La solution IO-Link réduit le temps de mise en service des machines de remplissage

Elopak mise sur IO-Link et les modules de bloc ultracompacts de Turck pour sa nouvelle plate-forme de machines de remplissage Pure-Fill - augmentant ainsi la vitesse de mise en service, la flexibilité et la rentabilité.

Elopak développe et fabrique des machines de remplissage de cartons de boissons à Mönchengladbach. Le spécialiste de l'emballage utilise IO-Link comme technologie de base pour l'automatisation de sa nouvelle plate-forme de machines Pure-Fill. Les composants Ethernet et de réseau de Turck ont été choisis en raison de leur flexibilité, de leur facilité de câblage et de leur intégration transparente dans l'ingénierie Profinet. Les modules d'E/S multiprotocoles ultracompacts TBEN-S2-4IOL, -4AI et -8DXP ainsi que le commutateur Ethernet TBEN-LL-SE-M2 ont été particulièrement appréciés.

Tout le monde l'a probablement déjà tenue dans ses mains : la brique à boisson "Pure-Pak" d'Elopak. L'un des principaux fournisseurs mondiaux de systèmes d'emballage carton et de machines de remplissage, Elopak, dont le siège se trouve à Spikkestad, en Norvège, propose des solutions d'emballage innovantes fabriquées à partir de matériaux renouvelables, recyclables et issus de l'agriculture durable. La filiale allemande Elopak GmbH développe et fabrique des machines de remplissage sur son site de Mönchengladbach. Ces systèmes hautement spécialisés ouvrent le carton, versent le liquide et le remplissent de manière aseptique pour finalement sceller les cartons de boissons de manière étanche à l'air. Les systèmes sont autonettoyants et ne doivent pas être démontés. Les briques à boisson sont remplies directement sur le lieu d'installation en respectant les normes d'hygiène les plus strictes.

Nouvelle génération de machines avec un large éventail d'applications

La nouvelle plate-forme de machine Pure-Fill, basée sur le modèle précédent E-PS120 A, est conçue pour être particulièrement flexible et adaptable aux exigences des clients. "Notre objectif premier était de développer une machine modulaire qui puisse être facilement adaptée aux besoins spécifiques des clients tout en conservant la même conception générale", explique Horst Klesse, Manager Electrical Design, Product & Development chez Elopak. La plate-forme de la nouvelle machine de remplissage doit être flexible pour traiter une large gamme d'applications - boissons à faible acidité comme le lait ou boissons à forte acidité comme les jus de fruits, dans différents volumes tels que des boîtes d'un litre ou de deux litres, à des vitesses de remplissage allant jusqu'à 14 000 cartons de boissons par heure et une production sur deux à cinq lignes.

La plate-forme de machines PureFill-60AL peut être adaptée à différents produits et exigences des clients
Le TBENS2-4IOL permet une utilisation efficace d’IO-Link et d’E/S numériques dans un design ultra-compact
Les modules TBEN-S2 ont une largeur de 32 mm et permettent un montage flexible dans de nombreux endroits
Switch Ethernet TBEN-LL-SE-M2 à 8 ports 100Mbit et 2 ports Gbit pour une transmission rapide des données
Les modules TBEN-S compacts assurent une communication efficace dans l'installation
« TBEN-S2 est la solution idéale pour notre application, car il n'existe pas d'alternatives comparables »

Plus de flexibilité avec la même empreinte

Lors de l'intégration d'IO-Link dans la plate-forme de la machine, la taille globale du système devait rester inchangée malgré la flexibilité accrue. "Dans la nouvelle plateforme, nous voulions utiliser IO-Link de manière cohérente dans toute la machine, mais la taille des modules maîtres utilisés précédemment posait un problème", explique Horst Klesse, décrivant ce défi au cours du développement. "En outre, des appareils sans connexion IO-Link ont également dû être intégrés au système."

Maître IO-Link compact : peu encombrant et combinable

Les modules d'E/S multiprotocoles TBEN-S2-4IOL, TBEN-S2-4AI et TBEN-S2-8DXP de Turck et le commutateur Ethernet/IP IP67 à 8 ports ont fourni la solution. Avec une largeur de seulement 32 millimètres, les appareils TBEN-S2 ultracompacts sont idéaux pour les systèmes dont l'espace est limité. Cela signifie que les groupes de modules peuvent être facilement montés à différents endroits du système, même directement sur les rails profilés. L'utilisation de petits connecteurs M8 et de câbles plus fins permet une connexion aisée, même si les modules sont montés directement l'un à côté de l'autre et reliés par de petits ponts. "Les exigences pour le maître IO-Link optimal pour la plate-forme de la machine de remplissage étaient une conception compacte, la capacité multiprotocole, une alimentation M8, une connectivité Profinet, des options de connexion appropriées et une large gamme d'options de montage", explique Klesse. "Les modules TBEN-S2 de Turck sont ceux qui répondent le mieux à ces exigences."

Le module maître TBEN-S2-4IOL dispose de quatre ports IO-Link de classe A et d'E/S numériques. Malgré sa conception compacte, il offre une large gamme d'options de communication et permet une intégration facile des dispositifs IO-Link dans l'ingénierie Profinet sans logiciel supplémentaire, grâce au SIDI de Turck : Simple IO-Link Device Integration. Jusqu'à quatre capteurs ou concentrateurs d'E/S peuvent être connectés via les canaux maîtres IO-Link, ce qui permet de connecter jusqu'à 64 capteurs au total. Les deux connexions Ethernet/bus de terrain M8 à 4 pôles permettent une communication flexible via Profinet, EtherNet/IP et Modbus TCP, tandis qu'un câblage simple via une topologie de ligne est possible grâce au commutateur Ethernet intégré. Le serveur web intégré simplifie les diagnostics et la mise en service, ce qui rend le TBEN-S2-4IOL extrêmement polyvalent et facilite grandement l'intégration des appareils.

Le TBEN-S2-4AI, de conception identique, offre une solution puissante pour les applications traitant des signaux analogiques. Avec quatre entrées analogiques pouvant être configurées pour la tension, le courant, les sondes à thermistance ou les thermocouples, il est possible de s'adapter de manière polyvalente à différentes exigences. Chaque entrée analogique peut être configurée individuellement, ce qui permet une utilisation flexible. L'utilisation universelle de ces modules analogiques est unique sur le marché. Comme un seul type de module est nécessaire pour gérer tous les types de valeurs analogiques courants, cela simplifie également l'inventaire des pièces de rechange et, en fin de compte, la maintenance de la machine. Le commutateur Ethernet intégré simplifie le câblage et optimise la communication.

Le TBEN-S2-8DXP est la solution compacte de Turck pour les applications nécessitant le traitement de signaux numériques. Avec huit canaux numériques universels configurables en entrée PNP ou en sortie 2 A, ce module permet également une personnalisation spécifique à l'application. Les fonctions de diagnostic de l'alimentation par port d'E/S et de diagnostic de sortie par canal garantissent une surveillance fiable et une détection rapide des défauts. "Nous pouvons fournir la machine avec seulement trois petits modules identiques en termes de forme de construction, de dimensions et de connexions", souligne M. Klesse. "Il est ainsi possible d'installer des capteurs simples sans IO-Link. Des groupes de quatre à six appareils, voire plus, peuvent également être facilement constitués dans le système et raccordés à l'aide de câbles M8 plus fins." Le module offre en outre une troisième sortie de commutation sur chaque port M12, soit un total de 12 signaux de commutation. Cela permet, par exemple, de connecter et de commander des lampes à trois segments via un câble standard.

Temps d'installation réduit de plus de 50

L'un des principaux avantages de la solution IO-Link est la réduction du temps d'installation de plus de 50 % et du temps de mise en service de 30 %. Ce gain de temps considérable réduit non seulement le temps de production, mais aussi les coûts globaux. Le paramétrage hors ligne des dispositifs IO-Link directement à partir de l'ingénierie Profinet simplifie considérablement la mise en service et élimine les réglages manuels fastidieux des capteurs et des actionneurs. La maintenance est également considérablement simplifiée : Comme toutes les propriétés et tous les paramètres des maîtres et des appareils sont directement disponibles dans le fichier de projet central du contrôleur, le remplacement automatique des appareils en cas d'endommagement peut également être effectué sans problème, tant pour les maîtres que pour les appareils IO-Link.

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