Agrometer - Robusto PLC per applicazioni sul campo
Report di applicazione
Molte aziende agricole usano il liquame prodotto dai loro animali come fertilizzante. Ma il tipico "spandiliquame" con relativo serbatoio va bene al massimo per campi di piccole dimensioni. La società danese Agrometer di Grindsted sviluppa soluzioni che permettono uno spargimento rapido, economico e rispettoso del suolo di fertilizzanti naturali anche su campi di grandi dimensioni. Un tubo flessibile viene utilizzato per trasportare il liquame da una posizione centrale ai campi.
A tale scopo, veicoli speciali sono dotati di un enorme aspo avvolgitubo, sul quale il tubo flessibile viene srotolato o riavvolto in modo elettroidraulico, secondo le necessità, durante la guida sul campo. Quando si cambia la direzione, per esempio alla fine del campo, un braccio guida posiziona il tubo in un raggio uniforme. La potenza è notevole: è possibile spargere fino a 200 tonnellate di liquame all’ora.
Il vantaggio: non essendo necessario un serbatoio per il liquame sul veicolo, si riduce il peso di quest’ultimo. Questo riduce la pressione sul terreno a un valore inferiore a quello di un'impronta. In questo modo è possibile spargere il liquame all’inizio dell’anno quando il terreno è ancora morbido. Il fertilizzante viene pompato direttamente alla macchina tramite tubi e manichette, eliminando i problemi di odore nell’ambiente circostante. Agrometer costruisce questi spandiliquame (in inglese: slurry spreader) sia come veicoli indipendenti, con una portata di spargimento fino a 30 metri oppure come rimorchi per trattori con i cosiddetti "iniettori a sistema ombelicale” (in inglese: umbilical injector).
Figura 1: L’aspo avvolgitubo SRS 1500 viene trainato sul campo da un trattore per spargere il liquame. Figura 2: Il braccio guida giallo posiziona il tubo di alimentazione fino a diverse centinaia di metri di lunghezza sul campo sotto forma di curve, così da consentirne lo srotolamento e il riavvolgimento in modo ordinato e senza torsioni.
PLC centrale per il controllo della macchina
Entrambe le varianti: tramite il sistema di controllo centrale (PLC) vengono comandate in automatico le principali funzioni, ad es. l’avvolgimento e lo srotolamento del tubo flessibile. Il movimento del braccio guida del tubo e altre operazioni di posizionamento vengono controllati da numerosi sensori e segnalati al sistema di controllo tramite moduli IO decentralizzati. I sensori controllano anche la pressione nei tubi flessibili per il liquame o i valori della temperatura.
Oluf Kristensen, direttore tecnico di Agrometer, spiega: "Per le nostre macchine utilizziamo i nuovi sistemi di controllo ifm per macchine mobili e i moduli IO decentralizzati. Semplificano la manutenzione e il cablaggio delle macchine che possono essere impostate più velocemente.
Per lo sviluppo di queste macchine collaboriamo in primo luogo con l’integratore di sistemi Pagaard. Ci ha fornito l’intero sistema ifm ed ha sviluppato il software. Pagaard è anche il nostro partner di assistenza per la risoluzione di problemi e anomalie".
L’integratore di sistemi Pagaard si affida al PLC "ecomatController" di ifm, progettato specificamente per l’impiego in macchine mobili.
Torben Lund, amministratore e co-titolare di Pagaard, spiega la scelta a favore di ifm: "In Agrometer abbiamo inizialmente lavorato con un PLC industriale. Ma ben presto ci siamo accorti che i prodotti industriali non durano a lungo su una macchina mobile, non essendo stati progettati per questo genere di applicazione. Ci siamo guardati intorno sul mercato alla ricerca di tecnologie adatte alla nostra applicazione con macchine mobili in condizioni critiche. Ci siamo imbattuti in ifm, da cui avevamo già acquistato dei sensori. ifm ha un controller che secondo noi è il più adatto per questo tipo di applicazione".
Lo spandiliquame semovente SDS 8000 è in grado di spargere sul campo fino a 200 t di liquame all’ora tramite il tubo flessibile.
Progettato appositamente per applicazioni estreme
Da decenni ifm è uno dei fornitori leader di sistemi di controllo robusti per macchine mobili e offre un vasto know-how applicativo in questo settore. La serie "ecomat" comprende PLC, moduli IO e sensori in grado di resistere alle dure influenze ambientali in applicazioni critiche.
Fango, acqua, umidità permanente o sporco non danneggiano i sistemi per macchine mobili di ifm. La particolare struttura meccanica del corpo e un sistema di tenuta affidabile evitano la penetrazione dell'umidità. I connettori e i cavi IP 69K garantiscono un alto grado di protezione dal sistema di controllo fino al sensore.
Condizioni climatiche estreme con gelo o caldo torrido: grazie all'ampio campo di temperatura, i componenti di controllo di ifm sono utilizzabili in tutte le zone climatiche. Tutti i sensori e sistemi di controllo prima della consegna devono dimostrare la loro resistenza in test ciclici degli shock termici. I resistenti materiali del corpo assicurano che i residui di sale come quelli che troviamo ad esempio d'inverno sulle strade, non provochino danni al prodotto.
Passando per terreni boschivi e rocciosi, il veicolo è soggetto a vibrazioni continue o scosse estreme. Ecco perché i sensori per applicazioni con macchine mobili sono dotati di un corpo completamente resinato. I connettori hanno una protezione specifica contro lo svitamento involontario. Anche la struttura meccanica dei sistemi di controllo e dei moduli è concepita in modo specifico per sollecitazioni continue dovute a urti e vibrazioni.
La complessa elettronica è protetta contro la radiazione elettromagnetica, come dimostrano dettagliati test EMC. Anche le interferenze condotte/indotte vengono filtrate con affidabilità e non possono danneggiare i sistemi di controllo. Ciò fa sì che lo scambio di dati tramite le interfacce CAN si svolga in modo sicuro anche nelle condizioni più avverse, ad esempio in applicazioni di trasporto e logistica all'esterno.
Inoltre, tutti i componenti ecomat hanno una certificazione e1 da parte del Kraftfahrt-Bundesamt tedesco (ufficio federale tedesco della motorizzazione). Ciò permette l'installazione dei dispositivi nei veicoli senza per questo invalidare la loro autorizzazione di esercizio. Oltre al valore limite EMC richiesto dalla certificazione e1, tutti i prodotti hanno una resistenza EMC aumentata fino a 100 V/m e sono resistenti agli impulsi derivanti dall'impianto elettrico di bordo del veicolo.
Robusti moduli I/O decentralizzati rilevano i segnali dei sensori e li trasmettono tramite CAN-bus al PLC.
Il sistema di controllo centralizzato per applicazioni mobili ecomatController di ifm (montato in basso a destra) è installato nel quadro elettrico nella parte esterna del veicolo.
Potente sistema di controllo
L’ecomatController CR721S utilizzato da Agrometer è composto da due unità PLC interne, di cui una è certificata persino per applicazioni di sicurezza fino a EN 13849 PL d ed EN 62061 SIL cl2. Il vantaggio di questo doppio PLC: due sistemi di controllo interni programmabili l'uno indipendentemente dall'altro consentono, se necessario, la suddivisione del software applicativo. In questo modo il programma di sicurezza può essere eseguito senza interferenze dovute all'esecuzione generale del programma. Potenti processori Multi Core da 32 bit consentono una rapida esecuzione dei programmi, persino in caso di complesse operazioni di controllo.
ecomatController CR721S ha complessivamente 124 ingressi e uscite multifunzione. Michael Lindbjerg, ingegnere software in Pagaard, ne conosce i vantaggi: "Tutti gli ingressi possono essere configurati come ingressi digitali, analogici o di frequenza. In passato avevamo problemi con il monitoraggio delle uscite, che nell’industria erano solamente digitali, ma i controller di ifm hanno anche uscite PWM. È una caratteristica importante nel settore delle macchine mobili, ad esempio per il controllo delle valvole idrauliche con uscite modulate a larghezza di impulso".
La maggior parte delle funzioni nelle macchine mobili e negli impianti viene eseguita da sistemi idraulici. Il comando elettronico delle valvole e delle pompe è ormai standard nelle macchine moderne. Il sistema ecomatmobile di ifm è dotato ad esempio di uscite PWM a controllo corrente e funzioni di regolazione ottimizzate per le uscite di potenza. Così è garantita un'interfaccia non proprietaria tra idraulica ed elettronica.
Conclusioni
I sistemi di controllo di ifm per macchine mobili offrono la massima affidabilità e sono performanti anche in presenza delle più difficili condizioni. Grazie alla loro connettività e alle loro funzioni versatili, offrono la massima flessibilità. Con questo robusto PLC, ifm garantisce la qualità indispensabile per le difficili applicazioni con macchine mobili. ifm – close to you!
