Eenvoudiger eieren verzamelen

Achtergrondinformatie

Sinds de oprichting in 1991 richt Fienhage zich op de ontwikkeling en productie van huisvestingssystemen voor legkippen. Tegenwoordig is er over de hele wereld vraag naar de apparatuur van Fienhage, gevestigd in Lutten bij Vechta in Duitsland. Tot nu toe heeft het bedrijf, dat door de eigenaar geleid wordt, ongeveer 10.000 projecten in 100 landen afgerond. Het productassortiment van Fienhage omvat veel meer dan alleen volières en broednesten. Het omvat ook voer- en drinksystemen, airconditioning- en verlichtingssystemen en eiertransport- en verpakkingssystemen die zijn uitgerust met een moderne automatiseringstechnologie die het werk van agrarische bedrijven aanzienlijk vereenvoudigt. Hellbernd Elektrotechnik uit Vechta is een van de bedrijven die de schakelapparatuur voor de systemen van Fienhage ontwerpt en bouwt. Hellbernd heeft jarenlange ervaring in het ontwerpen en bouwen van schakelapparatuur, besturingssystemen en elektrische installaties voor particuliere en zakelijke klanten. Al meer dan zes jaar bouwt Hellbernd schakelapparatuur voor de systemen van Fienhage en verzorgt het ook het onderhoud en de installatie van de productiefaciliteiten van het bedrijf. 

Uitdaging

“Voor Fienhage is het belangrijk dat hun producten voorzien zijn van eenvoudige besturingselementen die door iedereen bediend kunnen worden”, zegt Daniel Böske, die bij Hellbernd verantwoordelijk is voor de planning van elektrotechnische projecten. “Daarnaast staan ​​operationele veiligheid en een goede prijs-kwaliteitverhouding van de producten bovenaan de lijst met eisen.”

Deze criteria golden uiteraard ook voor het ontwerp van het besturingssysteem dat Hellbernd ontwikkelde voor het eierverzamel- en transportsysteem van Fienhage, dat zal worden geïnstalleerd op een pluimveebedrijf in Spanje. Het pluimveebedrijf bestaat uit vijf kippenstallen en een grote faciliteit waar de eieren worden verzameld, gesorteerd en in eierdozen worden gelegd. Een transportband ‘vangt’ de eieren op die door de kippen in elk gebouw worden gelegd. De transportbanden van de vijf kippenstallen brengen de eieren over naar een dwarsband, die ze vervolgens naar de sorteerhal transporteert. Om de eieren aan de juiste kippenstallen te kunnen toewijzen, moeten alle eieren één voor één gecontroleerd worden.

"Het doel van het project was om het gehele eierverzamelproces centraal aan te sturen vanuit de eierverzamel- en sorteerfaciliteit", legt Daniel Böske uit. “Om onderhouds- en schoonmaakwerkzaamheden te kunnen uitvoeren, moest het echter ook mogelijk zijn om de transportbanden lokaal in elke stal te kunnen bedienen.” Wanneer alle eieren uit een van de stallen zijn verzameld (met andere woorden, de betreffende transportband is leeg), moet deze informatie zichtbaar zijn in de sorteerruimte, zodat vervolgens onmiddellijk de transportband in de volgende stal geselecteerd kan worden. Hiermee worden tijden van stilstand in de sorteerfaciliteit vermeden. “Een extra uitdaging bij dit project waren de zeer lange kabels die op een foutloze en zeer betrouwbare manier moesten worden aangesloten”, voegt Böske toe.

“Deze besturingstaak implementeren met een hardwareoplossing – bijvoorbeeld via schakelaars die elke actor afzonderlijk aansturen – zou complex en duur zijn geweest”, legt Leon Hellbernd uit. “Om met zo’n oplossing opdrachten te versturen en signalen te ontvangen, hadden we een overeenkomstig aantal besturingslijnen moeten aanleggen van de sorteerfaciliteit naar de afzonderlijke transportbanden. Bovendien zouden de hardwarecomponenten dan veel ruimte in beslag genomen hebben.”

Oplossing

Daarom besloot Hellbernd om de easyE4 van Eaton te gebruiken. Dit krachtige stuurrelais maakt efficiënte implementatie van besturingssystemen mogelijk voor uiteenlopende industriële en bouwtoepassingen. Het combineert een hoge mate van flexibiliteit met eenvoudige bediening en biedt alle functionaliteiten van een kleine PLC, maar is aanzienlijk kosteneffectiever.

Hellbernd gebruikte in totaal zeven easyE4's voor het eierverzamel- en transportsysteem: Eén easyE4 vervult de rol van master, terwijl de overige zes de vijf transportbanden in de individuele stallen en de dwarsband aansturen. "Het geïntegreerde display op het hoofdstuurrelais kan worden gebruikt om aan te geven of de andere easyE4's wel of niet moeten worden aangestuurd", aldus Hellbernd. “Onder leiding van de master verwerken de ondergeschikte stuurrelais hun eigen opdrachten en sturen vervolgens informatie terug naar de master of naar de andere easyE4’s. In de automatische modus wordt de Eaton keuzeschakelaar op de master besturingskast gebruikt om te selecteren in welk kippenstal de transportband moet werken. Boven de transportband is een M22-signaallamp van Eaton geplaatst. Deze geeft aan dat de eieren uit een stal al zijn opgehaald, er op dat moment eieren worden opgehaald of dat er een storing is opgetreden. “De zes easyE4’s, die elk één transportband aansturen, tellen de pulsen van de omwentelingen van de transportbandaandrijving”, legt Leon Hellbernd uit. “Op basis van het aantal pulsen herkent de easyE4 wanneer een transportbandgedeelte klaar is met zijn ronde. Dit betekent dat alle eieren zijn verwijderd en de transportband leeg is. Het stuurrelais geeft dit bericht door naar de master, zodat de transportband in het volgende kippenstal kan worden gestart.” Het is ook mogelijk om de gewenste snelheid van alle transportbanden in de masterkast in te stellen.

Alle stuurrelais zijn via Ethernet verbonden en communiceren via NET. Loen Hellbernd verduidelijkt: “Elke easyE4 draait zijn eigen programma. Het voert de opdrachten van de master uit, controleert de invoer en meldt eventuele fouten. De foutsignalen worden weergegeven als NET-variabelen, zodat de andere stuurrelais informatie ontvangen over de betreffende status zonder dat daarvoor verdere evaluatie nodig is.” De stuurrelais checken voortdurend de variabelen van alle andere aangesloten easyE4's. Als er dan één uitvalt, kunnen de andere apparaten hierop reageren en het incident melden. "Omdat maximaal acht easyE4-apparaten via NET binnen hetzelfde netwerk met elkaar kunnen communiceren, was voor deze toepassing geen extra controller op een hoger niveau nodig", benadrukt Hellbernd. Hierdoor worden kosten bespaard en is het opzetten van het systeem een ​​stuk eenvoudiger.

Het Eaton easyE4 stuurrelais wordt geprogrammeerd met de intuïtieve software Eaton easySoft7. Gebruikers kunnen kiezen uit vier programmeertalen, wat betekent dat het schakelschema kan worden gemaakt met behulp van het function block diagram (FBD), het ladder diagram (LD), Eatons eigen 'eenvoudige' programmeertaal EDP of door middel Structured Text (ST). “Ik heb voor dit project gekozen voor gestructureerde tekst (ST) omdat ik die persoonlijk eenvoudiger te begrijpen vind, waardoor ik veel sneller in deze taal kan werken”, aldus Hellbernd. De apparaten kunnen ook worden geprogrammeerd met behulp van het geïntegreerde toetsenbord en display. Volgens Leon Hellbernd werkt het toetsenbord geweldig en is het eenvoudig te gebruiken. “We gebruiken het display ook om berichten te visualiseren op basis van de drie beschikbare achtergrondkleuren.”

Omdat het eierverzamelsysteem binnenkort in Spanje wordt geïnstalleerd, is de mogelijkheid om via Ethernet op afstand onderhoud uit te voeren een extra voordeel voor Fienhage. Bovendien kunnen programma-updates eenvoudig worden geïnstalleerd via de micro SD-kaartadapter in het basistoestel. Hierdoor worden niet alleen reiskosten voor toekomstig onderhoud bespaard, maar kunnen de medewerkers ter plaatse ook zelf procesaanpassingen doorvoeren.

Naast de easyE4 stuurrelais gebruikte Hellbernd ook talrijke andere apparaten van Eaton voor het systeem, waaronder DC1-frequentieomvormers voor de transportbandaandrijvingen, installatieautomaten, compactstarters, magneetschakelaars, M22-indicatielampjes en akoestische sensoren. Ook voor de hoofdschakelaars voor de installatie van de deuren en de keuzeschakelaars voor DIN-railmontage kozen ze voor Eaton-producten. Leon Hellbernd onderlijnt: “Doordat de producten op elkaar zijn afgestemd en eenvoudig aan elkaar gekoppeld kunnen worden, wordt het ontwerp van het bedieningspaneel vereenvoudigd. En natuurlijk is het ook visueel aantrekkelijker als de producten allemaal een uniforme uitstraling hebben.” 

Resultaat

Door gebruik te maken van easyE4 kon Hellbernd de bedrading beperken, ruimte besparen in de besturingskast en een gedistribueerd besturingssysteem implementeren zonder grote programmeerinspanningen – en tegen relatief lage kosten. Leon Hellbound concludeerde: “De easyE4 is eenvoudig te installeren en de configuratie verloopt snel en gemakkelijk, waardoor ook kleine projecten snel gerealiseerd kunnen worden. Een ander voordeel is het geïntegreerde display, dat onze klanten een gedetailleerd overzicht geeft van de fouten en hen dankzij de gebruiksvriendelijke bediening van de apparaten de mogelijkheid biedt om zelf de basisparameters te wijzigen.”