La solución IO-Link reduce el tiempo de puesta en marcha de las máquinas de llenado

Elopak confía en IO-Link y en los módulos de bloque ultracompactos de Turck para su nueva plataforma de máquinas de llenado Pure-Fill, aumentando así la velocidad de puesta en marcha, la flexibilidad y la rentabilidad.

Elopak desarrolla y produce máquinas de llenado para envases de cartón de bebidas en Mönchengladbach. El especialista en envasado utiliza IO-Link como tecnología básica para la automatización de su nueva plataforma de máquinas Pure-Fill. La decisión de elegir Ethernet y componentes de red de Turck se basó en su flexibilidad, así como en el sencillo cableado y la perfecta integración en la ingeniería Profinet. Los módulos de E/S multiprotocolo ultracompactos TBEN-S2-4IOL, -4AI y -8DXP, así como el conmutador Ethernet TBEN-LL-SE-M2 impresionaron especialmente.

Probablemente todo el mundo lo haya tenido alguna vez en sus manos: el envase de cartón para bebidas "Pure-Pak" de Elopak. Elopak, de Spikkestad (Noruega), uno de los principales proveedores mundiales de sistemas de envasado en cartón y máquinas llenadoras, ofrece soluciones de envasado innovadoras fabricadas con materiales renovables, reciclables y de origen sostenible. La filial alemana Elopak GmbH desarrolla y produce máquinas llenadoras en su planta de Mönchengladbach. Estos sistemas altamente especializados abren el envase, dosifican el líquido y lo llenan asépticamente para, finalmente, sellar herméticamente los envases de bebidas. Los sistemas son autolimpiables sin necesidad de desmontarlos. Los envases de cartón para bebidas se llenan directamente en el lugar de instalación cumpliendo las normas de higiene más estrictas.

Nueva generación de máquinas con una amplia gama de aplicaciones

La nueva plataforma de la máquina Pure-Fill, basada en el modelo predecesor E-PS120 A, está diseñada para ser especialmente flexible y adaptable a las necesidades del cliente. "Nuestro principal objetivo era una máquina modular que pudiera adaptarse fácilmente a los requisitos específicos del cliente manteniendo el mismo diseño general", explica Horst Klesse, director de diseño eléctrico, producto y desarrollo de Elopak. La nueva plataforma de la envasadora debe ser flexible para poder cubrir una amplia gama de aplicaciones: bebidas con bajo contenido ácido como la leche o con alto contenido ácido como los zumos de fruta, en distintos volúmenes como envases de uno o dos litros, a velocidades de llenado de hasta 14.000 envases de bebidas por hora y producción en dos a cinco vías.

  • La plataforma de máquinas Elopak PureFill-60AL puede adaptarse a diferentes productos y requisitos 

  • El TBENS2-4IOL permite el uso eficiente de IO-Link y E/S digitales en un grupo de montaje ultracompacto 

  • Los módulos de E/S de la serie TBEN-S2 sólo tienen 32 mm de ancho y permiten un montaje flexible 

  • El TBEN-LL-SE-M2 con ocho puertos de 100 Mbits y dos de Gbit permite transmisión de datos rápida y segura

  • Los módulos TBEN-S compactos garantizan una vía de comunicación eficaz en el nodo de proceso de la planta

  • ''TBEN-S2 demostró ser la solución ideal para la aplicación, ya que no existen alternativas comparables''.

Más flexibilidad con el mismo espacio

Al integrar IO-Link en la plataforma de la máquina, el tamaño total del sistema debía seguir siendo el mismo a pesar de la mayor flexibilidad. "En la nueva plataforma, queríamos utilizar IO-Link de forma coherente en toda la máquina, pero el tamaño de los módulos maestros utilizados anteriormente era un problema", afirma Horst Klesse, describiendo un reto durante el desarrollo. "También había que integrar en el sistema dispositivos sin conexión IO-Link".

Maestro IO-Link compacto: ocupa poco espacio y es combinable

Los módulos de E/S multiprotocolo TBEN-S2-4IOL, TBEN-S2-4AI y TBEN-S2-8DXP de Turck y el conmutador Ethernet/IP de 8 puertos IP67 proporcionaron la solución. Con una anchura de sólo 32 milímetros, los dispositivos ultracompactos TBEN-S2 son ideales para sistemas con espacio limitado. Esto significa que los grupos de módulos pueden montarse fácilmente en distintos puntos del sistema, incluso directamente en los carriles de perfil. El uso de conectores M8 más pequeños y cables más finos facilita la conexión, incluso si los módulos se montan directamente uno al lado del otro y se conectan con pequeños puentes. "Los requisitos del maestro IO-Link óptimo para la plataforma de la máquina de llenado eran un diseño compacto, capacidad multiprotocolo, fuente de alimentación M8, conectividad Profinet, opciones de conexión adecuadas y una amplia gama de opciones de montaje", explica Klesse. "Los módulos TBEN-S2 de Turck son los que mejor cumplen estos requisitos".

El módulo maestro TBEN-S2-4IOL dispone de cuatro puertos IO-Link de clase A y E/S digitales. A pesar de su factor de forma compacto, ofrece una amplia gama de opciones de comunicación y permite una fácil integración de dispositivos IO-Link en la ingeniería Profinet sin software adicional, gracias a la "Integración Simple de Dispositivos IO-Link" SIDI de Turck. Se pueden conectar hasta cuatro sensores o concentradores de E/S a través de los canales maestros IO-Link, lo que permite conectar un total de hasta 64 sensores. Las dos conexiones Ethernet/bus de campo M8 de cuatro polos permiten una comunicación flexible a través de Profinet, EtherNet/IP y Modbus TCP, mientras que el conmutador Ethernet integrado permite un cableado sencillo utilizando una topología de línea. El servidor web integrado simplifica el diagnóstico y la puesta en servicio, lo que hace que el TBEN-S2-4IOL sea extremadamente versátil y facilita considerablemente la integración de dispositivos. 

El TBEN-S2-4AI, de idéntico diseño, ofrece una potente solución para aplicaciones que procesan señales analógicas. Con cuatro entradas analógicas configurables para tensión, corriente, RTD o termopares, permite una adaptación versátil a diferentes requisitos. Cada entrada analógica puede configurarse individualmente, lo que permite un uso flexible. El uso universal de estos módulos analógicos es único en el mercado. Dado que sólo se necesita un tipo de módulo para procesar todos los tipos de valores analógicos habituales, esto también simplifica el inventario de piezas de repuesto y, en última instancia, el mantenimiento de la máquina. El conmutador Ethernet integrado simplifica el cableado y optimiza la comunicación. 

El TBEN-S2-8DXP es la solución compacta de Turck para aplicaciones que necesitan procesar señales digitales. Con ocho canales digitales universales, configurables como entrada PNP o salida de 2 A, este módulo también permite adaptaciones específicas de la aplicación. Las funciones de diagnóstico de la alimentación por puerto de E/S y el diagnóstico de salida por canal garantizan una supervisión fiable y una rápida detección de fallos. "Podemos suministrar la máquina con sólo tres pequeños módulos idénticos en cuanto a forma, tamaño y conexiones", subraya Klesse. "Esto permite instalar incluso sensores sencillos sin IO-Link. También se pueden formar fácilmente grupos de cuatro a seis o incluso más dispositivos en el sistema y conectarlos con los cables M8 más finos." Como característica especial, el módulo ofrece una tercera salida de conmutación en cada puerto M12, es decir, un total de 12 señales de conmutación. 

Tiempo de instalación reducida en más de un 50%

Una de las mayores ventajas de la solución IO-Link es la reducción del tiempo de instalación en más de un 50% y del tiempo de puesta en marcha en un 30%.  Este considerable ahorro de tiempo no sólo reduce el tiempo de producción, sino también los costos totales. La parametrización offline de los dispositivos IO-Link directamente desde la ingeniería Profinet simplifica considerablemente la puesta en marcha y pone fin a los laboriosos ajustes manuales de sensores y actuadores. El mantenimiento también se simplifica considerablemente: Dado que todas las propiedades de los dispositivos y los parámetros de los maestros y los dispositivos están disponibles directamente en el archivo de proyecto central del controlador, la sustitución automática de dispositivos en caso de daños también se puede realizar fácilmente sin ningún problema, tanto para los maestros IO-Link como para los dispositivos.

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