Come ottenere il massimo dal tuo mescolatore chiuso

Calandra sala mescole

Le tre nuove funzioni software che ancora non conosci per migliorare anche del 30% la produzione dei mescolatori

Mi sono accorto che ancora troppi miei clienti utilizzano solo le funzioni basiche del nostro modulo mescolatori chiusi, lavorando o a tempo o a temperatura.

Ho pensato allora di scrivere questo articolo per presentare tre funzioni molto utili e spesso poco utilizzate che potrebbero aiutarti a migliorare la produzione anche del 30% (specie l’ultima).

Sia che tu abbia un nuovo mescolatore od un mescolatore vecchio dotato del nostro software di controllo MyFlexPlant, sapere come utilizzarlo al meglio ti permetterà di sfruttare ogni secondo ed ogni kilowatt di energia. Se il tempo è denaro anche l’energia ovviamente è denaro.

Sono stati effettuati numerosi studi che dimostrano come sia poco efficiente un ciclo di mescolazione basato solo su una grandezza (tempo, temperatura o energia). Il motivo è semplice: non si possono considerare costanti nel tempo e ripetibili le variabili coinvolte nel processo di mescolazione.

Questo vuol dire che componenti lavorati in inverno o in estate si comportano in modo diverso; che lo stesso componente da fornitori diversi ha un comportamento diverso; che l’ambiente di lavoro non è costante (pensa ad esempio all’acqua di raffreddamento).

Per poter avere una maggiore garanzia di ripetibilità del ciclo e per far sì che si avvicini il più possibile alla formula del laboratorio, il metodo migliore è quello di impostare nei vari step di mescolazione tutte e tre le grandezze.

Funzione 1. Cambio passo con logica AND/OR

Non dovrebbe essere necessario ma meglio ripassare il significato di ognuna di queste grandezze:

  • Tempo: indica dopo quanti secondi si considera terminato uno step del programma;
  • Temperatura: indica a quale temperatura (uguale o superiore) si considera lo step terminato e si passa al successivo;
  • Energia: indica dopo quanta energia elettrica consumata dal motore principale si considera lo step concluso.

Il fatto di lavorare con più grandezze vuol dire indicare al programma di passare allo step successivo quando si verificano più condizioni contemporaneamente.

Ma anche questo approccio potrebbe risultare non corretto per cui voglio indicarti la prima funzione software complessa che devi conoscere: la programmazione AND/OR.

La pagina di programmazione delle fasi di mescolazione presenta questa griglia:

Tramite questa funzione puoi stabilire le condizioni di cambio fase con la massima precisione.

La combinazione AND richiede che tutte le condizioni indicate (quelle che hanno un valore diverso da “0”) siano contemporaneamente rispettate.

La combinazione OR richiede che almeno una delle condizioni della riga OR sia rispettata.

Nell’esempio per avere un cambio passo occorre che siano passati almeno 60 secondi dall’inizio step, la temperatura sia di almeno 85°C e siano stati consumati almeno 3,4Kwh di energia.

Però se la temperatura dovesse superare i 92°C, a prescindere dalle altre grandezze, si avrebbe ugualmente un cambio di passo.

Perché è importante questa funzione

Se opportunamente configurata ti permette di risolvere i singoli problemi che avresti lavorando con solo una grandezza.

Ad esempio, lavorando con solo il tempo (come purtroppo fanno in molti), non hai la garanzia di aver raggiunto la temperatura corretta oppure potresti averla superata se hai problemi con l’acqua di raffreddamento.

Mentre se lavori solo per temperatura potresti aver lavorato troppo poco i componenti o comunque non in modo ottimale, specie se siamo in estate ed il mescolatore è caldo.

Sebbene l’uso dell’energia come condizione di cambio passo sia un metodo più preciso (e complesso) degli altri due, anche questo non ti garantisce il giusto tempo di mescolazione o la giusta temperatura, come nel caso la pressione del pistone non sia ottimale.

Utilizzare tutti i tre parametri in AND ti consente di verificare

  • che si sia avuta una mescolazione per un tempo minimo
  • che si sia raggiunta la temperatura ottimale di passo
  • che si sia effettivamente fatto un lavoro grazie all’energia consumata.

Il controllo in OR per le singole voci ti permette di avere una scappatoia automatica nel caso qualcosa non abbia funzionato a dovere nelle logiche AND (per esempio nel caso la mescola fosse già troppo calda), evitando un prematuro indurimento (se preferisci “curing”).

Funzione 2. Curva di temperatura in soglia

Se la prima funzione è poco utilizzata ma è conosciuta, questa è per lo più sconosciuta a molti.

Quando abbiamo sviluppato i primi programmi di controllo mescolatori, ormai oltre 20 anni fa, ci siamo accorti, grazie all’esperienza dei chimici con cui collaboravamo, che il solo funzionamento per tempo, temperatura o energia non garantiva il controllo sulla curva di temperatura.

In pratica avendo a disposizione tanti parametri su cui agire (velocità rotori, pressione pistone, tempo, energia, temperatura) mancava un controllo sul modo con cui la temperatura doveva aumentare nel tempo.

Inoltre, mancava la possibilità di fare mescolazioni a temperatura costante con lo scopo di aumentare la dispersione, specie nei grossi mescolatori.

Per questo abbiamo introdotto la retroazione sul controllo di temperatura per mantenere la temperatura della mescola all’interno di valori predeterminati nello step.

Come funziona la retroazione sul controllo di temperatura

Nella pagina dell’impostazione delle fasi mixer, per ogni passo configurabile, trovi la colonna Temp.R. ( o T.R. nelle versioni vecchie):

Impostando una temperatura minima ed una massima per lo step in esame, si indica al sistema di agire o sul numero di giri o sulla pressione del pistone (o su entrambi) per mantenere la temperatura all’interno di questo range.

La funzione lavora nel seguente modo:

  • A inizio step parte un tempo di attesa
  • Passato questo tempo, se la temperatura è inferiore a quello che ci si aspetta, si aumentano di un valore impostabile i giri dei rotori o la pressione del pistone (o entrambi)
  • Se la temperatura è superiore, si diminuiscono i giri dei rotori o la pressione del pistone (o entrambi)
  • Il controllo viene ripetuto durante il passo a intervalli regolari ed ogni volta si verifica la temperatura per agire in un modo o nell’altro
  • Naturalmente sono presenti parametri per indicare i giri minimi accettati e quelli massimi, stessa cosa per la pressione.

Un esempio pratico è quello in cui si vuole lavorare la mescola ma non la si vuole scaldare troppo. Impostando solo un tempo si rischierebbe di avere una temperatura troppo bassa o alta, mentre impostando anche una temperatura si perderebbe il controllo su come questa temperatura sale.

Per utilizzarlo al meglio, occorre dividere la curva di temperatura su più step in modo da creare dei gradini e lavorare finemente su ogni gradino.

Oppure se si vuole lavorare a temperatura costante come fanno i produttori di pneumatici, con uno step ci si porta alla temperatura desiderata e successivamente con un secondo step si lavora per tempo ma attivando il controllo sulla retroazione con un piccolo delta di temperatura.

Questa è una funzione che non sempre è presente sui software dei produttori di mescolatori, per noi è standard dal 1997.

Funzione 3. Gestione tempi ciclo di mescolazione

Nelle produzioni discontinue occorre tarare tutta la produzione sull’elemento più lento della catena di lavorazione.

A volte è il mescolatore, altre volte è la calandra o il mescolatore aperto.

In pratica si può iniziare un nuovo ciclo quando si ha la certezza di poterlo scaricare.

Il problema è che dove le lavorazioni dipendono ancora dall’uomo, quindi quando non abbiamo un’automazione completa, la produttività dell’operatore non è costante e di conseguenza non lo è il tempo di lavorazione.

Questo su un turno di 7 o 8 ore provoca differenze anche importanti sui kg prodotti dalla linea.

La funzione di gestione tempo ciclo evita che questo accada e sprona l’operatore a tenere un ritmo costante nel tempo. Per ogni formula di mescolazione, sono presenti una serie di parametri, alcuni di questi agiscono sul tempo ciclo:

Questi sono Max Cycle Time e Cycle Time (tempo massimo ciclo e tempo ciclo).

Se impostati correttamente, permettono due controlli:

  • Un allarme nel caso il ciclo duri più di 420 secondi (in questo caso), allarme di cui l’operatore dovrà dare spiegazione (Max Cycle Time);
  • Inizio automatico del ciclo seguente ogni 360 secondi, permette di scadenzare e meglio programmare la produzione (Cycle Time).

Parametro Tempo Ciclo

Approfondiamo meglio il funzionamento del parametro Tempo Ciclo.

Se questo parametro è diverso da 0 ed il sistema è impostato per lo start ciclo automatico, una volta trascorso questo tempo (da inizio ciclo) automaticamente viene iniziato il ciclo successivo. Se non è impostato lo start automatico, il sistema accetta lo start dell’operatore solo se è trascorso questo tempo dall’inizio del ciclo precedente.

Per poter funzionare correttamente, il tempo ciclo reale – comprese tutte le fasi di caricamento, pulizia, mescolazione, scarico – deve essere inferiore a questo valore.

In altre situazioni, ammettendo che non sia il mescolatore l’anello debole della catena (quello che richiede più tempo ciclo) il parametro dovrebbe essere impostato sulla lavorazione più lunga + un tempo T di tolleranza.

In questo modo si ha la certezza di poter lavorare X cicli per turno. Nel caso non si riesca, se non sono intervenuti allarmi di macchina, il motivo può essere unicamente su come hanno lavorato gli operatori, che dovranno spiegare il perché non siano stati rispettati i tempi.

Conclusioni

Come vedi si tratta di diverse funzioni utili per consentirti di controllare al meglio il tuo mescolatore e posso assicurarti che sono in sviluppo nuove fantastiche funzioni per aiutarti a migliorare ulteriormente la produzione ed essere un passo avanti alla concorrenza.

Per questo motivo è importante tenere aggiornato il modulo mescolazione, se non vuoi che siano i tuoi concorrenti a sfruttare le nuove funzioni.

Mi auguro che questo articolo ti sia stato utile.

Se vuoi conoscere in dettaglio queste funzioni e come sfruttarle al meglio ti ricordo che se hai il contratto di assistenza (Gold, Platinum o Diamond), puoi chiamare gratuitamente gli uffici Multi Data.

I nostri tecnici si collegheranno con il tuo software e ti mostreranno in tempo reale come impostare queste funzioni.

Mentre se hai bisogno di me, puoi scrivermi a claudio.tosi@multidata.it o telefonarmi allo 059 537902.

Buona vita

Claudio Tosi

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