Perché utilizzare inverter intelligenti con motion control integrato per le macchine produttrici di cialde?

Il produttore nazionale di macchine di fama mondiale per cialde, biscotti e dolciumi aveva già utilizzato per molti anni i convertitori di frequenza VLT® di Danfoss con il nome di FHW Franz Haas Waffelmaschinen, e rimane fedele a questa tradizione anche sotto la bandiera del Gruppo Bühler. A causa della crescente necessità di sincronizzazione e posizionamento, i convertitori di frequenza delle macchine sono stati gradualmente convertiti in tecnologia servoazionata.

Quando nel 2017 Danfoss ha lanciato la funzionalità Controllore del Movimento Integrato (IMC), Haas, come era noto allora, ha chiesto se la nuova tecnologia di controllo sarebbe stata anche una pratica alternativa ai controlli servoazionati per le sue macchine. Ci si aspettava particolari vantaggi dalla libera scelta del motore associato, dall'indipendenza dalla tecnologia e dalla semplice ottimizzazione del sistema attraverso l'adattamento automatico del motore

La funzione IMC può essere utilizzata universalmente, poiché può posizionare in modo assoluto, relativo e con il sensore. In posizione assoluta, il riferimento di posizione si riferisce a un punto zero macchina definito. Questo viene determinato all'avvio della macchina dal cosiddetto ciclo di homing. Se si utilizza un sistema di feedback opzionale con posizione assoluta, questo non è necessario perché il punto zero è impostato dall'encoder. Una delle applicazioni più comuni a Leobendorf è "downstream" rispetto al cono del forno con posizionamento assoluto degli assi lineari. L'attività consiste nel posizionare la carta davanti ai coni di caramella in continuo movimento per poterli inserire l'uno nell'altro nella fase successiva. I motori utilizzati sono motori PM che funzionano ad anello aperto. Il vantaggio di IMC: si può eliminare l'encoder rotante, eliminando così i costi per l'encoder e per il cablaggio, l'analisi e i tempi di lavoro per l'installazione e la messa in funzione. L'uso del VLT® AutomationDrive con IMC, comporta anche risparmi, perché i costi di acquisto e installazione dei drives standard sono significativamente inferiori rispetto a un sistema servoazionato corrispondente.

Sincronizzazione significa creare una sincronizzazione angolare-sincrona di due o più assi. Il rapporto di trasmissione dei due assi può essere regolato in modo continuo. Il segnale di riferimento per posizione e velocità viene rilevato da un encoder esterno, generato da un PLC come segnale a impulsi o specificato tramite un segnale master virtuale. Questo segnale master virtuale è un segnale a impulsi dal quale è possibile ricavare il senso di rotazione, la velocità e la posizione.

Il riferimento per il drive master viene effettuato nel modo tradizionale tramite un segnale analogico oppure tramite un setpoint sul bus di campo. Questoinverter master converte quindi il segnale in un segnale master virtuale che funge da valore di riferimento per i drives follower e per il master stesso.

Gli specialisti delle macchine per cialde di Leobendorf utilizzano la sincronizzazione con un segnale master, ad esempio negli azionamenti follower del cono del forno. Nei processi successivi, fino a otto assi si muovono con un angolo sincrono l'uno rispetto all'altro. Come segnale master viene utilizzato un segnale a impulsi dal PLC. Prima di avviare i convertitori di frequenza, tutti vengono spostati in una posizione di riferimento (homing). I motori PM utilizzati in anello aperto con la trasmissione ottengono una sincronizzazione angolare-sincrona a prescindere dalle diverse trasmissioni e dai diversi motori, tramite l'esatta regolazione del rapporto di trasmissione. In questo modo si elimina la necessità di un sistema encoder completo per gli otto assi e i controllori servoazionati. Inoltre, i forni possono essere avviati molto più velocemente e la progettazione è stata semplificata