hirdetés
hirdetés

Automatizálás

Gombabiztos megoldás

Tudta-e, hogy a mikotoxinok, a különböző penészgombák (például fuzárium) másodlagos anyagcseretermékei, gyakran szennyezik be az emberi vagy állati fogyasztásra szánt gabonát?

hirdetés

A jelentős gazdasági veszteség mellett a toxinszennyeződés komoly közegészségügyi problémát is jelent, és adott esetben akár a teljes élelmiszerláncot is veszélyeztetheti. Az MFKK Kft. prototípus-fejlesztési részlege által vezetett Mycohunt projekt keretein belül egy teljesen automatizált berendezés került kifejlesztésre, amely lehetőséget biztosít a gabonafélék egyfajta mikotoxin-, a DON-toxin- (deoxynivalenol vagy vomitoxin) tartalmának hatékony és kvantitatív vizsgálatára, megoldva a nagy gabonaminta-mennyiségek (20–100 t) esetén jelentkező reprezentatív mintavételezés problémáját is.

A berendezés a gabonasilóknál található szállítócsövekhez vagy tisztítóegységekhez csatlakozva folyamatosan mintát vesz a mozgatott szállítmányokból, majd azokból extraktumot készít. Az extraktumok DON-toxin-tartalmának meghatározását egy speciálisan erre a célra kifejlesztett, DON-specifikus antitesteket tartalmazó bioérzékelő egység végzi, az eredményt a készülék kijelzőjén olvashatja le a felhasználó, illetve minőségbiztosítási okokból az adatok mentésre is kerülnek.

Követelményeknek megfelelő megoldás

Már a rendszertervezés korai szakaszában világossá vált a készüléket tervező MFKK Kft. mérnökei számára, hogy a kitűzött feladat eléréséhez egy robusztus, poros és csapadékos ipari környezetben is megfelelően működő berendezést kell megépíteni. Egyértelmű volt ezen kívül az is, hogy az elvárt funkciók megvalósításához nagy számú elektromosan vezérelhető elemet kell integrálni rendszerbe, amelyekhez megfelelő ipari vezérlőegységre is szükség lesz.

A vezérlés tervezésekor az alulról felfelé elv érvényesült, számba véve a működéshez szükséges elemeket: közel 35 szolenoid szelep, négy analóg nyomásmérő, nyomáskapcsolók, nyolc induktív jeladó, egy léptetőmotor inkrementális enkóderrel és fékfunkcióval, két RS 232 interfészen kommunikáló mérleg, egy RS 485 interfészen programozható fecskendőpumpa, két darab nagyteljesítményű háromfázisú motor, valamint egy TCP-IP interfészen keresztül vezérelhető szenzoralegység.

A jelentős gazdasági veszteség mellett a toxinszennyeződés komoly közegészségügyi problémát is jelent, és adott esetben akár a teljes élelmiszerláncot is veszélyeztetheti
A jelentős gazdasági veszteség mellett a toxinszennyeződés komoly közegészségügyi problémát is jelent, és adott esetben akár a teljes élelmiszerláncot is veszélyeztetheti

A Mycohunt berendezéssel szemben támasztott követelmények alapján nyilvánvaló volt, hogy az egyszerű kezelhetőség és visszajelzés érdekében grafikus felhasználói interfészre is szükség lesz. Mindezeket a szempontokat figyelembe véve esett a választás a Beckhoff TwinCAT szoftveres PLC megoldására, amelyet a vezérlőszekrény ajtajába épített 6,5 hüvelykes érintőképernyővel felszerelt integrált ipari PC futtat, és egy EtherCAT modulon keresztül kapcsolódnak hozzá a folyamatcsatoló elemek. Az utóbbiak közül számos digitális ki- és bemeneti egységekre, 4–20 mA-es kimeneti, 0–10 V-os bemeneti modulra, léptetőmotor-vezérlőre, valamint RS 232 és RS 485 interfészre volt szükség. A nagy mennyiségű I/O modul (EtherCAT csatolóval együtt összesen 16) ellenére sem igényelt különösebben nagy helyet a teljes vezérlés (a 12 mm széles egységeknek köszönhetően), ami nagyban megkönnyítette kapcsolószekrény megtervezését és kivitelezést.

Funkcionális elkülönülés

Az impozáns méretekkel (3 m×3,5 m×1,5 m) rendelkező – a könnyebb szállítás érdekében két részből álló – berendezésen belül funkcionálisan elkülönül egymástól a levegő-előkészítő szekrény, amelyben kompresszor, nyomásszabályozó, nyomáskapcsoló és szigetekbe rendezett pneumatikus szelepek foglalnak helyet, valamint a folyadékszelepeket, fecskendőpumpát és vákuumgenerátort tartalmazó úgynevezett vizes ház, a forgató-emelő modulra épülő minta-előkészítő egység és a bioérzékelő modul. A rendszer fontos részét képezi továbbá az ipari ventilátorra épülő mintavevő egység, amelyhez több nyomásérzékelő és egy kisméretű keverőmotor is tartozik.

 

A készülék működéséhez szükséges ipari PC, PLC modulok, tápegységek, frekvenciaváltók és egyéb részegységek (mágneskapcsoló, nagy áramú relék, megszakítók és biztosítékok) egy 80 cm×60 cm×25 cm-es vezérlőszekrényben kaptak helyet, amelyből nyolc ipari csatlakozón keresztül, funkciók szerint csoportosítva közel 100 adat- és jelvezeték indul ki.

Egyszerűbb és áttekinthetőbb programozás

A TwinCAT PLC Control fejlesztőkörnyezete az IEC 61131-3 szabvány szerinti programnyelvek használatát támogatja, a Mycohunt rendszer megvalósításakor ezek közül strukturált szöveges programozást (ST) használtak a mérnökök, ami gyakorlatilag a Pascalhoz hasonló magas szintű programnyelvnek tekinthető, segítségével lényegesen egyszerűbben és áttekinthetőbb formában lehet egy adott feladatot megoldani, mint a hagyományos, utasításlistás programmal.

A szoftverfejlesztés során az első fázisában – a készülék részegységeinek teszteléséhez – egy manuális vezérlőfelület készült el, amellyel minden egyes komponenst önállóan lehet működtetni, legyen szó akár egy szelep nyitásáról vagy a mintavételező egységben található léptetőmotoros forgató-emelő modul adott sebességprofil mellett történő elmozdításáról. A kézi vezérlés használatával történt a működési paraméterek optimalizálása, mint például a mintavételezéshez használt porleválasztó 1,5 kW-os radiál ventilátorának optimális fordulatszám-beállítása, amelyhez az aktuális térfogatáram nyújtott segítséget. Ez utóbbit a légútba épített Venturi-csőben található nyomástávadók által szolgáltatott adatokból számítja a szoftver.

A vezérlőprogram végleges verziója azonban már teljesen automatikusan működik, és csak minimális operátori interakciót igényel. Az egyes feladatszakaszoknak megfelelően kapcsolja a mágnesszelepeket, figyeli a nyomásmérők értékét és az induktív jeladókat, ha szükséges, tárázza a mérlegeket vagy kiolvassa a mért értékeket, a precíziós fecskendőpumpával kellő mennyiségű folyadékot juttat a kívánt helyre, vezérli a bioszenzor egységet és menti a mért értékeket.

Csatlakozás lehetősége az interneten

A PLC csatoló modul EtherCAT interfészen keresztül tud csatlakozni a külvilághoz, emiatt több Ethernet csatlakozó is található rajta. Ez egyben azt is lehetővé teszi, hogy TCP/IP protokollon keresztül lehessen megcímezni, és így élő internetkapcsolat esetén a világ bármely pontjáról csatlakozni lehet hozzá. Ellenkező esetben a helyi hálózaton érhető el, amely szintén számtalan lehetőséget biztosít. A Mycohunt PLC például kliensként csatlakozik a telnet szerverként működő bioszenzor egységhez.

Az MFKK Kft. prototípus-fejlesztési részlege által vezetett Mycohunt projekt keretein belül egy teljesen automatizált berendezés került kifejlesztésre
Az MFKK Kft. prototípus-fejlesztési részlege által vezetett Mycohunt projekt keretein belül egy teljesen automatizált berendezés került kifejlesztésre

A szenzortól kapott eredményeket a vezérlőszoftver a szükséges kiegészítő információkkal együtt egy CSV fájlba írja, melyet az ipari PC-hez csatlakoztatott pendrive-ra ment. A szoftver működése több folyamat egyidejű végrehajtását is lehetővé teszi, jelen esetben ilyen például a száraz és a nedves részegységek párhuzamosan futó programozott tisztítása.

A készüléket nemzetközi felhasználásra tervezték, ezért többnyelvű menürendszer is került bele. Az alkalmazott megoldás lehetővé teszi azt is, hogy az aktuális üzenetek és feliratok nyelvét a program futása közben bármikor módosítsuk. Az egyes nyelvekhez tartozó kifejezéseket egy XML-alapú nyelvi fájlban tárolja a program, így az esetleges módosításokat vagy további nyelvek hozzáadását könnyen, akár egy táblázatkezelő programban is el lehet végezni.

Egyedi és igényes vizualizáció

A megbízható működés mellett legalább olyan fontos az igényes megjelenésű grafikus felhasználó interfész. A modern kinézetű vizualizáció érdekében képelemek dinamikus képernyőelemmé alakítása történt meg, ezáltal nagy szabadság nyílt a tervezők számára az egyedi és igényes grafikus felület kialakítására. Mindezek eredménye egy szép és letisztult felhasználói felület lett.

(X)

(forrás: Beckhoff)
hirdetés

kapcsolódó linkek

Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[137065] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés