Bezkontaktní snímač při zpracování brambor

Na konci 16. století se brambor postupně rozšířil do Evropy. Španělští dobyvatelé je přivezli z Nového světa na Pyrenejský poloostrov a odtud do tehdejších Španělských Nizozemí. Zpočátku se tato rostlina mezi evropskými hospodářstvími šířila spíše jako botanická rarita než jako zemědělský zázrak. Zpočátku bylo také obtížné pěstovat brambory s vysokým výnosem a dobrou chutí. Jakmile se však pěstování rozběhlo, zajistila tato hlíza v této době populační růst Evropy. Americký historik William McNeill dokonce v časopise Social Research považuje brambory za klíčový faktor překvapivého vzestupu Západu.

Současné problémy v pěstování brambor se ve srovnání s původními obtížemi z té doby jeví jako relativně malé. Dnes už nejde tolik o otázku života a smrti, jako spíše o zemědělskou efektivitu. Tito velcí zpracovatelé brambor, jako je například společnost Schaap Holland B.V. v nizozemském Biddinghuizenu, se snaží dosáhnout zemědělské efektivity tím, že své brambory zpracovávají co nejvíce automatizovaným způsobem, který je zároveň šetrný k potravinám.

Společnost zásobuje přibližně 300 zemědělců, díky čemuž je Schaap schopen každoročně dodávat na trh a do restaurací přibližně 45 000 tun brambor. Společnost nabízí brambory ve dvou formách zpracování: očištěné brambory se slupkou nebo oloupané, chlazené brambory určené k okamžitému zpracování. Obě skupiny produktů se dále dělí na různé druhy brambor, tvary a velikosti balení. Provoz v Biddinghuizenu je proto rozdělen do dvou hlavních oblastí. Hygienická zóna pro oloupané brambory a zóna, ve které se neloupané brambory umývají, třídí a balí.

Plně propojený proces

Většina třídění, mytí a loupání brambor probíhá automaticky. V nepřetržité výrobní lince jsou brambory dopravovány z mycího úseku do chladicího tunelu. Úplné propojení celého procesu však představuje výzvu i pro inženýry automatizace společnosti Schaap. Pokud například dojde k zastavení balicího stroje na konci výrobní linky, zastaví se celá linka. Aby se tomu zabránilo, používá společnost Schaap před balicími váhami vyrovnávací pásy.

Pokud je třeba tam přidat obalový materiál, celý proces se již nezastaví, protože vyrovnávací dopravník sníží rychlost a vyrovná zpoždění. V poslední době je pohyb motoru, který pohání pás, snímán bezkontaktním indukčním snímačem QR24 od společnosti TURCK. To znamená, že v procesu lze vyrovnat až 500 kg brambor. „K měření výšky brambor na pásu používáme laserové senzory, abychom věděli, kolik brambor se na něm nachází. Potřebujeme impuls z enkodéru každých centimetr, abychom mohli přizpůsobit rychlost,“ říká Henk van Raalte, vedoucí oddělení technologie a údržby ve společnosti Schaap.

Vysoké mechanické namáhání

Hřídel motoru se otáčí pomalu. Model QR24 byl proto nastaven na dvanáct impulzů na otáčku. Lineární pohyb chladicího pásu stačí zaznamenávat pouze jedním impulzem na pět centimetrů. Mechanické řešení je však náročné. Dříve používaný inkrementální enkodér s optickým měřicím principem musel být upevněn pomocí pružiny. Byl upevněn na skříni kolem hřídele pomocí dvou malých pružinových desek. „Stabilita a přesnost těchto snímačů nebyla problémem, ale předchozí řešení způsobovalo mechanické potíže,“ vysvětluje van Raalte. „Pružina se kvůli vibracím motoru neustále pohybovala, takže po dvou letech již nefungovala.“

S bezkontaktním snímačem TURCK to již není problém. Pružinové spojky nejsou nutné, protože mezi hřídelí a snímačem neexistuje žádné mechanické spojení. Přímo k hřídeli je připevněn pouze polohový prvek. „Takový snímač jsme hledali už roky,“ říká van Raalte. „Když jsem toto zařízení uviděl na titulní stránce zákaznického časopisu, věděl jsem, že něco takového potřebujeme.“

Není třeba používat ložiska ani pružinové spojky

Všechny modely řady QR24 jsou vybaveny plně zapouzdřeným snímačem a snímacím elementem, které jsou koncipovány jako dvě nezávislé, zcela utěsněné jednotky odolné vůči vibracím hřídele i nárazům. Nejsou zde zapotřebí kuličková ložiska ani těsnění náchylná k opotřebení, která by mohla způsobit prostoje stroje nebo zdlouhavou údržbu. Díky tomu je řada QR24 lepší než optické i magnetické enkodéry.

Společnost Van Raalte připojuje výstupní signál snímače QR24 ke standardnímu vstupu na programovatelném řadiči Siemens S7 1500. Rotace snímače se konfiguruje pomocí parametrizačního softwaru PACTware na počítači. Zatímco adaptér Easy-Teach od společnosti TURCK umožňuje v systému vybrat devět přednastavených hodnot – obvykle v rozmezí 360 až 5000 impulzů na otáčku – software PACTware umožňuje volný výběr v rozmezí 1 až 5000 impulzů na otáčku. Společnost Schaap zvolila dvanáct impulzů na otáčku, protože následný dopravní pás je monitorován při šesti impulsech na otáčku, což usnadňuje převod. Enkóder TURCK je namontován pod kovovým ochranným krytem na motoru. S modelem QR24 z nerezové oceli nyní společnost TURCK nabízí obzvláště robustní řešení, které lze instalovat v potravinářském průmyslu bez dodatečných ochranných opatření. Při výrobě brambor zaměstnanci společnosti Schaap jednou týdně postříkají celý systém čisticí pěnou, která se po 20 minutách opláchne tlakem 15 barů, načež následuje dodatečná dezinfekce.

Jak zabránit opotřebení snímače

Enkodéry se používají také v oblasti zpracování neloupaných brambor. Problémy s vibracemi a složité montážní konfigurace často zabírají technikům společnosti Schaap hodně času. Například na válečkové sušičce sleduje lineární pohyb pásu optický enkodér s 4096 impulzy. Když je třeba sušičku vyprázdnit kvůli výměně šarže, přes pás se pohybuje hrábě, které všechny brambory posouvají dolů. Enkóder je zde namontován s pružinovými prvky náchylnými k opotřebení a spojkou, což znamená, že jej je nutné kvůli mechanickým závadám pravidelně vyměňovat nebo opravovat.

Na dalším dopravníku s vysokými vibracemi v současné době sleduje pohyb pásu optický inkrementální snímač. Za účelem minimalizace vibrací technici nainstalovali hřídel uloženou na dvou ložiscích, což je časově náročné řešení, které však brzy přestane být nutné, jakmile bude nasazen systém QR24.

Uživatel | www.schaapholland.com