Bucher - Un potente controller per la pulizia automatizzata dei tubi
I sensori e i componenti di controllo utilizzati sulle macchine operatrici e su veicoli comunali devono soddisfare le esigenze più elevate. I loro componenti sono esposti a temperature estreme, umidità, polvere, sporco e vibrazioni. Con "ecomatmobile", ifm offre componenti di automazione per queste condizioni ambientali critiche. L’azienda Bucher li installa sui suoi veicoli per la pulizia delle fognature.
Brian Munk Andersen, responsabile del settore Ricerca e Sviluppo di Bucher in Danimarca, spiega la struttura e la funzione di questo tipo di veicolo: "Un sistema di pulizia delle fognature di Bucher è dotato di due sistemi di pompe. La pompa di lavaggio pulisce le fognature e i serbatoi. Con la pompa per vuoto possiamo aspirare fango e rifiuti industriali nel container montato sul veicolo".
Tramite due unità di comando di ifm per macchine mobili montate nella parte esterna del veicolo, l’operatore è in grado di eseguire le varie fasi di lavoro: orientare il braccio, srotolare e riavvolgere il tubo flessibile, attivare tutte le pompe o svuotare il serbatoio delle acque reflue. Sui display dei moduli di dialogo vengono visualizzati i parametri rilevanti del sistema e i valori di processo per supportare l’operatore nello svolgimento delle fasi di lavoro. Un’unità di controllo, anch’essa di ifm, situata all’interno del veicolo garantisce lo svolgimento corretto dei singoli processi.
Robusto display da 12” CR1200 nel quadro elettrico esterno del veicolo per la visualizzazione e l’impostazione di tutti i parametri della macchina.
ifm come partner
Come specialista dell’automazione, ifm supporta Bucher Municipal ormai da molti anni fornendo all’azienda sensori e sistemi di controllo. Brian Munk Andersen dichiara: "Bucher si focalizza costantemente sull’innovazione e sullo sviluppo. Per questo motivo, puntiamo su soluzioni automatizzate e intelligenti. Quando abbiamo avviato una collaborazione con ifm nel 2016, eravamo alla ricerca di un fornitore affidabile di soluzioni di controllo. ifm offre una vasta gamma di componenti per il nostro prodotto, dai sensori ai display fino a sistemi IO e controller.
Durante tutta la fase di sviluppo abbiamo avuto una stretta e proficua collaborazione con ifm, per mettere a punto una soluzione e scegliere i prodotti ideali. I nostri veicoli devono funzionare in modo affidabile in presenza di condizioni molto diverse, come freddo, caldo, polvere e sporco. Ciò comporta requisiti particolarmente elevati per i componenti. Insieme a ifm, abbiamo creato una soluzione valida e affidabile con molte funzioni automatizzate che offre all’operatore elevati standard di qualità e sicurezza quando le nostre macchine sono su strada".
Veicolo per la pulizia delle fognature dell’azienda Bucher Municipal con pompa di lavaggio e aspirazione per la pulizia delle fognature.
I componenti centrali in dettaglio
L’elemento centrale del sistema è ecomatController CR711S, un PLC estremamente robusto per macchine mobili. La particolarità: ha due PLC interni indipendenti, uno dei quali è certificato come controller di sicurezza. I potenti processori multi-core integrati consentono di elaborare rapidamente anche funzioni di controllo complesse.
Se necessario, i programmi applicativi possono essere suddivisi tra i due PLC interni. In questo modo la parte del programma per le funzioni di sicurezza può essere eseguita senza interferenze dovute all'esecuzione generale del programma. Ciò garantisce un funzionamento affidabile anche con funzioni di controllo complesse. Il controller può essere utilizzato in applicazioni di sicurezza fino a ISO 13849 PL d e IEC 62061 SIL CL 2.
ecomatController è dotato di due porte Ethernet e quattro interfacce CAN oltre a numerosi ingressi e uscite multifunzione con capacità diagnostica. Le interfacce CAN supportano tutti i protocolli bus importanti (CANopen, CANopen Safety e J1939) e lo scambio di dati trasparenti e preelaborati. La programmazione CODESYS (versione 3.5) permette di integrare in modo semplice le funzioni di controllo nel programma applicativo.
Presso Bucher, il controller è collegato anche ad un modulo radio GSM. Andersen continua: "Il nostro collegamento da remoto ci consente, in numerosi casi, di risolvere i problemi mentre il veicolo è in funzione. Ciò consente ai nostri clienti di risparmiare molto tempo. Soltanto se non è possibile risolvere un problema da remoto il veicolo comunale deve essere controllato in uno dei nostri numerosi centri di assistenza".
Moduli IO
Numerosi sensori e attuatori sono stati montati sul veicolo di pulizia delle fognature per monitorare e controllare le varie fasi di lavoro e i valori di processo. Grazie a moduli IO decentralizzati, comunicano con il controller tramite CAN-bus. Brian Munk Andersen spiega il vantaggio: "Con le unità CAN posizionate in vari punti del carrello elevatore, riduciamo il cablaggio a favore di una maggiore affidabilità e di un funzionamento più semplice dell’attrezzatura".
I moduli di controllo utilizzati CR2032 hanno 16 porte ciascuno, configurabili in modo multifunzionale, ad esempio come ingressi o uscite digitali oppure uscita PWM per il controllo di valvole proporzionali. Grazie al sistema di controllo integrato nei moduli, i segnali del sensore possono essere analizzati a priori in modo decentralizzato. Questo filtraggio dei dati non solo riduce il flusso di dati sul CAN-bus verso il sistema di controllo, bensì semplifica anche il programma applicativo sul PLC.
L’involucro robusto in metallo è progettato appositamente per applicazioni critiche all’esterno di macchine mobili e, grazie al grado di protezione IP 67, offre un’elevata tenuta stagna dei connettori.
Figura 1: In alto a destra nel quadro elettrico si trova il potente ecomatController CR711S con due unità PLC integrate (1x standard, 1x di sicurezza) Fig. 2: I moduli CAN IO decentralizzati nell'area esterna collegano sensori e attuatori al sistema di controllo.
Display
Diversi display per macchine mobili, installati all’esterno del veicolo, fungono da interfaccia uomo-macchina. Brian Munk Andersen spiega: "Sul grande display che si trova nel quadro elettrico principale l’operatore è in grado di controllare tutto il sistema ed eseguire le impostazioni base. Dopodiché sarà possibile utilizzare il sistema tramite il telecomando o i pannelli di comando".
I moduli di dialogo sono display grafici programmabili per il controllo, la parametrizzazione e l’utilizzo di macchine mobili e impianti. Possono essere utilizzati in combinazione con controller per macchine mobili o come soluzioni autonome. I dati e le funzioni del dispositivo vengono trasmessi con affidabilità tramite le interfacce CAN. I display hanno numerosi tasti funzione retroilluminati programmabili. Hanno una maggiore resistenza EMC e la certificazione E1 per l’omologazione alla circolazione stradale. L’involucro robusto con alto grado di protezione consente un montaggio a incasso o in superficie all'esterno o nella cabina. Come gli altri componenti per macchine mobili di ifm, anche i display sono resistenti alle vibrazioni e a tenuta stagna con grado di protezione IP 67.
Il BasicDisplay CR0451 visualizza i principali parametri sul pannello di controllo.
Conclusioni
ifm offre una vasta gamma di dispositivi per l’automazione efficiente e affidabile delle unità funzionali sui veicoli comunali. In merito, Brian Munk Andersen conclude: "Con la soluzione di ifm, possiamo creare un sistema altamente automatizzato che ci offre un’elevata affidabilità semplificando l’utilizzo delle nostre attrezzature". ifm – close to you!