Tecnologia de semicondutores para alta disponibilidade

A Wernsing Feinkost processa cerca de 450.000 toneladas de batatas anualmente, tornando fundamental a alta disponibilidade da planta. Para minimizar o tempo de inatividade causado por curtos-circuitos, a Wernsing e a parceira de automação Rilo usam o SIMATIC ET 200SP e-Starter, oferecendo proteção ultrarrápida e alta resistência a curto-circuitos.

Desafio: Alta disponibilidade em áreas propensas a curto-circuitos

No ambiente de produção altamente automatizado da Wernsing Feinkost GmbH, grandes quantidades de batatas são processadas em uma grande variedade de produtos de delicatessen. Vários sistemas de transporte transportam matérias-primas e mercadorias por toda a linha de produção. Até mesmo avarias em componentes individuais podem interromper o fluxo de produção de linhas inteiras e causar paralisações não planejadas. Curtos-circuitos também podem levar a essas interrupções. O que é crucial aqui não é apenas a proteção confiável do dispositivo e do aplicativo, mas também a rápida reinicialização para reduzir ao mínimo o tempo de inatividade não planejado. Se o motor de partida precisar ser substituído em caso de curto-circuito, isso pode resultar em despesas caras de tempo e manutenção. Foi buscada uma solução para esse problema que ofereça proteção confiável contra curto-circuito e, ao mesmo tempo, reduza o tempo e o custo envolvidos no caso de um mau funcionamento.

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Tecnologia de semicondutores na prática

Junto com a Wernsing, a Rilo Automatisierungstechnik GmbH & Co. KG optou pela tecnologia de semicondutores do e-Starter SIMATIC ET 200SP. O foco estava em uma solução de partida de motor que oferece alta resistência a curto-circuito, permitindo que os acionadores voltem a funcionar imediatamente após a solução de problemas. O recurso Smart Start integrado é usado adicionalmente para garantir um início suave sob carga. Ao mesmo tempo, a solução precisava se integrar perfeitamente ao sistema SIMATIC ET 200SP e ao Portal TIA, oferecer recursos abrangentes de diagnóstico e exibir os status operacionais diretamente no dispositivo. Um design compacto e uma função de reversão integrada para rotação no sentido horário e anti-horário também foram os principais requisitos práticos.

A Siemens desenvolveu uma solução que combina as principais funções, como proteção contra curto-circuito e Smart Start, em uma única unidade compacta. A inovadora tecnologia de semicondutores do e-Starter foi perfeita para nosso sistema.

Guido Quittek, Diretor administrativo, Rilo Automatisierungstechnik GmbH & Co. KG

Nossa solução: o motor de partida totalmente eletrônico

O e-Starter SIMATIC ET 200SP usa tecnologia moderna de semicondutores para comutar e proteger os motores. Os MOSFETs de carboneto de silício são controlados por microcontroladores de alto desempenho e semicondutores de potência ultrarrápidos, permitindo proteção totalmente eletrônica contra curto-circuito. O e-Starter pode detectar e desligar curtos-circuitos em menos de 5 microssegundos — quase mil vezes mais rápido do que os comutadores anteriores. Ao mesmo tempo, a tecnologia fornece a base para a função Smart Start, que permite a partida otimizada do motor em fase. Isso reduz significativamente as correntes de irrupção e minimiza os picos de torque associados. Essa é uma vantagem fundamental para a produção da Wernsing. Durante a paletização, os produtos são transportados em paletes em um estado independente e não embalado. Um arranque suave das correias transportadoras evita que os produtos escorreguem ou tombem. Mesmo em correias transportadoras de batata com cargas pesadas, o Smart Start reduz a corrente de partida e, assim, protege os componentes mecânicos.

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Capacidades de integração e análise de sistemas

A integração perfeita com o sistema periférico SIMATIC ET 200SP e o Portal TIA garante que os dados coletados pelo starter sejam transferidos diretamente para o controlador e de lá para o Portal TIA. O acionador de partida totalmente eletrônico pode ser configurado, parametrizado e comissionado diretamente no Portal TIA usando a Etapa 7. Essa integração também permite uma análise detalhada dos dados operacionais e de diagnóstico, como correntes, tensões, horas de operação e outros valores medidos, o que facilita o monitoramento da condição e a manutenção preditiva. O resultado é uma solução de partida de motor que é adaptada com precisão aos requisitos do ambiente de produção moderno da Wernsing.

Proteção ultrarrápida contra curto-circuito

A tecnologia semicondutora permite que o motor de partida detecte curtos-circuitos em microssegundos e interrompa instantaneamente o fluxo de corrente. Depois que a falha for eliminada, o e-Starter pode ser reiniciado pressionando um botão.

Smart Start para um arranque suave do motor

O Smart Start reduz a corrente de partida e o torque de partida. Isso permite uma inicialização controlada dos sistemas de transporte. Em Wernsing, isso pode reduzir a carga no sistema de transporte e evitar movimentos bruscos do material transportado.

Integração do sistema e diagnósticos detalhados

A integração total com o Portal TIA fornece acesso a dados detalhados de medição, operação e diagnóstico. Isso permite que as falhas sejam isoladas mais rapidamente e o status do sistema seja avaliado de forma transparente.

Além da visão geral de vários dados de medição e operação no Portal TIA, podemos visualizar as informações mais importantes diretamente no dispositivo por meio de LEDs de status. Ao ler os códigos de erro diretamente no dispositivo e no Portal TIA, podemos reduzir o tempo de inatividade causado por curtos-circuitos em até 60%.

Stefan Niehe, Líder da equipe Engenharia Elétrica , Wernsing Feinkost GmbH

A forma inteligente de aumentar a disponibilidade do sistema

A tecnologia de semicondutores usada no SIMATIC ET 200SP e-Starter garante alta resistência a curto-circuito e detecta falhas em alguns microssegundos. Esse rápido tempo de resposta forma a base para a alta disponibilidade do sistema e operações de produção confiáveis. Além de manutenção inteligente, reinicialização rápida e partidas suaves do motor, o e-Starter SIMATIC ET 200SP oferece uma ampla gama de outros benefícios na operação diária. Três delas são dignas de nota:

Menos tempo de inatividade, mais tempo de atividade

O e-Starter se protege em caso de curto-circuito e pode ser rapidamente reiniciado e ligado assim que a falha for eliminada. Ao eliminar a substituição de equipamentos e permitir uma rápida solução de problemas, ele reduz o tempo de inatividade em até 60%.

Operações delicadas de sistemas de transporte

O Smart Start integrado reduz significativamente a corrente de partida e o torque, permitindo assim uma partida mais controlada do motor. Isso pode reduzir o estresse mecânico e proteger materiais sensíveis de movimentos bruscos.

Transparência total por meio de funções de diagnóstico inteligentes

Dados operacionais e de diagnóstico abrangentes estão disponíveis no Portal TIA para uma análise aprofundada. Esses dados não apenas permitem uma análise detalhada de falhas, mas também oferecem suporte ao monitoramento inteligente de condições e à manutenção preditiva.

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Rilo Automatisierungstechnik GmbH & Co. KG: Prático e inovador

A Rilo Automatisierungstechnik fornece soluções para automação industrial e de processos há mais de 20 anos e atua principalmente nos setores alimentício e agrícola. Como parceira de longa data da Wernsing Feinkost GmbH, a empresa apoia o planejamento, a implementação e o desenvolvimento de suas soluções de automação. Graças a essa estreita colaboração, a Rilo tem uma compreensão detalhada dos processos e requisitos de produção da Wernsing Feinkost GmbH. Em um projeto conjunto com a Siemens, a Rilo contribuiu com sua experiência prática para o desenvolvimento do SIMATIC ET 200SP e-Starter. O foco estava particularmente na fácil integração aos sistemas existentes, na alta resistência a curto-circuito e na operação eficiente.

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Onde as batatas se tornam uma deliciosa variedade de produtos: Wernsing Feinkost GmbH

A Wernsing Feinkost GmbH é uma fabricante de alimentos com processos de produção altamente automatizados, especializada no processamento de batatas em uma variedade de produtos de delicatessen. Vários sistemas de transporte transportam matérias-primas e produtos pela linha de produção — desde o recebimento e armazenamento de grandes quantidades de batatas, passando pelo processamento até a paletização. Cargas pesadas, estresse mecânico e processos intensivos de limpeza impõem demandas especiais à tecnologia usada. Controles confiáveis do motor, operação sem problemas e diagnóstico rápido de falhas são cruciais para a alta disponibilidade do sistema. Em um projeto conjunto com a Siemens e a Rilo, a Wernsing contribuiu com sua vasta experiência prática, desde a produção até o processo de desenvolvimento.

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