży spożywczej.