Automazione di un impiantoper il processo di imbottigliamento

1 Storia dell’imbottigliamento

L’imbottigliamento è stata un’operazione manuale o semi manuale fino alla prima decade del nostro secolo, quando ebbe inizio la fabbricazione completamente automatizzata delle bottiglie di vetro o, in altre parole, dopo che Michael Owens costruì la sua famosa macchina imbottigliatrice.

Subito dopo vennero inventate le prime macchine per il lavaggio ed il riempimento delle bottiglie .Sino dall’inizio del XX secolo, le linee di imbottigliamento si sono andate sviluppando ad un ritmo superiore a quanto si possa immaginare. Lavaggio risciacquo, asciugatura, riempimento, chiusura ed etichettatura di più di sedici bottiglie al secondo, quasi senza nessun ricorso al lavoro fisico costituiscono un processo che non era mai stato sognato 80 anni prima.

Per quanto riguarda invece le acque minerali in bottiglia esse sono note solo da 300 anni. Nel 1865 Boyle pubblicò le prime proposte di produzione di acque minerali gassate, ed attorno al 1700

Dom Perignon inventò lo champagne.Naturalmente la distribuzione di acque minerali, divenne possibile solo quando si ebbe la disponibilità

di bottiglie abbastanza resistenti e di chiusure ermetiche. Il tappo a corona fu inventato nella prima decade del XIX secolo; prima di tale data la chiusura ermetica della bottiglia era un vero problema. Una delle soluzioni era quella di utilizzare una bottiglia che non sarebbe mai stata usata in posizione verticale.

Gli sforzi esercitati al fine di raggiungere velocità di imbottigliamento sempre più alte sono più facili da capire se si considera che la produzione globale di birra è dell’ordine degli 80 miliardi di litri, quello delle altre bevande gassate (escludendo vini e spumanti) è di circa 88 miliardi di litri.

Dagli inizi della distribuzione a larga scala della birra, la bottiglia è stata del tipo “a rendere”; lo stesso si è osservato in molti Paesi per le bevande analcoliche, da quando ha avuto inizio la loro distribuzione.

Alcuni governi hanno dato contributi ai sistemi “bottiglia a rendere” mediante una tassazione speciale delle bottiglie “non a rendere” oppure attraverso la proibizione totale dell’universo di bottiglie a perdere.

Logicamente si può pensare che il sistema “a rendere” abbia contribuito alla standardizzazione della forma e del volume delle bottiglie. In effetti, sono stati realizzati diversi standard, il cui numero è superato di molte volte dalle forme e volumi delle bottiglie che si trovano sul mercato.

Le maggiori società che dominano con il franchaising l’industria delle bevande analcoliche hanno ciascuna il proprio tipo di bottiglia, che varia nell’aspetto e nella dimensione.

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Ovviamente non tutto l’attuale gigantesco volume di circa 170 miliardi di litri di bevande gassate è imbottigliato in vetro, del tipo a rendere o non a rendere. In questo ambito da una cinquantina d’anni, ha fatto la sua comparsa la scatola di alluminio, la “lattina”. Negli anni sessanta dopo il boom della “lattina” si avviarono energiche attività di ricerca per il confezionamento delle bevande in vetro ed in lattina.

La concorrenza fu spietata, ma certamente l’industria del vetro non rimase certo inattiva, mentre si stavano registrando gli sviluppi nel settore della lattina metallica.

Nei trent’anni successivi divenne possibile ridurre in modo considerevole il peso delle bottiglie grazie ai miglioramenti della tecnologia di formatura e con lo sviluppo di nuovi metodi di rivestimento protettivo delle superfici (coating).

Il peso di una moderna bottiglia di vetro, monouso può avere un peso pari al 25% di quello che caratterizzava le bottiglie utilizzate nei primi decenni del nostro secolo.

La superficie di queste bottiglie leggere può essere rivestita con un ossido metallico e alcuni componenti organici i quali assieme, assicurano una protezione contro le rigature.

Dal momento che queste rigature dei contenitori di vetro significano una diminuzione della resistenza del contenitore, lo sviluppo di un rivestimento di protezione sufficiente della superficie diviene anch’esso un punto chiave per una ulteriore riduzione del peso del contenitore di vetro nel prossimo futuro.

Vetro e metallo sono materiali di confezionamento ormai tradizionali, potremmo dire storici. Essi sono attraenti, e noi li consideriamo funzionali, perché abbiamo accettato i loro inconvenienti inevitabili e col tempo abbiamo imparato a convivere con loro.

2 Riempitrice isobarometrica

Il riempimento di una bottiglia vuota avviene in varie fasi, durante la rotazione sulla giostra, lungo il suo perimetro. A seconda del tipo di prodotto che viene utilizzato variano le fasi di riempimento. Per realizzare la sequenza delle fasi, una serie di comandi fissi interviene, durante la rotazione, sui rubinetti.

Due sono i tipi di riempimento: riempimento isobarometrico; riempimento isobarometrico con semplice preevacuazione.

Riempimento delle bottiglie in una riempitrice isobarometrica con semplice preevacuazioneMediante un trasportatore di entrata le bottiglie sono distanziate regolarmente grazie alla coclea e

successivamente posizionati sulla stella di ingresso. A sua volta, la stella di ingresso posiziona e inserisce la bottiglia nella forcella del martinetto di

sollevamento, dando avvio alla fase di riempimento. La rotazione della giostra fa scorrere il pistone lungo una camma che comanda il sollevamento del

martinetto portando così la bottiglia contro il rubinetto. La tenuta, è assicurata da un cilindro pneumatico che agendo sul martinetto, manda l’estremità del

collo della bottiglia contro le guarnizioni della campanella di centraggio posta nel rubinetto. Ora che la tenuta è garantita dal martinetto di sollevamento che esercita una pressione di 2-3 bar

contro la guarnizione, inizia la fase della preevacuazione. Quest’operazione, consente la preevacuazione dell’aria della bottiglia mediante una pompa di vuoto.

Ora la bottiglia viene pressurizzata, quindi nel suo interno inizia a defluire il gas presente all’interno del serbatoio.

Successivamente quando la valvola è stata liberata, inizia il riempimento isobarometrico. Il riempimento isobarometrico inizia quando la pressione nella bottiglia raggiunge il valore di quella del serbatoio, si può definire a caduta.

La molla di richiamo della valvola di riempimento provoca l’apertura della valvola del liquido che scende nella bottiglia senza turbolenze, deviato contro la parete interna del deflettore conico della cannuccia. Grazie alla caduta del liquido in modo isobarometrico si evita, per le bevande gassate, il problema della schiuma, infatti, non si sviluppa all’interno della bottiglia.

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamentoMentre il liquido defluisce, il gas contenuto nella bottiglia viene spinto nel serbatoio, rientrandovi

grazie ad una cannuccia. In alcuni casi di malfunzionamento si può verificare che: non viene aperto il rubinetto sotto il quale manca la bottiglia; non vengono riempite le bottiglie difettose; se una bottiglia si rompe durante il riempimento, la pressione del serbatoio farà

chiudere la valvola del gas e quella del liquido. Quando il liquido della bottiglia arriva al bordo inferiore della cannuccia, otturando l’uscita del gas e

bloccando il ritorno del gas e bloccando il ritorno del gas nel serbatoio, termina il riempimento. Quindi si può capire che la lunghezza della cannuccia determina il livello di riempimento della

bottiglia.A questo punto per evitare fuoriuscite di liquido viene eseguita la decompressione del liquido

(mediante la fuoriuscita del gas rimasto nel collo).Quindi le bottiglie piene escono dalla riempitrice i martinetti spinti dalla camma si abbassano e

vengono avviate alla capsulatura.

Fig.1 - Riempitrice isobarometrica

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3 Il tappatore

Il tappatore è una parte fondamentale per gli impianti per il processo di imbottigliamento.Il movimento verticale dei pistoni tappanti, infatti, non viene fornito dalla tradizionale camma,

soggetta ad usura e fonte di rumore. Al suo posto, viene utilizzato un grosso cuscinetto a sfera, montato su un piano inclinato. Il sistema consente una tappatura esente da urti; viene pertanto garantita una percentuale di rottura

delle bottiglie praticamente nulla, anche ad altissime velocità. Per adeguarsi ai diversi formati di bottiglie, il tappatore può essere posizionato ad altezza idonea con

un sistema servocomandato.La tramoggia dei tappi a corona è di tipo centrifugo. Per rendere più affidabile il funzionamento di riempitrici particolarmente veloci, è possibile installare

un sistema d’alimentazione a tappi a doppio canale. In caso d’inceppamento dal canale d’alimentazione principale, entra automaticamente in funzione il

secondo canale che permette all’operatore di sbloccare il primo senza fermare la macchina, per abbattere fortemente i tempi di ripristino.

Alcuni tipi di tappatori consentono anche una sanificazione a circuito chiuso delle teste tappanti.

a b

Fig.2 – a) Immagine di un tappatore. b) Schema di un tappatore.

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamentoNel caso avessimo un tappatore a tappi corona è interessante notare il funzionamento della tramoggia

dei tappi a corona.La tramoggia dei tappi a corona è di tipo centrifugo. Al fine di ridurre gli sfregamenti dei tappi tra

loro, la tramoggia funziona con una quantità limitata dei medesimi. Il sistema di alimentazione tappi ai pistoni tappanti è costituito da un canale in cui è inserito il

dispositivo di orientamento tappi nella corretta posizione. A valle di questo dispositivo una stella sincronizzata con il tappatore trasferisce tangenzialmente i

tappi sotto il magnete permanente del pistone tappante, al quale rimangono così agganciati. Grazie a questo sistema i pistoni tappanti non neccesitano di boccola di centraggio. L’assenza di

boccola migliora inoltre le caratteristiche di igenicità nella gola di tappatura, favorendone la pulizia.

Fig.3 – Schema di funzionamento di una tramoggia per tappi a corona

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4 Parti della riempitrice

Di seguito sono riportate i componenti fondamentali e caratteristici della riempitrice, che successivamente andremo a descrivere: Valvola di riempimento; Pistoni sollevamento bottiglie.

Valvola di riempimentoLe valvole di riempimento sono poste all’interno del serbatoio. Sono state studiate per un riempimento

veloce e senza turbolenza. Sono costituite da un numero molto limitato di componenti per facilitare la sanificabilità e la manutenzione. Le guarnizioni in gomma alimentare sono ridotte al minimo e resistenti ai cicli si sanificazione.

La campanella di centraggio è guidata da robusti steli d’acciaio inox protetti contro gli scoppi delle bottiglie.

Il gruppo mobile che comprende le campanelle di centraggio viene movimentato tramite rulli che scorrono su delle camme fisse.

Il contatto fra bottiglie e campanelle avviene quando le bottiglie sono ancora inserite nell’attrezzatura: ciò assicura elevata stabilità anche alle velocità elevate. Il disegno della valvola di riempimento è tale da permettere che il liquido dei prodotti piatti vada nella bottiglia a pressione atmosferica.

Le molle di richiamo dei pulsanti sono esterne. Il comando di apertura e chiusura presenta il gruppo frizione posizionato all’esterno del serbatoio: si evita così un possibile inquinamento dovuto alla sua usura. Le diverse parti che compongono la valvola di riempimento possono essere smontabili in modo indipendente, con evidenti vantaggi per le operazioni di manutenzione, pulizia e sostituzione.

Il tempo di sostituzione in caso di guasto è molto rapido, per evitare perdite di tempo inutile per riparazioni. Il tubo di livello è montato senza filettatura e può essere sostituito molto facilmente e in tempi brevi. Per ogni prodotto, viene utilizzato il tipo di valvola più adatto alle caratteristiche del liquido.

Si passa perciò dalle semplici valvole utilizzate per acqua gassata, alle valvole con dispositivo di preevacuazione dell’aria per prodotti sensibili all’ossidazione (birra, bibite gassate, spumanti, ecc.) alle valvole con dispositivo di autolivellamento per vini di elevata qualità.

Fig.4 – Due modelli di valvole di riempimento.

Pistoni sollevamento bottiglie

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamentoI martinetti di sollevamento bottiglie hanno un movimento a trazione dall’alto anziché dal basso e

sono piazzati all’esterno della giostra, in posizione protetta dagli spruzzi e da eventuali frammenti di vetro.

Mentre la macchina è in produzione, un dispositivo automatico temporizzato (regolabile quindi a seconda delle esigenze) provvede alla lubrificazione dei martinetti.

Il particolare disegno del martinetto ne facilita lo smontaggio e il montaggio sulla macchina in brevissimo tempo, poiché queste operazioni avvengono a martinetto completamente assemblato.

Grazie ai materiali usati non è necessaria lubrificazione esterna.Il rullo del martinetto, ricoperto di gomma resistente all’abrasione, riduce il rumore ed evita l’usura

della camma. In caso di rottura, i cocci di vetro ed il prodotto cadono direttamente sul pavimento senza venire a contatto con parti scorrevoli e martinetti.

Inoltre entra in funzione automaticamente un dispositivo di lavaggio martinetti, sui rubinetti e sulle campanelle di centraggio, per una completa rimozione di eventuali frammenti rimasti.

Il corretto trasferimento delle bottiglie sotto le valvole di riempimento avviene con l’impiego di campanelle di centraggio.

Il contatto tra bottiglia e campanella è realizzato quando la bottiglia è ancora posizionata tra stella e guida. In questo modo si ha un perfetto controllo della bottiglia anche ad altissima velocità.

a b

Fig. 5 – a) Schema con funzionamento del martinetto di sollevamento. – b) Giostra di martinetti di sollevamento.

5 Sensori e mezzi di rilevamento grandezze

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamentoPressostatoI pressostati o interruttori di pressione sono apparecchiature sensibili alla pressione esercitata da un

fluido all’interno di una tubazione o di un contenitore; sono in grado di azionare un contatto elettrico quando viene superato un determinato valore di taratura.

Le parti che caratterizzano queste apparecchiature sono essenzialmente due: l’elemento sensibile alle variazioni di pressione e il contatto elettrico.

La chiusura e l’apertura della sede del pressostato, dovuto a una pressione in grado di vincere l’azione antagonista della molla precaricata, causa l’azionamento di un microinterruttore.

Pertanto un impulso meccanico viene trasformato in un impulso elettrico permettendo l’azionamento istantaneo o continuo di organi elettrici, elettromeccanici o elettropneumatici (motori, temporizzatori, elettrovalvole, ecc.).

Ve ne sono svariatissimi tipi: a membrana, a pistone, a pressione singola o differenziale, in c.c. o c.a., in esecuzione normale o protetta, ecc.

Pressostato a membrana regolabile (serie pm)

Caratteristiche elettriche

1. Tensione max 48 V ac/dc2. Potenza max 24 VA3. Tipo di servizio pesante4. Tensione di isolamento 500 V

Il pressostato apre un contatto elettrico quando si raggiunge la pressione prestabilita

Fig.6 -Pressostato a membrana regolabile camozzi.

Sonda di livelloQuesta sonda regola il livello del box di riempimento mediante il comando di apertura e chiusura della

valvola principale di entrata liquido nel serbatoio. Il regolatore di livello a galleggiante rappresenta la soluzione più semplice, infatti si basa sullo

spostamento di un galleggiante posto nel liquido di cui si vuole controllare il livello. Il movimento di questo galleggiante, mediante un asta, aziona un contato elettrico (segnale on-off) . Il sensore di livello a galleggiante però non è adatto alla misurazione di livello di liquidi che

producono schiuma (es. birra). Come alternativa a questi sensori possiamo usare sensori capacitivi o ultrasonici.I sensori di livello capacitivi sono adatti alla rilevazione di materiali liquidi e non. All’elettrodo dei sensori capacitivi nuoce l’acqua, quindi deve essere completamente isolato, e in caso

di turbolenze prodotte da agitatori, deve essere protetto con un tubo di calma. Questi sensori vengono generalmente inseriti verticalmente o lateralmente sulla parete del sensore

capacitivo.

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Fig 7 - Sensori di livello capacitivi.

Decompressore Il decompressore è la valvola che riporta la pressione delle bottiglie dopo la fase di riempimento al

livello normale, per evitare fuoriuscite di liquido.La valvola è molto importante, infatti, fa sì che la pressione che si forma tra il liquido e il collo della bottiglia sia annullata senza la fuoriuscita di liquido.

MotorizzazioneSolitamente la motorizzazione di questi impianti è a corrente alternata con convertitori di frequenza. Gli organi di trasmissione, racchiusi nel basamento sono costituiti da ingranaggi in ghisa e in plastica

alternati, per ridurre la rumorosità, ed evitare la lubrificazione. I riduttori sono a vite senza fine in bagno d’olio.

La movimentazione della giostra avviene per mezzo di ralla dentata di grande diametro, protetta da infiltrazioni di acqua e vetro

Fig.8 - Sistema di motorizzazzione.

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamentoLubrificazioneLa lubrificazione è centralizzata in un unico punto del basamento.Le macchine più evolute hanno un sistema automatico di lubrificazione che invia la giusta quantità di

grasso in un tempo determinato dall’operatore. Il tempo che andrà in base al tipo di ambiente e il tipo di funzionamento.

a b

Fig.9 – a) Immagine di una batteria di valvole per il funzionamento dell’ingrassatore. b) Parti meccaniche con relativo sistema di lubrificazione. Quadro di comandoIl quadro di comando nelle macchine della ultima generazione, è sostenuto da un braccio snodato che

può essere orientato dall’operatore nella posizione più idonea alla condizioni di lavoro. Escluse alcune funzioni critiche – start / stop, arresto in emergenza, blocco bottiglie – tutti comandi

della macchina sono gestiti da almeno un terminale industriale. Tale soluzione consente un’interfaccia operatore più precisa e funzionale rispetto alla tradizionale

pulsantiera.

Fig.10 – Quadro di comando di una riempitrice.

SanificazioneLa macchina è predisposta per essere lavata e sanificata in circuito chiuso, ottenuto mediante l’utilizzo

di false bottiglie sono disponibili sia nella versione ad inserimento manuale che automatico.

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6 Norme europee CEI EN 60204-1

Di seguito sono riportati alcuni articoli della Norma Europea CEI EN 60204-1 (seconda edizione – settembre 1993).Sicurezza del macchinario.

Equipaggiamento elettrico delle macchine. Parte 1: Regole generali. Classificazione CEI: 44-5, utili per una corretta installazione dei controllori logici programmabili, per il relativo equipaggiamento, e di tutte le interfacce elettriche e elettroniche delle macchine.

Queste norme prescrivono e raccomandano prescrizioni ed equipaggiamento elettrico per promuovere: la sicurezza delle persone e dei beni; la congruenza delle risposte ai comandi; la facilità di manutenzione.Quindi le prestazioni elevate non devono andare a scapito dei fattori indispensabili riportati qui sopra.

ArrestoLa scelta della categoria di arresto deve essere determinata in base alla valutazione del rischio della

macchina.Devono essere prescritte misure appropriate per assicurare un arresto affidabile. Quando richiesto, devono essere forniti dei mezzi di connessione per i dispositivi di protezione e di

interblocco. La funzione di arresto non deve determinare alcuna situazione di pericolo.

Arresto d’emergenzaIn aggiunta alle prescrizioni d’arresto, l’arresto d’emergenza comporta le seguenti prescrizioni: deve per ogni modo di funzionamento prevalere su tutte le altre funzioni ed operazioni; l’alimentazione di potenza degli attuatori di macchina può portare a condizioni pericolose, deve essere interrotta il più rapidamente possibile senza causare altri pericoli; il riarmo non deve comportare un nuovo avviamento.

Segnalazione delle operazioni di comandoI movimenti o le azioni di una macchina, o di una parte della stessa che possono portare a condizioni

pericolose, devono avvenire con la segnalazione e controllo della posizione, o come risultato di questi movimenti e azioni.

Interruzioni di tensioneSe viene utilizzata una memoria, il corretto funzionamento in caso di guasto dell’alimentazione di

potenza si deve essere assicurato (per es. utilizzando una memoria non volatile) se la perdita del contenuto della memoria può portare ad una condizione pericolosa.

Sensori di posizioneI sensori di posizione (es. interruttori di posizione, interruttori di prossimità) devono essere disposti in

modo che non possano essere danneggiati in caso di oltre corsa.I sensori di posizione azionati meccanicamente ed utilizzati in circuiti destinati a fornire misure di

protezione devono essere progettati per funzionare a comando positivo di apertura.

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Colori dei pulsantiI pulsanti devono essere conformi al codice dei colori della tabella N°.I colori per i pulsanti di

avviamento sono il bianco, il grigio o il nero con una preferenza per il bianco. E’ ammesso anche il verde. Il rosso non deve essere usato. Il colore rosso deve essere usato per i pulsanti di arresto di emergenza.

I colori per i pulsanti d’arresto sono il nero, il grigio o il bianco con una preferenza per il nero. E’ ammesso anche il rosso. Il verde non deve essere usato.Il bianco, grigio, e il nero sono i colori preferiti per i pulsanti che provocano alternativamente

l’avviamento e l’arresto. I colori rosso, giallo o verde non devono essere usati.Il bianco, il grigio e il nero sono i colori preferiti per i pulsanti che provocano un funzionamento

quando sono premuti e un arresto quando sono rilasciati. I colori rosso, giallo o verde non devono essere usati.

Il verde è riservato per funzioni che indicano condizioni normali o di sicurezza.Il giallo è riservato per funzioni che indicano attenzioni o condizioni anormali.Il blu è riservato per funzioni di significato obbligatorio.I pulsanti di ripristino devono essere blu, bianchi, grigi o neri. Quando vengono utilizzati anche come pulsanti d’arresto/disinserzione vengono preferiti il bianco,

grigio o nero con una netta preferenza per il nero. Non deve essere utilizzato il verde.

COLORE SIGNIFICATO SPIEGAZIONE ESEMPI DI APPLICAZIONE

ROSSO EMERGENZAAZIONARE IN CASO DI CONDIZIONE DI PERICOLOSITA’

ARRESTO DI EMERGENZA INIZIO DELLA FUNZIONE DI EMERGENZA

GIALLO ANORMALEAZIONARE IN CASO DI CONDIZIONE ANORMALE

INTERVENTO PER SOPPRIMERE UNA CONDIZIONE ANORMALE INTERVENTO PER RIAVVIARE UN CICLO AUTOMATICO INTERROTTO

VERDESICUREZZA

AZIONARE IN CASO DI CONDIZIONE DI SICUREZZA O PER PREPARARE UNA CONDIZIONE NORMALE

BLU OBBLIGATORIOAZIONARE IN CASO DI CONDIZIONE CHE RICHIEDE UN’AZIONE OBBLIGATORIA

FUNZIONE DI RIPRISTINO

BIANCONON VIENE ATTRIBUITO NESSUN SIGNIFICATO

PER L’AVVIO GENEREALE DELLE FUNZIONI AD ECCEZIONE DELL’ARRESTI DI EMERGENZA

AVVIO ARRESTO(PREFERENZIALE)

GRIGIO AVVIO ARRESTO

NEROAVVIO ARRESTO (PREFERENZIALE)

NOTAQUANDO VIENE UTILIZZATO UN MESSO SUPPLEMANTARE DI CODIFICA(PER ESEMPIO FORMA POSIZIONE) PER L’IDENTIFICAZIONE DEGLI ATTUATORI A PULSANTE , LO STESSO COLORE BIANCO GRIGIO,NERO,PUO’ ESSERE UTILIZZATO PER VARIE FUNZIONI

Tab.1 – Codice colori per i pulsanti e il loro significato

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamentoPercorso dei conduttoriI conduttori e i cavi devono essere stesi da un morsetto all’altro senza giunzioni intermedie o

saldature.Se necessario connettere e sconnettere i cavi e gli insiemi di cavi, essi devono avere una

lunghezza supplementare sufficienti a tale scopo.Le estremità dei cavi multipolari devono essere fissate in modo tale che nessuna

sollecitazione meccanica eccessiva possa essere esercitata sulle estremità dei conduttori.Quando possibile, il conduttore di protezione equipotenziale deve essere posto in prossimità

dei conduttori attivi associati al fine di diminuire l’impedenza dell’anello di guasto.

Indicatori luminosi e visualizzatoriGli indicatori luminosi e i visualizzatori servono per fornire le seguenti informazioni: segnalazione: per attivare l’attenzione dell’operatore o per indicargli di eseguire una determinata manovra. I colori rosso, giallo, verde e blu sono abitualmente usati per questo scopo; conferma: per confermare un comando, uno stato o una condizione o per confermare la fine di un periodo di cambiamento o di transizione. I colori blu e bianco sono abitualmente usati per questo scopo. In alcuni casi si può usare anche il colore verde.

COLORE SIGNIFICATO SPIEGAZIONE AZIONE DELL’OPERATORE ESEMPI DI APPLICAZIONE

ROSSO EMERGENZACONDIZIONE PERICOLOSE

AZIONE IMMEDIATA PER TRATTARE UNA CONDIZIONE PERICOLOSA

PRESSIONE/TEMPERATURA FUORI DAI LIMITI DI SICUREZZA CADUTA DI TENSIONE INTERRUZIONE OLTRCORSA OLTRE LA POSIZIONE D’ARRESTO

GIALLO ANORMALE

CONDIZIONE ANORMALE CONDIZIONE CRITICA IMMINENTE

CONTROLLO E/O INTERVENTO (PER ES. RISTABILENDO LA FUNZIONE DESIDERATA)

PRESSIONE/TEMPERATURA SUPERIORE AI LIMITI NORMALI SGANCIAMENTO DEL DISPOSITIVO DI PROTEZIONE

VERDE SICUREZZA CONDIZIONE NORMALE

FACOLTATIVA

PRESSIONE/TEMPERATURA ENTRO I LIMITI NORMALI SGANCIAMENTO DEL DISPOSITIVO DI PROTEZIONE

BLU OBBLIGATORIO

INDICAZIONE DELLA CONDIZIONE CHE RICHIEDE UN’AZIONE DELL’OPERATORE

AZIONE OBBLIGATORIAISTRUZIONE PER INSERIRE VALORI PRESELEZIONATI

BIANCO NEUTRO

ALTRE CONDIZIONI PUO’ ESSERE USATO OGNI VOLTA CHE SI HA UN DUBBIO SULL’IMPIEGO DEI COLORI ROSSO, GIALLO, VERDE, BLU

CONTROLLO INFORMAZIONE GENERALE

Tab. 2 – Codice degli indicatori luminosi e il loro significato rispetto alle condizioni della macchina

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamento

ColoriA meno di accordo contrario tra costruttore e utilizzatore, le gemme degli indicatori luminosi devono

seguire il codice dei colori riportati nella tabella 1.2 in funzione della condizione (stato) della macchina.Conformemente alla Pubblicazione IEC 73, possono essere dati ai colori significati diversi in accordo

con uno solo dei criteri seguenti: La sicurezza delle persone e dell’ambiente circostante; Lo stato dell’equipaggiamento elettrico.

Luci intermittentiPer ulteriore distinzione o informazione e specialmente per dare maggiore evidenza al segnale si

possono usare luci intermittenti nei seguenti casi: per attirare l’attenzione; per richiedere un’azione immediata; per indicare una discordanza tra il comando dato e lo stato reale dell’apparecchiatura; per indicare un cambiamento in corso.

Si raccomanda di utilizzare la frequenza più elevata delle luci intermittenti per l’informazione avente priorità superiore.

Fig. 11 – Insieme di pulsanti e indicatori luminosi.

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7 Scelta del PLC

La scelta del PLC e stata fatta in base a criteri riguardati: La funzionalità; Il criterio tecnologico; La finalità tecnologica; L’aspetto economico.E’ stato scelto un controllore programmabile adatto a svolgere le funzioni di comando per la

riempitrice.I moduli delle uscite a relè fanno sì che le caratteristiche tecniche di questo PLC. siano facilmente

adattabili ai valori di tensione e di potenza presenti all’interno del quadro dell’impianto.La caratteristica degli ingressi è quella di lavorare ad una tensione di ingresso di 24 V in DC; mentre

le uscite lavorano a una tensione di carico di 250 V in AC.Inoltre il PLC, deve essere, preferibilmente di tipo modulare, in quanto ciò consente un’eventuale

ampliamento per aumentare le sue capacità a seconda delle esigenze.Per quanto riguarda l’aspetto economico si è cercato di tenere conto, oltre al costo, anche alla spesa

riguardante l’installazione e manutenzione del PLC.

Fig.12 – Immagine di un PLC omron sysmac C28 serie H.

Unità centrale

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamentoInterfaccia seriale RS232C per il collegamento con Host Computer, visualizzatore, stampante e

scrittore di EPROM.Orologio-calendario opzionale.130 tipi di istruzione.Modalità terminale che permette di associare a ciascun tasto della console di programmazione una

sequenza di comandi o l’esecuzione di parti di programma.Tempi di esecuzione molto bassi: 0,75 ms/k istruzione (da 0,75 us a 2,25 us per le istruzioni)Contattore veloce con 8 uscite dirette. Ingresso di conteggio monodirezionale: 2kHz max.Multilingue: è disponibile visualizzare sulla console i messaggi operativi in, italiano, inglese, francese

tedesco spagnolo.

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INDICE

Pag.1 Storia dell’imbottigliamento 1

2 La riempitrice isobarometrica 2

3 Il tappatore 4

4 Parti della riempitrice 6

5 Sensori e mezzi di rilevamento grandezze 8

6 Norme europee CEI EN 60204-1 11

7 Scelta del PLC 15

BIBLIOGRAFIA

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Automazione di un impianto per il processo di imbottigliamento

TESTIBAREZZI M. Introduzione ai controlli logici programmabili e all’automazione industriale, editrice

San MarcoBAREZZI M. Schemario di impianti elettrici civili e industriali,pneumatica, elettropneumatica,

PLC,ed A. RublevBAREZZI M. Fondamenti di impianti elettrici civili e industriali,Editrice San Marco

AMISANO G. Manuale di schemi e impianti elettrici,Editore delfinoDURANGO G. Disegno tecnico e disegno di impianti elettrici, Sansoni

RIVISTE SPECIALIZZATEElettrificazione, Editoriale DelfinoIl giornale dell’installatore elettrico, Gruppo editoriale StammerTutto norme, T.N.E.

MANUALI E CATALOGHISASIB BEVERAGE (Parma – Italy Via La Spezia, 241/a )PROCOMAC ( Sala Baganza – Parma –Italy Via Fedolfi, 29 )

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