Sensoren van VEGA zorgen voor betrouwbare materiaalaanvoer in spuitgietmachines

Op naar de perfecte vorm - Al meer dan 30 jaar staat Haval BV bekend als fabrikant van disposables en verpakkingsmaterialen voor de voedingsindustrie, waarbij te denken valt aan plastic glazen, bestek, borden, roerstaafjes en vele voedsel verpakkingen. Beperkingen op het gebied van vorm, functie en kleur zijn er niet. En dan te bedenken dat de momenteel internationaal opererende onderneming aanvankelijk in een heel andere tak van sport actief was: Haval is ontstaan vanuit een cafetaria. Maar een van de toenmalige vaste klanten had een spuitgietmachine staan die stond te verstoffen. De klant informeerde of ze bij Haval niet hun eigen vorkjes wilden produceren. Dat wilden ze wel en kort daarna vroegen twee horeca groothandels of ze deze vorkjes niet ook aan hen konden leveren. Dat konden ze! Dit was de doorslaggevende ommekeer in het bestaan van het bedrijf: vanuit een cafetaria werd de onderneming fabrikant van disposables en verpakkingen voor de levensmiddelenindustrie.

Voortdurende innovatie van de productietechnieken heeft ervoor gezorgd dat Haval inmiddels specialist op dit gebied is. Jaarlijks verlaten zo'n 5 miljard eenmalige verpakkingen de hypermoderne productielocatie in het Brabantse Gemert op weg naar klanten in heel Europa. Alle producten worden ontwikkeld in samenwerking met gerenommeerde ontwerpbureaus, waarbij niet alleen het design, maar ook de fysieke eisen van een product centraal staan. Omdat de regelgeving in de Europese Unie gaat veranderen, worden wegwerpartikelen vanaf 2021 verboden, maar Haval zet al enige tijd extra in op de tweede tak van het bedrijf: de productie van levensmiddelenverpakkingen die bijvoorbeeld voor de opslag en verkoop van salades, groenten, fruit en dergelijke worden gebruikt.

Vanuit de silo naar de perfecte vorm

Of het nu om eenmalig bestek of om een verpakking gaat – de basis van al deze producten zijn hoogwaardige kunststofgranulaten van polystyreen en polypropyleen. Deze grondstoffen worden van de aluminium silo's naar de spuitgietmachines getransporteerd, waar de kunststof wordt gesmolten en onder hoge druk in zijn definitieve vorm wordt gespoten. Het totale volume van de inmiddels negen voorraadsilo's bedraagt 900 m3. "Voor een betrouwbare bevoorrading en een probleemloos verloop van het productieproces moeten wij beschikken over nauwkeurige en betrouwbare waarden van het volume aan kunststofgranulaten. Als de grondstof zou opraken, zouden we een of meer van onze spuitgietmachines moeten stilleggen", vertelt Ron Kastermans, Productie Manager bij Haval BV. "We hebben daarom gekozen voor een combinatie van niveaumeting op basis van radar en visualisering met de VEGASCAN."

In de silo's worden verschillende radarsensoren van het type VEGAPULS 68 en 69 toegepast. In twee silo's is al meer dan zeven jaar de VEGAPULS 68 in gebruik en die doet zijn werk vlekkeloos. In de andere drie silo's is de VEGAPULS 69 geïnstalleerd. "Voor de niveaumeting lag de grootste uitdaging in de lage diëlektrische constante van de grondstof: de kunststofgranulaten hebben een Dk-waarde van zo'n 1,2", legt Ron Kastermans uit. "Bovendien mogen de sensoren zich niet uit het veld laten staan door stofaangroei. We werken tenslotte met polystyreen."

Voordat de VEGAPULS 69 zijn intrede deed, werd het niveau van slecht reflecterende producten als kunststofgranulaat veelal gemeten met een sensor waarvan het meetprincipe berust op de geleide microgolf. Dit werkte, maar zodra de stoorsignalen even groot werden als de niveau-echo, was een betrouwbare meting niet altijd mogelijk. Ongelukkig genoeg doet deze situatie zich bij veel kunststofpoeders en -granulaten voor. De zeer lage Dk-waarden van deze materialen leveren maar kleine reflecties op, omdat een groot deel van de radarenergie door het medium wordt geabsorbeerd. Daar komen vaak ook nog stoorsignalen bij ten gevolge van de voor kunststof specifieke ingebouwde obstakels in de silo. Zo wordt kunststofpoeder in de regel in hoge, zeer smalle silo's opgeslagen. Rondom lopende lasnaden, zelfs als deze maar enkele millimeters dik zijn, leiden in silo's altijd weer tot stoorreflecties. In het slechtste geval bevindt zich om de 50 cm zo'n lasnaad, die het eigenlijke signaal maskeert. Daarbij komt dat de betrouwbaarheid van een meetsignaal voor Kastermans de hoogste prioriteit heeft: "Het belangrijkste voor mij en voor het bedrijf is dat we iedere dag weer over een goede meting kunnen beschikken. Het gaat daarbij niet eens zozeer om de hoogste nauwkeurigheid, maar eigenlijk meer om een altijd betrouwbaar resultaat, zonder storingen."

In de al vele jaren bestaande status quo van onbevredigende meetresultaten in de kunststofindustrie kwam pas enkele jaren geleden echt een verandering, toen VEGA de VEGAPULS 69 op de markt bracht. Deze werkt met een frequentie van 80 GHz en een antenne van ca. 75 mm. Dit samen resulteert in een veel sterkere focussering van het zendsignaal en een openingshoek van maar 4° - ideaal voor smalle, hoge silo's. Ter vergelijking: bij een radarsensor met een zendfrequentie van 26 GHz is de openingshoek ongeveer 10° bij een antenne van dezelfde grootte. De sterke focussering draagt ertoe bij dat het eigenlijke meetsignaal beter van het stoorsignaal kan worden onderscheiden. Dit werd destijds mogelijk gemaakt door nieuwe microgolfcomponenten die zelfs de kleinste reflectiesignalen kunnen detecteren.

Hogere dynamiek

Een tweede aspect dat veel gebruikers inmiddels voor de VEGAPULS 69 heeft doen kiezen, is zijn dynamische bereik. Deze parameter geeft bij radarsensoren antwoord op de vraag in welke toepassingsgebieden een sensor kan worden gebruikt, lees: het verschil tussen het grootste en het kleinste signaal. Hoe groter de dynamiek, des te breder is het toepassingsspectrum van de sensoren. Op grond van het grote dynamische bereik van 120 dB van de VEGAPULS 69 kunnen zelfs de kleinste reflecties worden gemeten. Voor media met slechte reflecterende eigenschappen zorgt het ervoor dat deze nu überhaupt kunnen worden gemeten.

Nadat het gebruik van radarniveausensoren eerst in zes grondstofsilo's positief was verlopen, werden in mei 2018 niet alleen nog drie silo's in gebruik genomen, maar werden er ook meteen drie radarsensoren van VEGA geïnstalleerd. Op dat moment werd bovendien besloten om nog een stap verder te gaan en een systeem voor voorraadbeheer voor de grondstoffen in te voeren. Tot dan toe werd dat met de hand gedaan. Voor de zekerheid was er altijd zo'n 500.000 kg aan grondstof in zakken op voorraad. Een beter overzicht over de voorraad aan grondstoffen was dan ook zeer gewenst.

Visualisatie

Daarom werden de VEGA-sensoren aangevuld met de VEGASCAN 693, die de actuele voorraad letterlijk in beeld brengt. De VEGASCAN 693 is een universele meetversterker voor een verscheidenheid aan meetapplicaties zoals niveau-, waterstand- en procesdrukmeting. Op de VEGASCAN kunnen maximaal vijftien HART-sensoren op worden aangesloten. Het systeem is met name geschikt voor toepassingen op het gebied van voorraadmeting, VMI (Vendor Managed Inventory) en uitlezen op afstand. Er kunnen maximaal 200.000 meetwaarden mee worden vastgelegd en ook heel eenvoudig in een intranet worden geïntegreerd. "Met de visualiseringsfunctie hebben we nu de mogelijkheid om heel gemakkelijk te volgen wanneer er een nieuwe levering plaatsvindt en in welke silo deze levering is gelost", noemt Ron Kastermans als een van de redenen voor het in gebruik nemen van de VEGASCAN. Hij besluit: "Mocht zich ooit een fout in onze productie voordoen, weten wij heel snel vanaf wanneer wij onze producten moeten terugroepen. Dat is met name gezien de hoge eisen in de levensmiddelenindustrie van doorslaggevend belang."

Sensoren van VEGA zorgen voor betrouwbare materiaalaanvoer in spuitgietmachines