Productie van bitumen-dakbedekking: digitalisering en contactloze snelheidsmeting

Soms kan de continue output van één enkele digitale gemeten waarde de complete besturing van de productieprocessen fundamenteel verbeteren. Dat is precies, wat er bij IKO, een toonaangevende producent voor dakmaterialen in het Verenigd Koninkrijk, gebeurde. Daar lukte het met behulp van een nieuwe, lasergebaseerde, contactloze meettechnologie van SICK, de gegevens rondom de productiesnelheid te digitaliseren. Zodoende werden niet alleen de lokale engineers ontlast. De leidinggevenden worden bij de controle van de productie, kosten en productkwaliteit ondersteund van een afstand van enkele duizenden kilometers.

IKO is een wereldwijd actieve onderneming, die op meer dan 30 productielocaties in Noord-Amerika en Europa producten maakt voor dakbedekking, dakafdichting en dakisolatie. De directie van de onderneming, met het hoofdkantoor in Canada concentreert zich daarbij vooral op de efficiëntie van de productie en de kwaliteit van de producten.

Bitumen dakbedekking: het productieproces

Of het nu gaat om een wolkenkrabber met kantoorruimtes of een tuinhuisje: de productie van dakbedekking verloopt altijd volgens hetzelfde principe. Met behulp van een 30 meter lange productiefaciliteit wordt bitumen bij 170 °C aangebracht op een 1 meter brede onderlaag. Vervolgens worden volgens streng gecontroleerde recepten in een continu proces mineralen en andere stoffen toegevoegd.

Voor de productie van eindeloze dakbedekkingsbanen wordt bij iedere rolwissel de baan van een nieuwe rol dragermateriaal vastgemaakt aan het einde van de uitlopende baan van de lege rol. Bovendien wordt een bufferlus gevormd, om ervoor te zorgen, dat het productieproces steeds met dezelfde snelheid wordt voortgezet.

In een continu productieproces is één meetgrootte belangrijker dan alle andere: de snelheid, waarmee de installatie draait, bepaalt hoeveel materiaal wordt verwerkt en houdt daarmee rechtstreeks verband met de naleving van de gespecificeerde samenstelling in het geproduceerde eindproduct. Hoe dichter deze snelheid dus bij het doel van 100% komt, des te hoger is ook de productkwaliteit.

Geringe tolerantie voor de gemeten snelheid

Toch stonden de ingenieurs in het Britse Appley Bridge voor een probleem: de digitale telleruitgang ontving de snelheidsmeting van een naderingsschakelaar, die al aan het begin van het proces was afgestemd op een tandwieloverbrenging. Het invoeren van de snelheidsgegevens van de installatie in het globale MES (Manufacturing Execution System) van het bedrijf van PRODAC gebeurde via een encoder, die weer was aangebracht op een wikkelmachine aan het einde van het proces.

Als gevolg daarvan werden door de operaters in Groot-Brittannië en de Britse en Canadese leidinggevenden op het hoofdkantoor verschillende bronnen gebruikt voor de snelheidsmeting, wat ertoe leidde, dat de gemeten waarden herhaaldeijk discrepanties vertoonden. Zodoende probeerden de operators steeds, de feedback van het management overeenkomstig te implementeren en het in dit geval onbereikbare doel van 100% aan snelheid en kwaliteit te vervullen.

Contactloze meting van de snelheid

"Voor een nauwkeurige meting moeten we de snelheid van het product meten, niet de snelheid van de machine, waarbij geen rekening wordt gehouden met de slip van het materiaal. Sensoren zoals de meetwiel-encoder hebben direct contact met het product en zijn eerder ongeschikt voor materialen zoals dakbedekking, dat aan het begin van het proces heet en kleverig kan zijn. Bovendien zijn ze onderhevig aan een hogere slijtage", legt de technisch manager Paul Hayward uit. "Bovendien wilden we af van meetapparatuur, die in de machine moet worden geïntegreerd. Die kunnen worden verontreinigd door het proces, maar zijn moeilijk toegankelijk voor onderhoud of vervanging."

Contactloze lasersensor

Vanwege de gunstige prijs en de precieze meeteigenschappen koos IKO voor de contactloze laser-oppervlakte-bewegingssensor SPEETEC van SICK, die door het Britse ingenieursteam in Wigan werd geïnstalleerd in een samenwerking met het ondersteunende personeel van SICK.

SPEETEC is ondergebracht in een aluminiumbehuizing met de afmetingen van slechts 140 × 95 × 32,5 mm en is daarmee bij uitstek geschikt voor de gebruiksomstandigheden op de locatie Wigan. Daarbij kon SPEETEC direct worden geïntegreerd in de installatie-PLC van Allen Bradley, zonder dat extra elektronica nodig was voor de verwerking van het uitgangssignaal. Net als bij een incrementele encoder worden de gemeten waarden direct in de sensor automatisch omgezet naar TTL/HTL-signalen en kunnen zo probleemloos worden ingevoerd in de machinebesturing.

De digitale output van de SPEETEC-sensor werd zowel in de visuele snelheidsmeter als in het PRODAC-meetsysteem van IKO geïntegreerd. Zo worden de gemeten waarden aan de werkplaats doorgegeven maar kunnen ook door het internationale managementteam op afstand kan worden opgeroepen.

"De ondersteunende technici van SICK hebben ons bij de installatie van het product steeds met raad en daad ter zijde gestaan en hebben ons erg geholpen", vertelt Hayward verder. "De SPEETEC-sensor is weliswaar ontworpen voor hoge technische vereisten, maar de eigenlijke uitgave is niet bijzonder gecompliceerd. De sensor doet de "slimme dingen" zelf en geeft deze aan het einde als simpele informatie aan ons door.”

Uniforme gegevensuitvoer

"Het team van IKO in Wigan mag alles één van de eerste producenten van bouwmaterialen in het Verenigd Koninkrijk profiteren van het prestatievermogen van het contactloze meetprincipe van SPEETEC ," zegt Darren Pratt, productmanager Motion Control Sensors bij SICK in het Verenigd Koninkrijk en gaat verder: "Net als veel van onze klanten waren ook zij aangenaam verrast, hoe voordelig het product is, hoe eenvoudig het kan worden geïntegreerd in hun bestaande infrastructuur en hoe makkelijk de hantering is. Na minder dan 12 maanden is de investering in een SPEETEC in de regel al afgeschreven."

Pratt voegt toe: "Nu kunnen we bij onze dagelijkse technische besprekingen en de communicatie met de IKO-centrale vertrouwen op de nauwkeurige digitale meetgegevens. De SPEETEC doet zijn werk stil en geruisloos en geeft steeds zonder afwijkingen 100 % aan. Geen nieuws is hier in de ware betekenis van het woord het beste nieuws!“.

Andere artikelen

Voortdurende controle van de foliebanen: zodat er niets fout gaat

Meer lezen

Meer lezen