Choć większość jaj kończy egzystencję w postaci jajka na miękko, sadzonego lub jajecznicy, te spośród nich, które spełniają określone wymagania wagowe trafiają do inkubacji i wylęgarni. Prinzen, holenderska firma, specjalista w branży jajczarskiej, skonstruowała maszynę, która jest w stanie zważyć imponującą liczbę 30.000 jaj w ciągu godziny. Sterownik kontrolujący pracę maszyny dostarczyła firma B&R.
Maszyna Ovograder waży 30.000 jaj na godzinę – dwa razy tyle, co jej poprzedniczka, Elgra 3. Rynkiem pierwotnym dla maszyn Ovograder firmy Prinzen jest branża drobiarska. Maszyna, dokonująca szybkiej, liniowej klasyfikacji świeżo zniesionych jaj wylęgowych, jest obecna na rynku już od blisko dwóch lat. "Urządzenia do przetwórstwa jaj wylęgowych to jeden z naszych atutów" – mówi Willy Groot Zevert, menedżer produktu w Prinzen. "To są jaja, z których po inkubacji wyklują się pisklęta przeznaczone do hodowli i konsumpcji. Pakujemy jaja w kuwety lub w skrzynki lęgowe, ułatwiające transport do wylęgarni".
Dobre jajo
Do wylęgu nadają się wyłącznie jaja o masie od 50 do 70 gramów. Pisklęta z jaj lżejszych lub cięższych nie spełniają standardów narzucanych przez hodowców drobiu, gdyż w kalkulacjach paszowych stosunkowo jednolity ciężar piskląt odgrywa istotną rolę. Jaja, które nie spełniają tych kryteriów trafiają do sprzedaży, do spożycia lub są przetwarzane na paszę dla zwierząt.
Chociaż Ovograder został opracowany dla jaj wylęgowych, system można także stosować do jaj przeznaczonych do konsumpcji. Ten segment rynkowy jest bardzo duży, niemniej kierownictwo Prinzen jest przekonane, że firma jest w stanie obsłużyć znaczną jego część. Ovograder ma trzy kanały odprowadzające do jaj wylęgowych. "Prawidłowe", "Zbyt małe" i "Zbyt duże". Jaja konsumpcyjne z kolei klasyfikowane są w czterech różnych kategoriach wagowych: S, M, L i XL.
"Wszystkie jaja produkowane przez daną fermę drobiu są w istocie bardzo zbliżone pod względem wielkości" – wyjaśnia Zevert. "Zdecydowana większość z nich mieści się w kategoriach M i L, dlatego przewidziano dla nich osobne odprowadzenia. Rozmiary S i XL można umieszczać razem w trzecim korytku" – mówi Groot Zevert. Jaj w rozmiarach S i XL jest na tyle mało – zwykle nie więcej niż 5 - 8% – że większość użytkowników woli sortować je ręcznie.
Gerben Kuenen, Inżynier Oprogramowania, Prinzen
"POWERLINK umożliwia połączenie liniowe wszystkich naszych systemów i obsługę przy użyciu jednego monitora – to naprawdę działa! Żaden inny dostawca nie był w stanie zaoferować nam tego połączenia. Zdalna diagnostyka jest bardzo pomocna, gdyż poziom wyszkolenia operatorów w różnych krajach jest bardzo zróżnicowany. Rozwiązanie B&R zapewnia im szybko i niezawodnie pomoc, której potrzebują."
Elektroniczne testowanie jaj
Ovograder jest jednym z elementów wysoce zautomatyzowanego systemu. Jego wejściem są gniazda, z których świeżo zniesione jaja od razu trafiają na pierwszy przenośnik. Jaja transportowane są siecią przenośników na linię pakowania z przodu stanowiska. Zanim dotrą do maszyny Ovograder, przechodzą przez stół kontrolny, gdzie pracownik oddziela jaja popękane lub o nieregularnym kształcie. "Obecnie pracujemy nad rozwiązaniem problemu automatyzacji tego kroku" – oznajmia Zevert.
Rząd pionowych klinów układa jaja na przenośniku w sześć kolumn, przesuwając je ostrożnie przodu i do tyłu, aby zrobić miejsce i zapobiec tworzeniu się wąskich gardeł.
"Jajko jest najmocniejsze na końcach" – zauważa Groot Zevert. "Korzystamy z tej własności, ustawiając jaja w ten sposób, aby wszystkie wstrząsy, jaki muszą wytrzymać były absorbowane przez końce." Ogólnym celem jest oczywiście zadbanie o to, aby przelot jaja przez maszynę był możliwie płynny. "Każdy krok w procesie niesie ze sobą ryzyko pęknięcia skorupki" – mówi Prinzen, inżynier oprogramowania w firmie Gerben Kuenen. Dlatego firma używa miękkich materiałów, wszędzie tam, gdzie jest to możliwe. "Ponadto najpierw testujemy każdy system przy pomocy elektronicznego jaja. Jajo testowe jest nafaszerowane elektroniką, która ma zmierzyć siły ciążenia. W ten sposób możemy dowiedzieć się, gdzie dokładnie konieczne jest precyzyjne dostrojenie".
Dokładne pomiary z filtrami programowymi B&R
Jaja są transportowane w sześciu kolumnach na przenośnik rolkowy. Ruch toczny w sposób naturalny ustawia jaja bokiem, co umożliwia bardziej sprawne przenoszenie. Następnie jaja staczają się wzdłuż prowadnicy – partiami po sześć sztuk – po niewielkiej pochyłości. Jest to krótki moment, w którym ma miejsce swobodny – choć kierowany – ruch toczny: doskonała sposobność, aby zważyć jaja.
Maszyna Elgra 3 poprzedniej generacji ważyła każde jajo statycznie. Aby zrealizować cel w postaci zwiększenia wydajności do imponującej liczby 30.000 jaj na godzinę, trzeba było zrezygnować z ważenia statycznego. Firma Prinzen opracowała koncepcję, która pozwala ważyć jaja w sposób dynamiczny, w trakcie toczenia. Każde jajo toczy się swobodnie po podziałce połączonej z ogniwem obciążnikowym.
"Wykonujemy pomiary co kilka milisekund" – wyjaśnia Kuenen. "Z uwagi na dużą liczbę kolizji, które mają miejsce przy tych prędkościach, uzyskanie wiarygodnych wyników wymaga pomiaru wielu próbek. Wykonujemy je dzięki filtrom programowym B&R, a także kilku dodatkowym, które opracowaliśmy sami. Wyniki są podawane z dokładnością do dziesiątych części grama, choć wymagania techniczne dopuszczają tolerancję do pół grama".
"Dla firm przerabiających duże ilości produktu, ten poziom precyzji jest niezwykle ważny" – mówi Kuenen. Firmie Prinzen udaje się nawet zerować podziałkę między pomiarami. Pozwala to szybko skompensować wszelkie zanieczyszczenia lub masę jajeczną, która może się gromadzić na skali.
POWERLINK i diagnostyka zdalna autorstwa B&R
Jeśli chodzi o sterowanie urządzeniem Ovograder, Prinzen korzysta z pomocy firmy B&R, która również dostarczyła rozwiązanie systemu sterowania sprawdzonego z tak dobrym skutkiem w modelu Elgra 3. "Maszyna Elgra 3 wprowadzona przez nas do produkcji w 2006 r. była pierwszym na rynku urządzeniem zdolnym wykonywać liniowe pomiary elektroniczne. Sprawa rozpatrywana z perspektywy sterowania miała kilka ważnych aspektów. Nasz ówczesny partner nie był w stanie zaoferować nam rozwiązania zgodnego z naszą wizją. Potrzebowaliśmy partnera, który jest w stanie zapewnić nam sterownik programowalny z wbudowanymi kartami ogniw obciążnikowych – w dodatku chodziło o sześć sterowników umieszczonych obok siebie".
Firma Prinzen chciała również mieć jeden centralny terminal operatora. "POWERLINK umożliwia połączenie liniowe wszystkich naszych systemów i obsługę przy użyciu jednego monitora – to naprawdę działa!" – mówi Kuenen. Żaden inny dostawca nie był w stanie zaoferować nam tego połączenia. Spośród wielu języków programowania oferowanych przez B&R wybraliśmy język Structured Text, który okazał się bardzo prosty w użyciu. Zdalna diagnostyka jest bardzo pomocna, gdyż poziom wyszkolenia operatorów w różnych krajach jest bardzo zróżnicowany. Rozwiązanie B&R zapewnia im szybko i niezawodnie pomoc, której potrzebują."
"Firma Prinzen szukała partnera do spraw automatyzacji, który aktywnie uczestniczyłby w opracowaniu rozwiązania. W B&R mieli również sprzęt potrzebny firmie Prinzen do zintegrowania ogniw obciążnikowych. Mogliśmy oznaczyć wszystkie próbki w jednym zautomatyzowanym obiekcie. Dane z pomiarów były następnie przedmiotem obliczeń wykonywanych przez sterownik B&R. Przystępując do realizacji takiego projektu, można również przyjrzeć się wszystkim pozostałym komponentom maszyny, które mają być zautomatyzowane. Nie widzimy sensu w angażowaniu większej liczby dostawców niż to konieczne" – mówi Wico Reineman, przedstawiciel handlowy B&R. Stąd w ofercie B&R urządzenie Power Panel 65. "Jest to sterownik i system interfejsu w jednym," mówi Reineman. Power Panel 65 generuje również informacje przydatne na szczeblu zarządczym, łatwo dostępne z pośrednictwem portu USB lub przeglądarki www.
Prinzen ma szczególnie wymagania w zakresie szybkości i precyzji. "W przypadku maszyny Ovograder, musieliśmy dostosować sprzęt, aby sprostać ich wymaganiom" – mówi Reineman. "Branża jajczarska ma wiele sekretów. Prinzen stosuje ogniwo obciążnikowe ważące ciężary do do trzech kilogramów. Ogniwo służy do ważenia szybko toczących się jaj o średniej wadze 64 gramów – z dokładnością do dziesiątych części grama. Jest to poziom prędkości i precyzji nie często dotąd spotykany.
Prinzen planuje w najbliższych latach zainstalować kilkuset maszyn Ovograder. Reineman i Kuenen i są przekonani, że następny ważny etap – wydajność rzędu 40 000 jaj na godzinę – może zostać osiągnięty jeszcze przy aktualnej konfiguracji sprzętu.