诺德助力瓶装厂的效率提升

2012-08期 驱动

文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2016-01-09
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由BMS Maschinenfabrik公司为Hacklberger饮料公司的新工厂提供的包装、装盘和传送技术系统采用了诺德的驱动器和传动装置。诺德驱动系统的分散能力、高定位精度以及低能耗的解决方案是该装置成功的重要因素。

Hacklberger饮料及物流中心(HGL)成立于1998年,是一家独资脱离于Hacklberger啤酒厂的公司。据记载,Hacklberger啤酒厂从1618年就开始酿造啤酒,是德国巴伐利亚地区最大的啤酒厂之一,为约1200个饮料经销商供货。该啤酒厂的主要产品包括14个不同种类的啤酒、25年的无醇啤酒、4种矿泉水以及12种其他商品,年产量超过30 000 000 L。

图1  机械装置上处理板条箱和瓶子的操作

生活中,消费者往往会把各种瓶型混合放入一个板条箱退回商店。但在Hacklberger的工厂这种板条箱是很难被管理的,首先要利用一个传送系统将其带入生产车间放置在一个专用皮带上,然后对各种瓶子进行自动识别后,将瓶子移动到相对应的存储区域,而对不能被识别的瓶子和板条箱需进行手工分拣,之后板条箱进入清洗系统。在下一步工序中螺帽必须从瓶子上移除,此外,金属瓶和其他密封装置也要被移除,然后瓶子被传送至清洗系统。在精密洗涤过程中,有损坏、污垢或缺陷的瓶子将被弃用。最后留下的瓶子会重新罐装饮料,装上螺帽并贴上标签被运送到输出站,装进板条箱进行包装,最终被输送回中央存储区域(图1)。

在上述流程中,该工厂的包装、装盘和传输技术均由BMS Maschinenfabrik公司提供。“其中非常关键的是各种自动化技术的融合,以及如何尽可能多的识别容器种类,对容器进行更加细致的分类。当客户遇到类似的难题,需要一个特殊的解决方案时总会想到我们。因为我们能使客户的系统‘合适的工作’。” BMS Maschinenfabrik公司的设计师格哈德Bielmeier解释说。“在该系统中速度是决定性的,而速度是由驱动装置提供的,因此驱动技术是系统生产率的决定性因素。我们在Hacklberger取得的成功一定程度上是由于我们使用了诺德的创新驱动技术Getriebebau,而且我们已经使用了很多年。”

图2  SK 200E: 经过验证的SK 300E的继任者

诺德机械和电子驱动技术是在BMS的包装、装盘和传送系统中使用的。分散系统的概念利用紧密的三件套SK 300E来执行的,该组合包括一个齿轮发动机和一个设备齐全的波段变频器。SK 300E波段变频器被直接安装在发动机上,因此与驱动装置成为一体。该变频器最高防护等级是IP55 或IP66。波段变频器的CANopen接口可参数化及控制设备。单条总线最多能处理多达127个参加者。此外分散驱动装置也被集中安装在SK 700E系列波段变频器中使用。它们包括POSICON定位控制,从而能够执行相对或绝对位置的控制。“新增的定位可能性简化了控制系统的任务,例如,可利用一个光电束探测器来直接控制驱动装置的可能性,可以方便的控制其停止或重新开始。这样非常易于程序编制。” Bielmeier说。

能源效率和有利于环保的驱动技术也是BMS Maschinenfabrik公司选择诺德作为合作伙伴的重要因素。诺德是一个节能驱动技术的创始者,从20世纪90年代以来就在该领域中不断扩大其技术的影响力。据悉,诺德驱动装置配备了一个节能发动机和一个两段97%效率的斜锥齿轮装置。此外,所有设备都涂有环保漆,并且使用的润滑油均为可生物降解的油。通过装置中非传感器的电流矢量控制,波段变频器也能确保驱动装置和应用参数及工艺条件的最佳适应, 以及该三件套SK 300E装置具有低电磁辐射:在变频器间提供电缆且不需要发动机,因此无需EMC干扰源。集成的电源滤波器可保持供应网络不受任何干扰。

图3  诺德驱动技术被用于传送系统

诺德三件套SK 300E结合波段变频器、发动机和齿轮,被安装到包括一个主过滤器的紧凑装置中,变频器装置则被塞入修改过的发动机接线盒(适配器装置)。具有国际订户拨号的(ISD)电流矢量控制的驱动器提供高起动力矩和非常大的超载储备,这一特性使该设备几乎可以用于任何实际应用中。SK 300E是典型的抗干扰源,例如总输电线上的波动或急剧的温度改变都无法影响其正常工作。该装置特别容易控制和编程。分散驱动单元能依靠全部存储器总线系统连接到超级控制器上,范围可从Profibus-DP(数据处理)到Canopen/DeviceNet(驱动网络)和InterBus(联络母线),或一个空速指示器(ASI)接口。

对于本地的手动操作,波段变频器可利用面板上的旋钮直接上机,只需一个步骤就能实现速度和旋转方向的改变。新的SK 225E 和SK 235E具有一个从SK 200E系列就携带的AS接口,有用功率输出范围0.25~7.5 kW。为了便于现场安装和使用,SK 200E逆变器(图2)直接被安装在发动机接线盒上。用于AS-i线路系统,只有黄色的总线电缆需要被连接。这些健全、可靠且经济的系统非常适合大型工厂设施,如传送带等(图3)。

图4  具有POSICON功能的SK 700E能够访问多达252个位置

专门为中高等功率范围而设计的SK 700E可随意地使用POSICON定位控制功能,它能够移动到多达252个位置(图4)。可选择的模块能适用于所有常见的现场总线,以便SK 700E逆变器能平稳地被整合到现有的自动化架构中。此外,该装置具有晶体管-晶体管逻辑电路(TTL)、旋转编码器输入和一个直接联结绝对编码器的扇形扫描显示器(SSI)接口。作为标准,该配置配备了一个制动斩波器和电源滤波器(极限曲线A按照EN 5501,高达22 kW)。一个高性能变频器,和逆变器与发动机的大规模防护及检测系统的组合确保了系统杰出的稳定性。

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