Vantaggi della misurazione digitale della forza nelle macchine da stampa: valutazione di gestione con i contenitori FDT ed i Device Type Manager

Nelle macchine da stampa rotative, la carta deve essere sempre mantenuta ad una tensione la più costante possibile. Questo è l'unico modo per evitare che la carta si pieghi, si sgualcisca o, addirittura, si strappi. Non solo, ma mantenere in un campo dato la tensione della carta, è anche l'unico modo di ottimizzare la qualità di stampa. Per questo motivo il Gruppo di Aziende  Koenig & Bauer, uno dei più grandi costruttori di macchine da stampa nel mondo, si è affidato alla tecnologia di misura HBM.

La Koenig & Bauer AG (KBA) costruisce macchine da stampa rotative per giornali e stampati commerciali, macchine offset per fogli e stampa digitale, e macchine per applicazioni speciali. Il Gruppo KBA Group impiega circa 8.300 persone in tutto il mondo. Al QG a Würzburg (Germania), il team di Sviluppo opera per il continuo miglioramento dell'attuale tecnologia di stampa. Fornendo la KBA macchine da stampa in tutto il mondo, il continuo sviluppo si concentra sulla facilità di messa in funzione e sulla possibilità di manutenzione remota. È solo dall'anno scorso che la KBA è passata dalla tecnologia di misura analogica a quella digitale ed ora ha luogo un'ulteriore ottimizzazione, con l'introduzione dell'appropriata Device Type Manager (DTM) (Gestione del Tipo di Dispositivo) e dell'applicazione FDT, le quali consentono il monitoraggio considerevolmente più accurato delle macchine da stampa e l'efficiente gestione dell'attività.

Force measurement in printing presses.

Principio di misura

Nella macchina da stampa, la tensione del nastro di carta è misurata dai cosiddetti rulli di guida. A tal scopo, vengono applicati gli estensimetri (ER) HBM nei cuscinetti su cui vengono montati i rulli guida. Gli estensimetri generano un segnale quando il cuscinetto è deformato dalla forza che il nastro di carta trasmette al rullo guida. Il collegamento degli estensimetri giunge in parallelo ad un amplificatore di segnale. Ciò consente di determinare i segnali degli estensimetri di ambedue i cuscinetti ed il segnale di uscita dell'amplificatore viene usato per il successivo controllo.

Nuovi amplificatori digitali

Per tale scopo vengono impiegati gli amplificatori digitali HBM digiCLIP DF30DP. Essi forniscono un valore di forza assoluta che, insieme alle variabili geometriche note quali la larghezza del nastro di carta e l'angolo di avvolgimento del rullo guida, può essere convertita direttamente nella forza di tensione della carta, che si riferisce alla larghezza del nastro di carta. “Il più grande vantaggio di questa nuova tecnologia è che può eliminare completamente la necessità della impegnativa taratura meccanica”, afferma Holger Engert, Direttore della Tecnologia di Misura responsabile dello sviluppo della misurazione della forza di tensione del nastro alla KBA. Ciò consente all'azienda di risparmiare tempo prezioso e pertanto i costi, durante la messa in funzione. Holger Engert riassume in tal modo: “Inizialmente eravamo stupiti che fossimo in grado di ottenere dalla HBM i cuscinetti completamente assemblati con gli estensimetri già tarati, ad un prezzo migliore del nostro precedente fornitore.”

Facile integrazione nel concetto di controllo

Force measurement in printing presses.Dato che l'amplificatore dispone della interfaccia Profibus DP, è molto facile  integrarlo nel concetto primario di controllo del processo di stampa. Per ogni bobina di carta sono installati quattro punti di misura. Contenendo ogni macchina da stampa fino a dodici bobine, il massimo numero di punti di misura è 48. La comunicazione col livello di controllo, che è basato sulla tecnologia PC, avviene mediante Ethernet. Ciò rende possibile anche la manutenzione remota della macchina da stampa, ad esempio mediante VPN. Gli amplificatori digitali sono ideali per tale concetto. Il controllo primario può leggere in qualsiasi momento i parametri di controllo della tensione della bobina di carta. Si può accedere al controllo anche per la manutenzione remota, il ché non era possibile con la convenzionale tecnologia analogica. “Dato che vendiamo le nostre macchine in tutto il mondo, è un vantaggio cruciale la possibilità di effettuare la manutenzione in modo totalmente remoto”, aggiunge Holger Engert. Nel caso di problemi, è inoltre possibile risparmiare denaro se i parametri e gli stati del processo possono essere ad esempio verificati dalla Germania. Dato che gli ingegneri di servizio hanno accesso al pieno controllo della macchina via VPN, occorrono solo alcuni minuti per lanciare la diagnostica dei componenti di misura e di controllo, per localizzare ed eliminare qualsiasi possibile guasto. A lungo termine, ciò aiuta a ridurre la quantità di attività di installazione.

Device Type Manager (DTM)

Come menzionato all'inizio, un contributo importante proviene dal nuovo Device Type Manager recentemente introdotto, sviluppato specificamente dalla HBM per gli amplificatori digiCLIP. Il DTM opera in modo molto simile ai normali driver per stampante dei PC. Esso comprende tutte le funzioni richieste per la parametrizzazione, funzionamanto e diagnosi degli amplificatori digiCLIP. Una interfaccia utente grafica garantisce la facilità d'impiego. Lo IndraWorks della Bosch Rexroth viene usato dalla KBA quale contenitore dello FDT (Field Device Tool) su cui girano tutti gli DTM. Ora, con un solo doppio click dul DTM, il tecnico dei servizi riceverà in un punto centrale un rapporto di status di tutti gli amplificatori digiCLIP che sono stati installati, in modo che possa essere immediatamente effettuata una diagnosi esaustiva. Le prove con il contenitore FDT ed il DTM sono state quasi del tutto completate con successo ed il prototipo della macchina da stampa stà operando con affidabilità.

Riguardo ai vantaggi del DTM, Holger Engert dice: “Senza generare una singola linea di codice programma, siamo stati in grado di utilizzare tutte le funzionalità del software HBM ‘digiCLIP Assistant’ in un'applicazione cornice FDT non costruttore-dipendente, per la parametrizzazione ed il monitoraggio dei nostri punti di misura della tensione della bobina.”

“La consulenza competente e non complicata ricevuta dal team HBM responsabile durante la fase del prototipo, ci ha realmente aiutato nel passare senza problemi alla nuova tecnologia”, conclude Holger Engert.

Amplificatori digiCLIP

Gli amplificatori digiCLIP della HBM sono assolutamente ideali per le applicazioni di automazione in ambiente industriale. La tecnologia di misura stabile e senza rumore è la caratteristica di questi moduli, e fornisce una eccezionale qualità di misura. I moduli a frequenza portante forniscono misurazioni affidabili e senza rumore di variabili quali forza, deformazione, coppia e pressione. All'utente occorrono solo alcuni secondi per adattare senza errori la tecnologia dei sensori all'amplificatore. Ciascun modulo dispone della interfaccia Profibus DP per la comunicazione, che può essere impiegata per la parametrizzazione, acquisizione delle misure, diagnosi remota e salvataggio (backup). È disponibile anche un adattatore Profibus separato, per effettuare un collegamento standard al Profibus. I moduli possiedono internamente un processore digitale del segnale per calcolare le grandezze caratteristiche pratiche quali gli allarmi, i valori istantanei o di picco, dai segnali di misura. Questo potente condizionamento del segnale è auto-monitorato, riducendo così il carico dei seguenti sistemi di automazione. Questo risulta un modo facile per realizzare strutture distribuite. Il Device Type Manager (DTM) è ora disponibile gratuitamente, e possiede una interfaccia utente grafica per la parametrizzazione, funzionamento e diagnosi di tutti gli amplificatori digiCLIP installati, da un punto centrale.

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