Control electrohidráulico productividad de doble máquina

Los sistemas hidráulicos a menudo se consideran una poderosa fuente de energía, pero son difíciles de controlar con precisión. Es excelente para aplicar una gran fuerza o mover objetos pesados, pero a veces también tiene la reputación de ser propenso a los golpes y costoso de mantener. Esta percepción podría haber tenido sentido hace algunos años, pero una nueva clase de controles electrónicos está revolucionando la hidráulica como el motor preciso y de alto rendimiento para muchas aplicaciones de máquinas de servicio pesado.

Valley Hay Co. quería aumentar la producción de sus prensas, que funcionan a una sola velocidad para comprimir los materiales más difíciles. Después de actualizar los controles, la prensa ahora funciona a la máxima velocidad dependiendo del material que se comprima.


Esto es especialmente importante en la economía actual, donde la actualización de los sistemas de control puede hacer que las máquinas viejas funcionen tan bien o mejor que las nuevas a un costo mucho menor que comprar otras nuevas. Tanto para máquinas nuevas como existentes, se puede programar una nueva generación de controladores electrohidráulicos para agregar nuevas funciones de automatización que antes no eran posibles.

Los beneficios de los sistemas hidráulicos
Una empresa que celebra las ganancias de productividad que vienen con un control hidráulico preciso es Compañía de heno del valle , Harrisburg, Oregón. La empresa comercializa todo tipo de productos forrajeros para alimentación animal, incluyendo alfalfa, festuca y heno. El heno procesado por la empresa se envía principalmente al extranjero. Para minimizar los costos de envío, Valley Hay comprime las pacas en aproximadamente un 50 % antes de cargarlas en los contenedores de envío.

Durante años, la empresa ha utilizado prensas hidráulicas para comprimir pacas. No hay dos pacas de productos forrajeros que se compriman exactamente de la misma manera. La alfalfa es la más fácil porque contiene muy poco aire. En el otro extremo del espectro, el raigrás es el más duro debido a sus tallos duros. Incluso al comprimir el mismo tipo de material, cada ciclo comprimirá de manera diferente porque no hay dos bolsas que tengan exactamente el mismo peso.

Cuatro de las prensas hidráulicas más antiguas de Valley Hay utilizan sistemas de control basados ​​en PLC para controlar los cilindros hidráulicos de las máquinas. Este sistema no puede cambiar la tasa de compresión de cada paquete para tener en cuenta la variabilidad del material que se comprime. Las prensas más antiguas funcionan a la misma velocidad constante, relativamente lenta, de un paquete a otro. Además, el viejo control PLC no puede controlar el sistema hidráulico sin problemas. Esto da como resultado más vibración, lo que genera más tiempo de inactividad y costos de reparación.

Busca un mejor control
Cuando los directores de Valley Hay comenzaron a desarrollar una nueva prensa de alto volumen, buscaron una mejor manera de controlar las cuatro prensas de 13 pulgadas de la máquina.hoyo, 72 pulg. Cilindro hidráulico de carrera. Los nuevos cilindros debían sincronizarse dentro de tolerancias de 1/4 de pulgada y funcionar lo más rápido posible de acuerdo con el material agrícola que se comprimía. Esto requerirá controles hidráulicos que a menudo son más precisos y versátiles que los que se usan típicamente en la industria agrícola.

A uno de los directores, Trevor Derstine, se le ocurrió una idea: estaba al tanto de los complejos controles hidráulicos utilizados en la industria de productos forestales y tenía el presentimiento de que podrían resolver sus propios problemas. Para este propósito, los distribuidores hidráulicos locales recomiendan que consideren los controladores de movimiento fabricados por Delta Computer Systems Inc. de Vancouver, Washington.

Se seleccionó el controlador de movimiento programable RMC150 de Delta para controlar el sistema hidráulico, y Derstine solicitó a Delta asistencia técnica para programar el movimiento utilizando el paquete de software de programación de Delta, RMCTools. Inicialmente, Delta sugirió usar los comandos de movimiento sincronizado estándar de RMC para impulsar los cilindros. Sin embargo, estos comandos se controlan a cierta velocidad y no necesariamente permiten que el sistema hidráulico funcione lo más rápido posible. Esto provocó un movimiento lento y, a medida que aumentaba la fuerza de compresión sobre el émbolo, la prensa comenzó a experimentar errores de seguimiento. El tecnólogo jefe de control de movimiento de Delta, Peter Nachtwey, encontró rápidamente una solución a este problema mediante el desarrollo de un algoritmo de «movimiento rápido sincronizado».

algoritmo de rescate
El algoritmo que Nachtwey desarrolló para la cortadora de césped es esencialmente un comando de bucle abierto, aplicado selectivamente a diferentes válvulas, lo que permite que el sistema hidráulico mueva el émbolo a la máxima velocidad. El algoritmo siempre proporciona voltaje de control total al eje más atrasado y ajusta los voltajes de control de los otros ejes para mantener todos los ejes sincronizados. Por el contrario, los comandos estándar de bucle cerrado no pueden moverse a la velocidad máxima y, sin embargo, mantener el control.

Luego, Delta implementó el algoritmo en el programa de usuario de RMCTools. Los programas de usuario son similares a las macros en los lenguajes informáticos tradicionales, pero con una interfaz gráfica. Los programas de usuario de Delta facilitan la creación de secuencias de movimiento y son lo suficientemente potentes como para implementar algoritmos de control avanzados de alta velocidad. Esta característica le permite a Delta implementar rápidamente algoritmos que requerirían más recursos y tiempo para implementarse como instrucciones estándar en el firmware del controlador. En el futuro, Delta Computer Systems planea agregar este algoritmo al conjunto de comandos de RMC para que otros fabricantes de máquinas puedan acceder fácilmente a esta funcionalidad.

Después de implementar el algoritmo, los ingenieros de Delta probaron el algoritmo utilizando el simulador integrado de RMC mientras trabajaban en su escritorio. Dado que el algoritmo se prueba previamente y utiliza las ganancias de ajuste existentes, el algoritmo funciona perfectamente la primera vez que se ejecuta en el hardware del sistema real. El algoritmo logra una tolerancia de sincronización de menos de 0,005 pulgadas, mucho menos que las 0,25 pulgadas requeridas.

mejora impresionante
El nuevo algoritmo de movimiento simultáneo de varios ejes funcionó tan bien que los diseñadores de máquinas de Valley Hay decidieron aplicar el algoritmo a los otros cuatro cilindros hidráulicos (que expulsan la paca después de completar la compresión), así como a la carrera de retracción del cilindro principal de la prensa. Para controlar estos ejes adicionales, Valley Hay agregó un segundo controlador de movimiento RMC150 a la máquina. Un actuador de precompresión de un solo eje que empuja la paca a la posición de prensa también permite el movimiento de bucle cerrado. El PLC proporciona un control de supervisión básico, simplemente instruyendo a Delta RMC para que inicie su programa.

Los resultados comerciales fueron inmediatos e impresionantes. Se han tardado más de 300 segundos en completar el ciclo de compresión. Con el nuevo controlador, el ciclo de raigrás tarda unos 53 segundos. A este ritmo, se puede cargar un contenedor completo en 45 minutos, muy por debajo del promedio anterior de 2 horas.»Esto nos da una ventaja económica real sobre nuestros competidores», dijo Derstine.»También ahorramos en costes de producción. Se requiere menos gente para operar la máquina y se desperdicia menos material. Además, envolvemos las pacas en mangas en lugar del tradicional flejado y envoltorio retráctil, lo que ahorra dinero. «

“Tengo que decir que Delta está haciendo un gran trabajo en el negocio de los controladores”, continuó Derstine.»Respondieron como equipo y tenían un producto flexible que podía configurarse fácilmente para satisfacer nuestras necesidades. Nuestro sistema ahora se mueve más del doble de rápido y no produce picos de presión. Esto alarga la vida de nuestras máquinas. «

Valley Hay ha tenido una experiencia tan positiva que planea adaptar las prensas más antiguas para usar controladores Delta tan pronto como sea posible, comenzando con al menos una prensa más durante el invierno de 2008-2009.

Esta información fue enviada por Jacob Paso de Delta Computer Systems Inc. Para más información visite www.deltamotion.com .

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