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Accionamientos y variadores de frecuencia para una nueva planta de embotellado

Nord Drivesystems suministra accionamientos y transmisiones por engranajes para los sistemas de envasado, paletizado y tecnología de transporte, diseñados e instalados por BMS Maschinenfabrik en la nueva fábrica de la compañía Hacklberger Beverage. La capacidad de descentralizado, la alta precisión de posicionamiento y el bajo consumo energético de las soluciones de Nord Drivesystems son factores clave del éxito de esta nueva instalación que produce hasta 36 000 botellas por hora.


El Hacklberger Getränke- und Logistikcenter (HGL) (Centro Hacklberger de bebidas y logística), fundado en 1998, es una empresa disociada (spin-off) de la fábrica de cerveza Hacklberger donde, según documentos históricos, se ha fabricado cerveza desde 1618. La compañía suministra a unos 1.200 distribuidores de bebidas y es una de las mayores fábricas de cerveza de la zona de Baviera en Alemania. Las bebidas allí embotelladas incluyen 14 tipos distintos de cerveza, 25 tipos de cerveza sin alcohol, cuatro tipos de agua mineral y 12 clases de mercancías. Más de 300.000 hectolitros salen de las instalaciones productivas cada año y la nueva planta embotelladora llena más 36.000 botellas por hora.

Los consumidores tienden a poner varios tipos de botella mezcladas en las cajas para devolverlas a la tienda. Cuando las cajas con botellas mezcladas llegan a Hacklberger son difíciles de gestionar. A su llegada, éstas se cargan en un sistema de transporte que las lleva a la sala de producción real. Entonces son colocadas en una cinta específicamente dedicada donde se las identifica automáticamente y se las pasa a las áreas de almacenamiento adecuadas. Las botellas y cajas no reconocidas son dispuestas en la secuencia correcta para su clasificación manual. Después, las cajas pasan por el sistema de limpieza. En el siguiente paso, cuando es necesario, se sacan los tapones de rosca de las botellas. En esta etapa también se sacan las chapas u otros tipos de tapón. Después, las botellas son conducidas al sistema de limpieza. Tras un sofisticado proceso de limpieza, se comprueban los daños en las botellas y se rechazan automáticamente las sucias o defectuosas. Tras rellenarlas con bebida, las botellas se tapan, con tapón roscado o chapa, y se etiquetan. En la siguiente etapa son conducidas a la estación de salida donde se encajan en cajas que luego se colocan en palés. Una vez que se precintan, los palés se devuelven al área central de almacenamiento.

Envasado, paletizado y tecnología de transporte los proporciona una sola fuente, la compañía BMS Maschinenfabrik. »Una de las cosas más importantes fue la interacción de la tecnología automatizada, así como la posibilidad de ser capaz de usar los distintos contenedores que son vaciados por el sistema mediante una amplia gama de métodos de clasificación. Los clientes siempre acuden a nosotros cuando requieren una solución especial que parece imposible.», explica Gerhard Bielmeier, proyectista de BMS Maschinenfabrik.

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Los sistemas de envasado, paletizado y tecnología de transporte de BMS emplean tecnología mecánica y electrónica de accionamiento de NORD. Los conceptos de sistema descentralizado han sido implementados con el trío compacto SK 300E, la combinación de un motorreductor y un convertidor de frecuencia totalmente equipado. El variador de frecuencia SK 300E está montado directamente en el motor y, por tanto, está integrado en la unidad de accionamiento. El variador tiene un nivel de protección máximo de IP55 o IP66. El interfaz CANopen del convertidor de frecuencia permite la parametrización y el control de los dispositivos. Un solo bus puede dirigir hasta 127 participantes. Además de las unidades de accionamiento descentralizadas, se usan también variadores de frecuencia centralizados de la serie SK 700E. Estos incluyen un control de posicionamiento POSICON, que permite la implementación de control de posición relativa o absoluta. »Las posibilidades adicionales de posicionamiento simplifican la tarea del sistema de control. Por ejemplo, existe la posibilidad de usar un detector fotoeléctrico para controlar directamente la unidad de accionamiento, para pararla o volverla a poner en marcha, la cual es fácil de programar», dice Bielmeier.

La eficiencia energética y la tecnología de accionamiento respetuosas con el ambiente fueron también factores importantes a favor de Nord como socio. NORD es uno de los pioneros en el ahorro de energía, y desde los 90 ha ampliado continuamente su saber hacer en este campo. Las unidades de accionamiento NORD están equipadas con un motor ahorrador de energía y un reductor helicoidal de piñon cónico en dos etapas con un rendimiento del 97%. Adicionalmente, todo el equipo se pinta con pintura respetuosa con el ambiente y se usa aceite biodegradable para la lubricación. El control vectorial sin sensor de la corriente de los variadores de frecuencia asegura una adaptación óptima de las unidades de accionamiento a los parámetros de la aplicación y a las condiciones del proceso. Igualmente, el trío SK 300E tiene pocas emisiones electromagnéticas: no requiere cables de alimentación entre variador y motor y, por tanto, no puede haber interferencias electromagnéticas (EM). Los filtros de red integrados mantienen la red de suministro sin interferencias.

El trío NORD SK 300E combina el variador de frecuencia, el motor y la caja reductora en una unidad compacta que incluye un filtro de red. El variador de frecuéncia se instala sobre el adaptador de motor. Los accionamientos con control vectorial de corriente ISD proporcionan un par de arranque elevado y considerables reservas de sobrecarga. Esta robustez los hace útiles en casi cualquier aplicación. El SK 300E es resistente a las fuentes típicas de interferencias tales como las fluctuaciones en la tensión de suministro o los cambios rápidos de temperatura. Los dispositivos son especialmente fáciles de controlar y programar. Para invalidar los sistemas de control, las unidades de accionamiento descentralizadas pueden acoplarse mediante todos los sistemas de bus de campo comunes, desde Profibus-DP hasta Canopen/DeviceNet e InterBus o un interfaz ASI. Para la operación manual local sobre la máquina, el convertidor de frecuencia está disponible con botones giratorios frontales que permiten cambiar, en un solo paso, la velocidad y el sentido de giro. Los nuevos modelos SK 225E y SK 235E de la serie SK 200E, con interfaz AS (AS-i) integrada están disponibles con salidas de 0,25 a 7,5 kW. Los convertidores SK 200E se montan en la caja de terminales del motor para conseguir unidades de accionamiento combinadas totalmente integradas y listas para usar sobre el terreno En el cableado AS-i basta conectar el cable amarillo del bus. Estos sistemas robustos, fiables y económicos, son idóneos grandes instalaciones en planta, p.e., cintas transportadoras, y están especialmente adecuados para los sectores de mercado sensibles al factor económico.

Diseñado para un rango de potencias medio a alto, el SK 700E está opcionalmente disponible con la función de control de posición POSICON, que permite hasta 252 posiciones de movimiento. El SK 700E también dispone de módulos opcionales para adaptarlo a todos los buses de campo comunes y facilitar su integración en arquitecturas de automatización ya existentes. Además, el dispositivo tiene una entrada TTL para encoder rotativo y una interfaz SSI para conexión directa a encoders absolutos. Como estándar, los dispositivos se equipan con limitador de freno y filtro de red de alimentación (para curva límite A, según EN 55011, hasta 22 kW). La combinación del convertidor de altas prestaciones y los amplios sistemas de protección y supervisión del convertidor y del motor aseguran la gran fiabilidad del sistema.

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