Automazione industriale
da oltre 30 anni
Una vasta esperienza nell'automazione industriale. All'avanguardia nello sviluppo di sistemi di tracciabilità e rintracciabilità e di interfacce HMI

Articolo tratto da "AUTOMAZIONE OGGI", numero 278 - Marzo 2005

Un mulino di inverter

L'azienda Gamba Automazioni ha scelto i convertitori di frequenza Danfoss per l'automazione di un mulino già funzionante, ottimizzando la produzione degli impianti di stoccaggio e di dosaggio.

A cura di Alessandro Tamburello

Foto di gruppo degli avviatori statici compatti MCD 200: in quello centrale si vedono i trimmer per le regolazioni
Foto di gruppo degli avviatori statici compatti MCD 200: in quello centrale si vedono i trimmer per le regolazioni

Il mercato sempre più competitivo nel quale le aziende si trovano a lavorare costringe i costruttori a porsi precisi obiettivi strategici, quali incremento della produttività, della flessibilità e riduzione dei costi. Se si considera una sempre maggiore richiesta di personalizzazione dei prodotti, che impone alle aziende una drastica riduzione dei tempi di realizzazione delle macchine di produzione, senza gravare pesantemente sui costi totali, si intuisce come la collaborazione e la capacità di scambio di informazioni tecniche tra il cliente e il fornitore diventano elementi fondamentali, per ottenere un impianto funzionale, efficiente e integrato in una struttura già operativa. Una realtà particolarmente attiva, capace di rispondere a questi nuovi criteri di scelta e con alle spalle una struttura solida nel campo della progettazione hardware e software, è la società Gamba Automazioni, fondata nel 1976 e presente nel settore dell'automazione industriale fin dalla sua nascita. L'azienda si occupa dello sviluppo completo del ciclo di lavoro, dall'analisi delle richieste del cliente fino alla progettazione e realizzazione degli impianti; è suddivisa in due aree distinte ma allo stesso tempo capaci di lavorare in maniera sinergica, ottimizzando lo scambio di informazioni: la progettazione hardware sviluppa la costruzione di impianti e quadri elettrici, avvalendosi del supporto di sistemi CAD e Spac per la relativa documentazione di schemi funzionali e di comunicazione, mentre per la parte riguardante la progettazione software, la ditta usufruisce di applicativi di diverse case di PLC, di linguaggi di programmazione e di software di supervisione. Gamba Automazioni offre inoltre l'installazione, la messa in funzione, il collaudo finale presso il cliente e la manutenzione degli impianti automatizzati, fattori assolutamente non trascurabili in un mercato dove, oltre al prezzo, il cliente sente sempre più l'esigenza di affidarsi a fornitori seri e soprattutto presenti sul territorio, in grado di accogliere e soddisfare ogni richiesta.

Particolare del quadro contenente gli inverter VLT 2800 e VLT 5000
Particolare del quadro contenente gli inverter VLT 2800 e VLT 5000

L'applicazione di seguito descritta riguarda l'ottimizzazione delle fasi di lavorazione in un mulino già esistente.
Per l'automazione di questo impianto Gamba Automazioni ha utilizzato inverter Danfoss: in particolare sono stati scelti gli azionamenti in coppia costante della serie VLT 2800 e VLT 5000 e gli avviatori compatti della serie MCD 200. L'inverter VLT 5000 ha il compito di far ruotare la coclea della fossa di ricevimento materiale. I camion contenenti i diversi tipi di grano, scaricano il prodotto su una griglia che provvede a filtrare le granaglie, al fine di evitare l'introduzione di materiali di scarto insieme al prodotto; attraversata la griglia, il grano scende in una fossa di ricezione materiale dove è contenuta la coclea di trasporto, mossa dal motore comandato dall'inverter 5000. Il grano trasportato mediante le coclee, a seconda della composizione, viene immagazzinato in appositi silos di raccolta, ognuno contenente un genere di grano specifico non ancora miscelato e diverso per composizione e provenienza. I 3 avviatori utilizzati, modello MCD 201, comandano ciascuno un motore da 55 kW, installati sugli aspiratori per l'eliminazione del pulviscolo della farina che si crea, quando quest'ultima viene depositata nei silos. Gli inverter VLT 2800 sono invece installati sulle coclee di estrazione dai silos e regolano la velocità di queste in base al peso del materiale depositato sulla bilancia. Gli inverter sono utilizzati soprattutto per gestire accuratamente la fase di fermata della miscelazione, che avviene in rampa di decelerazione controllata, quando il peso dell'ingrediente dosato corrisponde alla quantità desiderata. Ogni VLT 2800 comanda in maniera ridondante due motori collegati in parallelo; altri due VLT 2800 da 5,5 kW sono dedicati ai motori delle coclee dei silos di omogeneizzazione, dove è contenuta la farina già macinata. In base al tipo di farina da utilizzare e alla ricetta impostata, le coclee di estrazione gestite dai VLT 2800 regolano automaticamente la velocità dei motori, adattandola alla quantità di prodotto richiesta, seguendo il riferimento di un segnale analogico 0-10 V.

Dettaglio del cablaggio di potenza degli inverter VLT 2800
Dettaglio del cablaggio di potenza degli inverter VLT 2800

Il funzionamento dell'impianto è gestito da un sistema di elaborazione, attraverso un PLC, collegato a un sistema di supervisione, situato nella sala di controllo. Il peso della bilancia viene tradotto in un segnale analogico e inviato al PLC che, in base alle impostazioni effettuate per ogni ingrediente, lo confronta con i valori di riferimento, per poi inviare agli inverter dei motori delle coclee di estrazione, altrettanti segnali analogici con i riferimenti di velocità. Il vantaggio di utilizzare inverter e soft starter in un impianto già esistente, deriva dalla praticità che si ottiene automatizzando la movimentazione, in termini di maggiore flessibilità alla variazione delle condizioni di produzione, il tutto a un minor costo. Gli avviatori consentono un avvio morbido e senza alcuno shock meccanico per le condutture e le tubazioni metalliche rispetto a un avviamento tradizionale di tipo stella-triangolo; VLT 5000 consente di trasportare il grano da macinare a una velocità stabilita in base alle reali esigenze dell'impianto, senza correre il rischio di sovralimentare il sistema, garantendo un controllo preciso e continuo.
Gli inverter VLT 2800 permettono di ottenere un dosaggio più preciso e lineare rispetto a un sistema tradizionale con motori a variazione manuale perché, attraverso il controllo della rampa di decelerazione, si riesce a ottenere una quantità di prodotto dosata al punto giusto; inoltre la bilancia, tramite un sistema di auto-correzione, è in grado di restringere automaticamente l'errore nei dosaggi a livelli trascurabili. I valori del peso di ogni singolo ingrediente sono regolati tramite il sistema di supervisione che gestisce il PLC in base a tutte le impostazioni necessarie (peso, ricetta, ecc.). Questa installazione permetterà di aumentare la produzione del molino fino a 1.000 quintali di farina al giorno. Gli inverter installati nei quadri sono allineati tra di loro, poiché il prodotto Danfoss ammette un'installazione fianco a fianco, con conseguente riduzione delle dimensioni dei quadri elettrici.

Dettaglio dell'installazione dell'inverter VLT 5000
Dettaglio dell'installazione dell'inverter VLT 5000

Sono stati utilizzati diversi tipi di inverter (serie VLT 2800 e VLT 5000), accomunati dalla stessa filosofia di programmazione e messa in servizio, in termini di struttura dei menu, numero dei parametri e numerazione delle morsettiere: ciò consente, una volta parametrizzato un inverter, di saper programmare tutti gli inverter della famiglia Danfoss.
Gli avviatori compatti, grazie alla loro semplice struttura, permettono una taratura veloce, agendo solamente sui trimmer di regolazione: basterà impostare il tempo e la corrente di avviamento per ottenere un avviamento del motore controllato, al termine del quale sfruttare il bypass, integrato nell'avviatore, del circuito di potenza.