Voertuig wegen Betrouwbaar Voertuigen Wegen Helpt winstmarges te beschermen Het effectief transporteren van bulkgoederen of grondstoffen naar en van een verwerkingslocatie is essentieel voor de productiviteit van een fabriek. Daardoor kan onvoorziene stilstandtijd van een weegbrug de totale productie van een verwerkingsfabriek ernstig beïnvloeden en de winstmarges bedreigen. De voornaamste oorzaken van onvoorziene stilstandtijd bij traditionele weegbruggen zijn: Extreme omstandigheden, waaronder indringen van water, beschadigingen aan load cells, contactdozen ( junction boxen) en spanningspieken door blikseminslag Zware lasten en hoge verkeersdichtheid, die bijdragen aan fouten zoals het verlopen van de weeg terminal en na verloop van tijd onnauwkeurigheid veroorzaken Schade door knaagdieren en afval die de conditie van de kabels en bedrading beïnvloeden Veel bedrijven gaan ervan uit dat onvoorziene stilstandtijd bij de handhaving en reparatie van weegbruggen onvermijdelijk is. Maar onvoorziene stilstandtijd van weegbruggen hoeft helemaal geen acceptabele variabele te zijn in de productiviteit. De nieuwste technologieën bij weegbruggen, zoals microprocessor gestuurde load cells en systemen die contactdozen overbodig maken, bieden veel voordelen ten opzichte van de oude technologie. Dit artikel bespreekt de technologie en de vooruitgangen in het ontwerp, die ervoor zorgen dat ongeplande stilstandtijd niet meer voorkomt, zoals zelfcontrolerende netwerken met load cells, die weegbruggen operationeel houden en ervoor zorgen dat de productiviteitswinst in de fabriek niet voor niets is. Inhoudsopgave 1 Het belang van betrouwbaar wegen van voertuigen 2 Vergrootte nauwkeurigheid: microprocessoren in load cells 3 Minder fysieke dreigingen: innovatief product ontwerp 4 Met het oog op investeringsrendement 5 Samenvatting 6 Aanvullende bronnen
1 Het belang van betrouwbaar wegen van voertuigen De essentie waarom een weegbrug moet werken is eenvoudig: Elke minuut waarin een weegbrug onnauwkeurig weegt of helemaal niet weegt kost geld. Zonder de juiste hoeveelheid toegeleverde materialen, komen essentiële processen tot stilstand. Daar komt bij dat productiviteitswinst wordt tenietgedaan als goederen moeten wachten op transport. Interne/externe invloeden op de weegbrug Er zijn vele redenen waarom weegbruggen de Achilleshiel kunnen zijn van een verwerkend productiebedrijf. Weegbruggen met conventionele analoge load cells, hydraulische load cells, deelsystemen en zelfs digitale contactdozen, vertonen zwaktes die het weegproces vertragen of de weegbrug gevoelig maken voor fouten of storingen van buitenaf of van binnenuit. De invloeden die gevolgen hebben voor conventionele compressie load cells zijn o.a.: Temperatuur Spanningsverschillen Niet-lineariteit Hysterese Verloop Instabiliteit Veranderde nulstelling Veranderde gevoeligheid Veel traditionele systemen gebruiken contactdozen die van nature lastig af te dichten zijn en na verloop van tijd achteruit gaan. Dit maakt ze zeer gevoelig voor indringend vocht, dat corrosie veroorzaakt en de inwendige elektrische aansluitingen beschadigt. Zonder zelfdiagnose in het netwerk, kunnen dergelijke problemen wekenlang onopgemerkt blijven. Dit betekent dat de weegbrug onnauwkeurige resultaten kan geven zonder dat de operator dit weet. Zelfs als de storing wordt opgemerkt, kan de diagnose problematisch zijn en een langdurige en ongemakkelijke stilstandtijd betekenen om de oorzaak op te sporen en te verhelpen. In de praktijk zijn de contactdozen de primaire oorzaak van stilstandtijd bij weegbruggen. Problemen zoals lekkende load cells in een hydraulisch systeem kan de nauwkeurigheid en effectiviteit ook verminderen en ook lastig op te sporen zijn. De trage reactie van hydraulische load cells kan ook betekenen dat er minder vrachtwagens worden verwerkt in de productielijn. Een ander belangrijk probleem bij traditionele weegbruggen is bliksem. Een blikseminslag kan een onbeschermde weegbrug onmiddellijk buiten werking zetten. Een enkel bedrijf biedt garantie op blikseminslag, maar dat neemt niet weg dat als dat gebeurt er toch een aanzienlijke stilstandtijd optreedt tijdens de reparatie of vervanging. In de laatste jaren zijn er systemen ontwikkeld die beschermen tegen blikseminslag, maar dan nog zijn er grote verschillen. Veel fabrikanten claimen bescherming te bieden tegen blikseminslag, maar hebben hun systemen niet in de praktijk getest op effectiviteit. De kosten van weegfouten Doordat conventionele weegbruggen niet instaat zijn de operator te waarschuwen voor bovengenoemde problemen of te compenseren voor de gevolgen, kunnen deze onopgemerkt doorgaan met het produceren van weegfouten. Het is zelfs zo dat de fouten vaak de toegelaten marges overschrijden die gelden voor gecertificeerde handelsdoeleinden. Hoe meer voertuigen worden gewogen, hoe groter de verliezen zullen zijn. Sterker nog, klachten van de klant zouden wel eens de eerste indicator kunnen zijn dat er iets mis is met de weegbrug. Een fabrikant wil vanzelfsprekend nooit laten gebeuren dat van buitenaf wordt gemeld door klanten, controleurs of regelgevende instanties dat er sprake is van inconsistente weegresultaten of andere problemen met kwaliteitscontrole. De prestaties van de weegbrug beïnvloeden niet alleen de winstmarge en de productiviteit, maar ook de reputatie van de hele organisatie. 2
2 Verbeterde nauwkeurigheid en uptime: microprocessoren in de load cells Een innovatieve technologie kan de eerste drempel opwerpen tegen kostbare weegfouten. De start kan zijn om de analoge load cells te vervangen door load cells met ingebouwde microprocessoren, die een krachtig signaal versturen en zelfdiagnose bieden. De microprocessoren in elke load cell hebben de rekenkracht om ervoor te zorgen dat de fabrikant weet dat de weegbrug goed werkt. Deze kunnen de operator waarschuwen met operationele indicatoren en bij potentiële problemen. Vaak kunnen op deze manier potentiële problemen al worden voorkomen bij routinematig onderhoud, of een gebruiker exact melden waar een probleem zit voor een snelle interventie en correctie. Monitoren van weegprocessen De sleutel tot het vergroten van de nauwkeurigheid van een load cell, is het verkleinen van de invloed van interne en externe factoren. Een load cell die voorzien is van de technologie van digitale signaalverwerking, kan de gevolgen voor de nauwkeurigheid van interne en externe factoren enorm verkleinen. Dit proces staat bekend als digitale compensatie. Met de ingebouwde microprocessoren en de geavanceerde software kan elke load cell compenseren of de operator waarschuwen voor: weegfouten overbelasting omgevingsfactoren die nauwkeurigheid beïnvloeden de status van het netwerk spanningsval bij de load cell de toestand van de behuizing van de cell De operators worden onmiddellijk gewaarschuwd bij problemen, zodat deze kunnen worden opgelost. Dit bespaart tijd en vele inkomende en uitgaande potentieel onnauwkeurige vrachtwagenladingen. Onderhoud plannen Door het gebruik van geavanceerde digitale load cell technologie en bestanden met diagnostische trends in de prestaties, kunnen problemen worden voorspeld voordat zij werkelijk optreden. Deze systemen voor intern preventief onderhoud waarschuwen leidinggevenden voor problemen via het beeldscherm van de weegterminal, e-mail of een sms. Dit betekent dat onderhoud kan worden gepland als dit het beste uitkomt. Tijdrovende probleemoplossingen en onderdelen testen wordt vervangen door voorzorg en gedetailleerde analyse van gegevens. Onvoorziene stilstandtijd wordt voorkomen en de operationele kosten worden verlaagd. 3 Minder fysieke dreigingen: innovatief product ontwerp 3 Waar de verbeterde technologie van de load cell essentiële vooruitgang betekent voor de betrouwbaarheid, kan het fysieke ontwerp van de load cell helpen om kostbare onvoorziene stilstandtijd te voorkomen. Onderstaand enkele belangrijke overwegingen rond het fysieke ontwerp van weegsystemen. Robuuste roestvrij stalen constructie Robuuste, corrosiebestendig roestvrij staal helpt weerstand te bieden tegen ongenadige of corrosieve omstandigheden. De essentiële elektronica wordt tegenwoordig beschermd als nooit tevoren in hermetisch afgesloten, waterdichte IP68/IP69k systemen. De volgelaste behuizing en waterdichte connectors garanderen dat overstroming geen gevolgen heeft voor het onderhoudsbudget van het bedrijf.
Geen contactdozen Contactdozen met daarin de voor vocht gevoelige elektronica worden bij traditionele weegbruggen veelal handmatig bekabeld tijdens het complexe installatieproces ter plekke. Deze zijn de meestvoorkomende bron van storingen bij weegbruggen, omdat de elektronica niet beschermd is voor de omgevingsinvloeden door een hermetische afdichting. De nieuwe digitale systemen hebben geen contactdoos meer nodig of een complexe handmatige bedrading, waardoor het installatieproces en het toekomstige onderhoud enorm wordt vereenvoudigd. De elektronica in de nieuwere systemen kan worden ondergebracht in een lasergelaste roestvrij stalen load cell behuizing. Geen contactdozen betekent minder onderdelen die door indringend water of blikseminslag kunnen worden beschadigd. Geen contactdozen betekent dat het aantal verbindingen in een weegbrug met minstens 25% wordt verminderd vergeleken met systemen met contactdozen. Geen contactdozen betekent dat het aantal verbindingen in een weegbrug met minstens 25% wordt verminderd vergeleken met systemen met contactdozen. Geen contactdozen betekent ook minder onderdelen die door indringend water of blikseminslag kunnen worden beschadigd. Een hermetisch afgesloten netwerk van tien load cells zonder contactdozen Dubbel afgeschermde kabels Breukdetectie Traditionele load cell bekabeling gebruikt een polyurethaan mantel over de geleiders. Deze kabels kunnen gemakkelijk breken of beschadigd raken onder ruige omstandigheden. Nieuwere systemen gebruiken roestvrij stalen kabels, die idealiter ook nog dubbel zijn afgeschermd. Dit voorkomt fysieke slijtage, schade door knaagdieren, elektromagnetische interferentie en biedt ook integrale bescherming tegen blikseminslag. Snelkoppelingen Snelle en goede connectiviteit is essentieel tijdens routine-onderhoud. De waterdichte IP68 snelkoppelingen aan de load cell bekabeling vergroten de connectiviteit en zorgen ervoor dat operators de weegbrug weer snel operationeel hebben. Deze waterdichte connectors zijn ontwikkeld voor de meest ongenadige militaire toepassingen, waar goed werkende elektronica letterlijk het verschil tussen leven en dood kan betekenen. Naast de uiterst robuuste, hermetisch afgesloten behuizingen, zorgt een ingebouwd detectiesysteem ervoor dat een operator wordt gewaarschuwd voor een onvoorzien lek in of geknoei met een load cell. Zelfs de kleinste opening kan vocht in de load cell doorlaten, waardoor meestal weegfouten en storingen optreden. In tegenstelling tot conventionele load cells kunnen systemen met een ingebouwde lek-detectie waarschuwen voor beschadigde componenten, voordat het ingedrongen vocht tot een echt probleem kan leiden. Beschermen tegen blikseminslag Een blikseminslag kan een weegbrug onmiddellijk buiten werking zetten. Zelfs als de garantie of de verzekering de reparatiekosten dekt, zit de fabrikant nog altijd met de verloren omzet voor elke dag dat de weegbrug niet functioneert als gevolg van een reparatie of vervanging. Dit geeft een geïntegreerde en voortreffelijke bescherming tegen blikseminslag voor de langetermijn een aanzienlijke toegevoegde waarde. 4
Er bestaat een echt werkend systeem om bliksemschade te voorkomen. Moderne bliksembeveiliging kan het hele weegbrugsysteem afschermen, inclusief load cells, kabels en weegterminal. Intern ingebouwde overspanningsbeveiligingen leiden de piekspanning weg van de gevoelige elektronica en creëren een muur van bescherming. Centrale aarding houdt weegbruggen in werking, waar voorheen beschadigingen aan de elektronica de weegbrug buiten werking zouden zetten. Ensayo de rayos en laboratorio De gemiddelde blikseminslag levert 30k ampère, maar kan ook veel hoger zijn. Idealiter zou een ingebouwde bliksembeveiliging tot 40k A piekstroom moeten weerstaan, zoals getest door de International Electrotechnical Commission IEC62305-1. 4 Met het oog op ROI In een situatie waar sprake is van een bijzonder hoog volume, kan het voorkómen van één dag stilstandtijd gelijk zijn aan de kosten van een nieuwe weegbrug. Het uitbannen van onvoorzien onderhoud kan aanzienlijke besparingen en verhoogde productiviteit met zich mee brengen, waarvan het cumulatieve effect aardig optelt bij de levensduur van een betrouwbaar, volledig ondersteund weegbrugsysteem. Een METTLER TOLEDO weegspecialist kan helpen met het inschatten van wat stilstandtijd van weegbruggen betekent voor een bedrijf en aanbevelingen doen voor passende alternatieve of bestaande modificaties aan de weegbrug. Een moderne upgrade betaalt zichzelf binnen 12 maanden terug bij zowel lage- als hogevolume organisaties soms zelfs binnen één of twee maanden. 5 Samenvatting Ongeacht de kwaliteit van de activiteiten in de fabriek, gaat gewonnen tijdwinst weer verloren als de goederen niet van en naar het productiebedrijf kunnen worden vervoerd vanwege onvoorziene stilstandtijd van de weegbrug. Weegbruggen staan bloot aan dezelfde inherente risico s als alle weegsystemen, maar ook aan unieke risico s zoals waterschade en blikseminslag vanwege het feit dat ze in de openlucht zijn opgesteld. Een blikseminslag kan een onbeschermde weegbrug buiten werking zetten en indringend water kan kortsluiting veroorzaken in slecht afgeschermde contactdozen. Een analoge weegbrug kan de operator hiervoor niet waarschuwen. Een volledig digitale weegbrug met de technologie van microprocessoren en digitale signaalverwerking kan echter: 5
goede werking waarborgen gebruikers waarschuwen voor potentiële problemen voor snel ingrijpen zelf-diagnose en compenseren voor veel problemen uiterst nauwkeurig wegen onder uiteenlopende omgevingscondities Bepaalde digitale load cells kunnen ook de installatie vereenvoudigen en het aantal storingen verminderen, omdat geen contactdozen, analoog-digitaal convertors of systeemkaarten nodig zijn. 6 Aanvullende bronnen Fysieke ontwerp-kenmerken zoals hermetisch afgesloten load cells, geen contactdoos, snelkoppelingen/ knaagdierveilige connectors en kabels, breukdetectie en bliksembeveiliging kunnen zorgen voor een goede werking, dag-in, dag-uit. Deze eigenschappen, samen met netwerk zelfdiagnose kunnen de betrouwbaarheid en duurzaamheid drastisch vergroten en gelijktijdig de algehele vereisten voor onderhoud verlagen. Een bestaande weegbrug upgraden met de nieuwe geavanceerde weeg-elektronica kan zichzelf snel terugverdienen, dankzij de langere uptime. Een systeem dat deze belangrijke innovaties in zich heeft, biedt gemoedsrust als het over uw weegbrug gaat. Raadpleeg de volgende bronnen voor aanvullende informatie over weegbrugsystemen. White Paper: Digital Compensation in POWERCELL Load Cells www.mt.com/global/en/home/supportive_content/product_information.veh_comp.twocoled.html METTLER TOLEDO Vehicle www.mt.com/vehicle www.mt.com/powercell Voor meer informatie Nederland Mettler-Toledo B.V. Franklinstraat 5 4004 JK Tiel Tel. + 31 344 63 83 63 Fax + 31 344 63 83 90 contact.nl@mt.com Nederland Mettler-Toledo PI B.V. Het Sterrenbeeldd 48 5215 ML s-hertogenbosch Tel. +31 735 48 11 88 Fax +31 735 48 11 90 info.nl@mt.com België N.V. Mettler-Toledo S.A. Leuvensesteenweg 384 1932 Zaventem Tel. + 32 2 334 02 11 Fax + 32 2 334 03 34 contact.be@mt.com Technische wijzigingen voorbehouden 08/2011 Mettler-Toledo AG