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CONTROLLO E REPORTING OTTIMIZZATI PER LE OPERAZIONI DI MISCELAZIONE DI TERRICCIO E SUBSTRATO

31 maggio 2016

CONTROLLO E REPORTING OTTIMIZZATI PER LE OPERAZIONI DI MISCELAZIONE DI TERRICCIO E SUBSTRATO

Le prove a campione rivestono un ruolo importante nel controllo qualità per la produzione di mix di terriccio e substrati, e il miglioramento delle tecniche di controllo dei processi rappresenta il più recente sviluppo in questo settore. Queste evoluzioni si concretizzano nell’uso di dispositivi sofisticati per misurare volume, umidità, massa e densità. Quando integrate nei sistemi di gestione più aggiornati, queste tecniche perfezionate assicurano prodotti finali uniformi e di alta qualità. 

Se state valutando di ottimizzare un sistema di controllo qualità esistente o di acquistarne uno nuovo, può esservi utile capire meglio il tipo di attività svolte da questi dispositivi.

Sistema di gestione

Il componente principale del controllo qualità è il sistema di gestione. Senza un tale sistema la maggior parte dei dispositivi usati lungo una linea di lavorazione non raggiunge l’efficienza ottimale e non può essere monitorata adeguatamente. Il sistema di gestione standard è un touch screen grafico, mentre la gestione di livello più elevato è offerta da un sistema SCADA (sistema di monitoraggio e raccolta dei dati) su computer desktop. Un buon sistema SCADA:

- Fornisce un’immagine precisa e completa dell’operazione

- Raggruppa i dati di produzione relativi a diversi dispositivi di controllo e attrezzature

- Visualizza rapidamente i dati di produzione con semplici grafici

- Acquisisce e facilita l’analisi dei dati di produzione

- Monitora e salva anomalie e allarmi per l’analisi 

Le versioni SCADA tecnologicamente più avanzate consentono di calcolare l’efficienza complessiva delle attrezzature (OEE), usando immagini 3D per fornire una valutazione in tempo reale completa e accurata del processo di controllo qualità, e indicatori colorati che mostrano lo stato dei singoli elementi delle attrezzature lungo la linea.

Dosaggio gravimetrico

Il dispositivo di controllo utilizzato più a lungo è probabilmente l’unità di dosaggio gravimetrico (cioè misurazione del peso) per i fertilizzanti e gli additivi. Comune in altri settori da svariati decenni, è stato ampiamente utilizzato nella produzione di mix di terriccio e substrati nel corso degli ultimi 10-15 anni. Questo dispositivo è disponibile in diverse configurazioni: può essere di tipo vibrante, a coclea e a nastro, che risulta essere il più adatto per questo settore Le unità tecnologicamente più avanzate possono essere alimentate direttamente da un sacco durante la lavorazione, come le unità di dosaggio volumetrico ampiamente utilizzate. 

Tuttavia le unità di dosaggio gravimetrico presentano il vantaggio di essere più precise delle loro controparti volumetriche. Questa precisione deriva dal controllo ad anello chiuso delle prime, che regola costantemente l’output in base alla quantità desiderata; se dotate di serranda regolabile, possono raggiungere il massimo range di portata. Di conseguenza la quantità di materiale che erogano è più precisa rispetto a quella delle unità volumetriche, con un miglioramento della gestione delle scorte di fertilizzanti e additivi.

Misurazione del volume

Un altro dispositivo di controllo è la bilancia da nastro, usata nell’industria degli aggregati per misurare la quantità di materiale sfuso che passa sui nastri trasportatori, solitamente espressa in tonnellate/ora. Siccome il materiale usato nei mix di terriccio e substrati ha una densità inferiore rispetto agli aggregati, le bilance da nastro non sono molto precise per la loro produzione. Questo perché la tensione e la variazione di allineamento del nastro influiscono poco nella misurazione di materiali densi come gli aggregati, mentre invece introducono un ampio margine di errore nella misurazione di materiali leggeri. Se si volesse utilizzare questa soluzione, l’intero nastro trasportatore dovrebbe essere installato su una bilancia per eliminare forze indesiderate e ottenere misurazioni accurate. 

Il modo più preciso per misurare il flusso di materiale leggero è l’uso di sensori volumetrici laser. Invece di misurare il peso, questi sensori misurano il profilo del materiale mentre passa su un nastro trasportatore. Siccome le misurazioni di volume sono comuni nell’industria dei mix di terriccio/substrati, questi sensori vengono integrati facilmente e sono utilizzati senza difficoltà dagli operatori delle attrezzature. I sensori volumetrici laser possono essere usati anche per controllare il punto di funzionamento di un’unità di dosaggio gravimetrica misurando la portata del materiale sfuso in entrata. La misurazione del flusso è usata in molte applicazioni, dal controllo delle tramogge di alimentazione per garantire un flusso regolare di materie prime, fino alla misurazione della quantità di materiale prodotto per l’inventario.

Controllo dell’umidità

Il controllo dell’umidità è un altro settore che si sta evolvendo grazie all’uso di componenti specializzati. Le tradizionali configurazioni con valvole a sfera e tubi forati vengono via via sostituite da sofisticate servo valvole e flussometri abbinati a sensori, che ottengono un livello preciso e ripetibile di umidità nel materiale lavorato.

Misurazione della densità

Ultima, ma non per importanza, la densità è una caratteristica determinante di substrati e miscele, specialmente in Europa. Può essere riferita al livello di umidità ed essere usata per stabilire il volume del materiale venduto sfuso. Esistono molti modi per determinarla. Uno è quello di collegare un sensore volumetrico laser a un nastro trasportatore su un sistema di pesatura, come descritto sopra in “Misurazione del volume”.

Quando un sensore volumetrico laser è correttamente posizionato come dispositivo in linea, presenta il vantaggio di poter gestire compiti multipli. Ad esempio può controllare simultaneamente il livello di umidità e l’ingresso di materiale mentre ne valuta la densità. Il secondo tipo di misurazione della densità avviene tramite un’unita di campionamento, costituita da un container dal peso noto su celle di carico e da un dispositivo di campionamento (solitamente un trasportatore di prelievo o una piastra mobile). Una volta che il materiale di cui occorre determinare la densità viene aggiunto a questo container, l’unità di campionamento ne indica la densità. Diversamente dai sensori volumetrici laser multitasking, un’unità di campionamento può essere usata solo per misurare la densità. Un altro metodo per determinare la densità si avvale di un sensore radioattivo. Quando il materiale che passa davanti a questo sensore è uniforme per quantità e composizione, il sensore è in grado di indicarne la densità. Tuttavia, i substrati e le miscele includono solitamente differenti materiali di base (torba, compost, terriccio ecc.), per cui le letture di densità di un sensore radioattivo sono in qualche misura variabili. Inoltre i sensori radioattivi richiedono una speciale approvazione dalle autorità, oltre a essere costosi da gestire e da smaltire, quindi non risultano ideali per questo settore.

 

Autore : Julien Dubé - Programming Automation Engineer

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