Gerber humidors – digitalisering in de sigarenkast
Industriële automatiseringstechniek voor een perfect klimaat in de humidor
Het bewaren van kostbare sigaren staat gelijk aan een wetenschap. Echte kenners besparen niet op de kosten om de ambachtelijke producten van gewikkelde tabaksbladeren op te slaan in prestigieuze humidors. Wat niet zichtbaar is: achter de voorzijde zorgt geavanceerde techniek voor een constante luchtvochtigheid om de aroma’s en consistentie van de sigaar in optimale conditie te houden.
Karl-Heinz Gerber is nu de vijfde generatie die het bedrijf leidt en legt uit: "We zijn nog steeds een traditionele meubelmakerij, maar bestrijken daarnaast ook een breed spectrum aan winkelinrichting, interieurontwerp en standbouw. Een paar jaar geleden zijn we gestart met de 'Gerber humidors'. Dit merk staat voor de passie om het perfecte, individuele meubelstuk te creëren met een even perfecte luchtbevochtiging voor de sigarenliefhebber. Ons doel is om de mooiste humidors ter wereld te maken. Daarvoor gebruiken we de beste en duurste houtsoorten op de markt." Het is dan ook geen verrassing dat Hollywood-beroemdheden en bekende voetbalsterren tot de klantenkring behoren.
Uitgebreide expertise vereist
Vanuit een puur technologisch oogpunt zorgt een humidor ervoor dat de sigaar geconditioneerd wordt bewaard, waardoor de waarde en kwaliteit behouden blijft. Karl-Heinz Gerber weet dat de klanten hoge eisen stellen: "Je moet een zeer gedegen technische expertise hebben om een optimale luchtvochtigheid in deze humidors te creëren. Deze waarde kan worden aangepast op basis van de smaak en voorkeur van de betreffende sigarenliefhebber. Het ingewikkelde is dat de externe klimaatomstandigheden van invloed zijn op de humidors." Daarom biedt Gerber een automatische luchtvochtigheidscontrole aan in zijn humidors, die is ontwikkeld en gerealiseerd in samenwerking met automatiseringsspecialist ifm.
"We meten en regelen de bevochtiging en ontvochtiging. We houden rekening met de luchtvochtigheid in de omgeving, die sterk kan variëren in landen over de hele wereld. Tegelijkertijd moeten we de ventilatie regelen. Al met al een zeer individuele en complexe situatie. De truc is om ervoor te zorgen dat er een perfecte luchtvochtigheid heerst op alle niveaus in de kast. Dat vereist ervaring en natuurlijk de technische uitrusting", aldus Gerber.
Partner met internationale ervaring gezocht
Toen Gerber een aantal jaren geleden de automatisering van zijn humidors naar een hoger niveau wilde tillen, zocht de meubelmakerij een partner die actief was op zowel de Duitse als de internationale markt en uit de industriële sector kwam. De directeur verklaart de noodzaak van deze wens: "Wij leveren onze humidors wereldwijd en willen onderhoudsvrije oplossingen bieden, omdat internationale ondersteuning tijdrovend en duur is. Onze klanten bewaren sigaren van zeer hoge kwaliteit in onze humidors – we hebben het over sigaren met een waarde van duizenden of zelfs tienduizenden euro’s. Daarom zochten we een partner die ons kon ondersteunen met een betrouwbare techniek. We gingen op onderzoek uit en vonden die partner uiteindelijk in ifm."
Afbeelding 1: Het consequente gebruik van connectoren, hier op de IO-Link-module, voorkomt bekabelingsfouten en zorgt ervoor dat componenten eenvoudig te vervangen als er een defect is.
Afbeelding 2: Alle componenten worden aangesloten met gestandaardiseerde M12-connectortechniek.
Eisen: eenvoudige bekabeling en onderhoud op afstand
In de meubelmakerij in Duisburg worden de humidors, die vaak zo groot zijn als kasten, vervaardigd van fijn hout en fineer volgens alle regels van het vakmanschap en uitgerust met elektronische componenten voor de vochtregulering. Na een grondige test moeten de humidors echter weer gedemonteerd en ingepakt worden voor verzending. "We moeten ervoor zorgen dat onze humidors overal ter wereld probleemloos in gebruik zijn te nemen en dat ze langdurig storingsvrij functioneren. Daarom hebben we gekozen voor een eenvoudig te gebruiken connectorsysteem, plug&play dus, om de elektronische componenten aan te sluiten. Een andere vereiste voor ons is onderhoud op afstand, dus de mogelijkheid om aanpassingen uit te voeren, om te reageren op veranderingen in gewoonten of klimaat, bijvoorbeeld met behulp van intelligente AI-systemen," legt Karl-Heinz Gerber uit.
Alle sensoren zijn daarom geschikt voor IO-Link en worden aangesloten via een IO-Link-mastermodule. Deze verzendt de gegevens gebundeld via de EtherNet/IP-interface naar de besturing. Het voordeel van deze IO-Link-communicatie is dat het niet alleen mogelijk is om vanaf de besturingszijde de sensoren te parametreren, maar daarmee ook inzicht in de sensor wordt verkregen. Daarmee wordt het bijvoorbeeld mogelijk om de minimum- en maximumwaarden uit te lezen die in de sensoren zijn opgeslagen. Diagnoseparameters die in de sensor zijn opgeslagen, kunnen ook door de besturing worden opgeroepen, waardoor snelle en nauwkeurige analyses mogelijk zijn in geval van een storing.
De actoren die in de humidors zijn geïnstalleerd, zoals ventilator of verlichting, worden ook aangestuurd via de IO-Link-master. Het voordeel wordt geboden door de gestandaardiseerde M12-connectoren. Er is geen elektromonteur nodig om componenten te monteren of te vervangen – er hoeven enkel stekkers aan de module geschroefd te worden, waardoor bekabelingsfouten uitgesloten zijn.
Humidors zorgen voor een optimale luchtvochtigheid om kostbare sigaren perfect te bewaren.
Alles van één leverancier
Dirk Scheffler, Senior Field Technical Sales Engineer bij ifm, speelde een sleutelrol bij de implementatie van de besturingstechniek en de ontwikkeling van de software: "Alle automatiseringscomponenten moesten van één leverancier komen. Daarom werd gekozen voor de edgeController van ifm als centrale besturingseenheid. Dit apparaat voldoet aan alle belangrijke eisen van Gerber: eenvoudige bekabeling, een hoog diagnoseniveau zowel tijdens de inbedrijfstelling als bij de eindklant, aantrekkelijke visualisatie en de mogelijkheid van onderhoud op afstand."
Zenuwcentrum edgeController – een echte allrounder
De edgeController van ifm is veel meer dan een klassieke PLC. Wat meteen opvalt bij de eerste blik is het indrukwekkende grafische display van 12,3 inch aan de bovenkant van het apparaat met een resolutie van 1280 x 480 pixels waarmee dus geavanceerde visualisaties mogelijk zijn. Voor de humidors heeft Gerber gekozen voor een fotorealistisch display waarin de belangrijkste meetwaarde, de luchtvochtigheid, stijlvol wordt gevisualiseerd op een virtuele analoge hygrometer. Daarnaast kan de gebruiker kiezen tussen verschillende weergaven, bijvoorbeeld om de meetwaardenhistorie te bekijken of om instellingen uit te voeren.
De eigenlijke programmaverwerking wordt uitgevoerd door een krachtige 1,3 GHz quad-coreprocessor, die optimaal presteert bij omgevingstemperaturen tot 60 °C. De programmering wordt uitgevoerd in CODESYS V3.5.
Een opvallend kenmerk van de edgeController is de uitgebreide connectiviteit. Hetzij als gateway naar het IT-niveau of als verbinding met de cloud: de edgeController kan de geregistreerde en bewerkte gegevens doorsturen naar de meest gangbare cloudplatformen, zoals AWS, Microsoft Azure, Google Cloud en AnyViz. Daarnaast ondersteunt de edgeController de gangbare standaardtalen van de digitalisering, zoals OPC-UA en MQTT. Voor real-time gegevensregistratie en -verwerking kunnen industriële Ethernet-protocollen zoals EtherCAT, EtherNet/IP of Modbus TCP worden gebruikt.
Dirk Scheffler licht nog een andere eigenschap toe die belangrijk is voor Gerber: “De edgeController is het eerste ifm-product waarin een automatiseringsserver is geïmplementeerd. Mochten er dus problemen optreden, kan er gewoon verbinding worden gemaakt via onderhoud op afstand. Het enige wat nodig is, is de aansluiting van de edgeController met een LAN-kabel aan bijvoorbeeld een router."
De IO-Link-infrastructuur maakt het mogelijk om tot in elke afzonderlijke sensor te kijken, waardoor een gedetailleerde en nauwkeurige diagnose (op afstand) mogelijk is. Als er ingrijpende aanpassingen nodig zijn, kan Gerber deze ook via onderhoud op afstand uitvoeren. "Een ander voordeel van de geïntegreerde automatiseringsserver is het gemak waarmee updates kunnen worden geïnstalleerd," voegt Scheffler toe.
Afbeelding 1: De meetwaardenhistorie kan overzichtelijk worden weergegeven op het brede display.
Afbeelding 2: Het touchdisplay van de edgeController voor het weergeven en instellen van de waarden past naadloos in de elegante ambiance. Grote humidors zijn verdeeld in verschillende klimaatzones.
Betrouwbare voeding
Spanningsvariaties vormen een belangrijk aspect. In sommige delen van de wereld is het elektriciteitsnet lang niet zo stabiel als in Duitsland. De ifm-netvoedingen bieden hier een beslissend voordeel, omdat hun brede ingangsspanningsbereik van 110 tot 300 V AC voldoende buffer biedt om spanningsschommelingen grotendeels te compenseren en zo een continue werking van de humidors te garanderen. De voedingen zijn ook intelligent doordat ze gebruik maken van IO-Link om diagnosewaarden door te geven, zoals uitgangsspanning, laststromen, lichtnetkwaliteit of de oorzaak van automatische uitschakelingen in geval van een storing. Geïntegreerde elektronische zekeringen bieden extra veiligheid tegen overbelasting en kortsluiting. De zekeringen kunnen via IO-Link worden gereset.
Extra afzonderlijke elektronische zekeringen in het secundaire circuit dragen ook bij aan de veiligheid omdat daarmee in geval van een storing afzonderlijke componenten selectief kunnen worden uitgeschakeld. Deze zekeringen zijn ook geschikt voor IO-Link, waardoor in het geval van een storing een uitgebreide diagnose via de edgeController mogelijk is.
Succesvolle realisatie
De realisatie van dit project betekende een première voor zowel Gerber als ifm, omdat de edgeController hier voor het eerst werd gebruikt. Karl-Heinz Gerber trekt een positieve balans:"Samen hebben we veel ontwikkelingswerk gedaan. De software moest vanaf nul worden ontwikkeld, vaak zelfs buiten de reguliere werktijden. Als je vol passie bent voor een project, is dat geweldig. De service van ifm is ook eersteklas. We kunnen vertrouwen op een ondersteuningsteam dat onmiddellijk reageert. We hebben de afgelopen jaren veel ontwikkelingswerk gedaan en ik kan alleen maar zeggen: sensationeel. Ik hoop dat deze succesvolle koers wordt voortgezet."
Ambachtelijk handwerk op het hoogste niveau voor verfijnde unieke objecten.
Conclusie
De symbiose van eersteklas vakmanschap en hoogwaardige technologie wordt op indrukwekkende wijze gedemonstreerd in dit project. Het laat zien dat industriële automatiseringstechniek ook overtuigt in exclusieve omgevingen en dat de synergieën resulteren in een perfect wellness-product voor sigaren.