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Decentrale motorsturingen
Verkorten doorlooptijd van projecten in glastuinbouw
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Integrator Frans van Zaal Totaaltechniek heeft zich in 34 jaar ontwikkeld
tot een specialist in totaaloplossingen voor de glastuinbouw. Zo ontstond
de wens naar een decentrale motorbesturing, waarbij over een AS-interface
datakabel de diverse motoren worden gecontroleerd.
Bedrijfsprocessen in de glastuinbouw vragen een verregaande verfijning van
het logistieke proces. Optimalisatie van de fysieke voorraad van een
(dag)vers product tot en met de weg die dit product aflegt om volgroeid te
raken, zijn sterk bepalend voor het rendement van het proces. Gevolg
hiervan is dat veel producenten kiezen voor een volledig geautomatiseerd
productiesysteem. Het automatiseren van een intern transport- en
teeltsysteem binnen kassen is echter zeer complex en afhankelijk van veel
klanten productspecifieke factoren. Met name de afstemming van de positie
van iedere rolcontainer en het registreren van de groeiontwikkeling van
de planten per container vereist een grote hoeveelheid teken-,
programmeer- en installatiewerk. Doordat ieder project uniek is, evenals
dat iedere kas en plantensoort een andere behandeling kunnen wensen, kan
de besturing hiervan niet eenmalig worden ontwikkeld en dient per project
opnieuw te worden opgezet.
Identieke bouwstenen
Frans van Zaal heeft het proces nader onderzocht en een oplossing
gezocht om de herhaalbaarheid van de diverse onderdelen te vergroten en
deze te automatiseren met een autonome besturing. Daar de conventionele
besturing bestaat uit een centrale PLC met zeer veel I/0-kaarten, waarbij
alle bedrading vanuit de hele kas (veelal meer dan 2,5 hectare!) samen
komt, lijkt dit een economisch voordelige oplossing. Zo ontstond de wens
naar een decentrale motorbesturing, waarbij over een AS-interface
datakabel de diverse motoren worden gecontroleerd. Door de besturing op te
delen in afzonderlijke – identieke - bouwstenen kan men de ontwikkel- en
installatietijd sterk reduceren.
Toepassing van het decentrale Rapid Link-concept (Moeller) biedt
voordelen. Door plaatsing van een motorstarter annex -regelaar bij de
motor kan iedere motor als een autonome aandrijfeenheid worden gezien bij
installatie en softwareontwikkeling. Alle sensoren, welke bij de
motoreenheid horen, worden direct naar de lokaal opgestelde Rapid
Link-eenheid gevoerd en niet meer via vele lange kabels naar de centrale
PLC. De sensordata worden via AS-interface en Profibus DP naar de
hoofdbesturing gebracht. Geen lange data- en motorkabels meer vanuit één
besturingskast, wat storingen en EMC-problemen elimineert. Software en
installatiefouten worden tot een minimum beperkt doordat iedere motorunit
met sensoren als één object kan worden geïnstalleerd en getest. Door de
uniformiteit van de instellingen van de controllers hoeven enkel de
energie en AS-interface datakabel naar de behuizing gevoerd te worden, wat
de installatie eenvoudiger en overzichtelijker maakt.
Het aantal eenheden is beperkt, wat de uniformiteituitwisseling eenvoudig
maakt. De onderhoudbaarheid van de installatie wordt hierdoor vergroot.
Rapid Link voldoet aan de IP65-norm voor toepassing bij hoge
luchtvochtigheid, direct contact met water bij beregening en ook de
gesloten behuizing is bestand tegen vuil.
De resultaten
De firma Van Zaal Totaaltechniek heeft bewust voor het decentrale
concept gekozen omdat de doorlooptijd van een project met ca. 25% wordt
bekort. Ook wordt een hogere gelijktijdigheid van het aantal bewerkingen
met een lagere installatieprijs geboden wat het rendement van de
installatie vergroot. De beschikbaarheid van de installatie wordt sterk
vergroot, doordat met de AS-interface bus een snelle diagnose van de aard
en locatie van de storing kan worden gegeven, de componenten snel
verwisseld kunnen worden, het systeem modulair is en onderling taken kan
overnemen. De kabelgoten zijn sterk verkleind doordat nu enkel nog
energie-en datakabels naar de centrale besturingskast worden geleid.
Kabelgoten zijn op vloerhoogte in plaats van boven in de kas gemonteerd
waardoor men eenvoudig bekabeling kan aanbrengen. Tijdens en na
installatie kunnen snel en eenvoudig aandrijfsystemen worden toegevoegd
of verplaatst doordat dan enkel de kabels en enkele instellingen in de PLC
aangepast behoeven te worden. Het concept bestaande uit meerdere autonome
aandrijfunits blijft hierbij gehandhaafd. In de kas is de centrale
besturingskast veelal teruggebracht tot één compacte kast, waarbij de
overige sensoren en frequentieregelaars direct in het veld geplaatst zijn.
Door het objectgeoriënteerde werken met Rapid Link heeft Van Zaal zelf
bovendien meer engineeringtijd beschikbaar om te innoveren. Wat volgens
directeur Henk Peek een wezenlijk deel van het succes van Van Zaal is. <<
Commandes décentralisées
Réduire la durée des projets dans l’horticulture en serres
L’intégrateur Frans van Zaal Totaaltechniek est devenu en l’espace de 34
ans un spécialiste en solutions globales pour l’horticulture en serres.
Ainsi est né le souhait d’une commande décentralisée de moteurs,
permettant le contrôle des divers moteurs via un câble de données
AS-interface.
Les processus de production dans l’horticulture en serres exigent un
affinement très poussé du processus logistique. L’optimisation du stock
physique d’un produit frais (du jour) jusqu’au chemin que doit parcourir
ce produit pour arriver à maturité détermine en grande mesure le rendement
du processus. Par conséquent, de nombreux producteurs optent pour un
système de production entièrement automatisé. L’automatisation d’un
système de transport interne et de culture dans des serres est cependant
très complexe et dépend de nombreux facteurs spécifiques aux produits du
client. L’harmonisation de la position de chaque conteneur roulant et de
l’enregistrement du développement de croissance des plantes par conteneur
réclame par exemple un travail de dessin, de programmation et d’installation
important. Puisque chaque projet est unique et que chaque serre et type de
plante peut nécessiter un traitement différent, la commande ne peut être
développée une fois pour toutes.
Des modules identiques
Frans van Zaal a examiné le processus de plus près et cherché une
solution pour augmenter la répétitivité des divers éléments et les
automatiser au moyen d’une commande autonome. Puisque la commande
conventionnelle s’appuie sur un PLC central équipé de nombreuses cartes
d’E/S, qui rassemble tout le câblage en provenance de la serre (souvent
plus de 2,5 hectares), sa solution semble avantageuse sur le plan
économique. Ainsi est né le souhait d’une commande décentralisée de
moteurs, permettant de contrôler les divers moteurs au travers d’un câble
de données AS-interface. En divisant la commande en modules distincts et
identiques, le temps de développement et d’installation peut être
fortement réduit. L’application du concept décentralisé Rapid Link (Moeller)
offre de nombreux avantages. En plaçant un départ-moteur/régulateur près
du moteur, chaque moteur peut être considéré comme une unité d’entraînement
autonome lors de l’installation et du développement du logiciel. Tous les
capteurs faisant partie de l’unité de moteur sont directement raccordés à
l’unité locale Rapid Link plutôt que par de nombreux câbles de grande
longueur vers le PLC central. Les données des capteurs sont acheminées via
l’AS-interface et Profibus-DP vers la commande principale. Finis les longs
câbles de données et ceux des moteurs partant d’une seule armoire de
commande et, par conséquent, finis les nombreuses pannes et les problèmes
d’EMC. Le logiciel et les erreurs d’installation sont réduits au minimum
puisque chaque unité de moteur dotée de capteurs peut être installée et
testée comme un seul objet. Grâce à l’uniformité des réglages des
contrôleurs, seuls les câbles d’énergie et de données AS-interface doivent
être tirés vers le boîtier. Rapid Link rencontre la norme IP65 permettant
un usage sous une humidité d’air élevée ou sous un contact direct à l’eau
en cas de pluie. Le boîtier fermé résiste également aux crasses.
Les résultats
La société Van Zaal Totaaltechniek a sciemment opté pour le concept
décentralisé qui réduit le délai d’un projet d’environ 25%. Les
traitements sont mieux synchronisés pour un prix d’installation plus
intéressant, ce qui augmente le rendement de l’installation. L’installation
est nettement plus disponible puisque le bus AS-interface permet un
diagnostic plus rapide de la nature et de l’emplacement de la panne. Les
composants peuvent être rapidement remplacés et les systèmes modulaires
peuvent se reprendre des tâches mutuellement. Les chemins de câbles sont
également plus petits étant donné que seuls les câbles d’énergie et de
données doivent être tirés vers l’armoire de commande centralisée. Les
chemins de câbles sont placés au niveau du sol plutôt qu’en hauteur dans
la serre. La pose des câbles ne représente dès lors plus aucune difficulté.
Durant et après l’installation, des systèmes d’entraînement peuvent être
rajoutés ou déplacés rapidement et simplement puisque seuls les câbles et
quelques réglages dans le PLC doivent être réalisés. Le concept composé de
plusieurs unités d’entraînement autonomes est ainsi maintenu. Dans la
serre, l’armoire de commande centrale se résume souvent à une seule
armoire compacte, tandis que les autres capteurs et régulateurs de
fréquence sont directement placés sur le terrain. Grâce au travail orienté
objet que propose Rapid Link, Van Zaal dispose de plus de temps d’ingénierie
pour innover. Ce qui explique en grande partie notre succès, nous déclare
son directeur Henk Peek.
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