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Linn - Soluzione intelligente configurabile per i forni a induzione da laboratorio

La società Linn, azienda specializzata nella produzione di forni industriali, aveva la necessità di sviluppare un sistema a induzione per le prove di fusione su svariati metalli (dal platino al ferro).
Quelli a induzione sono forni elettrici nei quali il calore viene applicato attraverso il riscaldamento a induzione del metallo. Hanno una capacità compresa tra meno di 1 kg e 100 t e sono impiegati per fondere ferro, acciaio, rame, alluminio e metalli preziosi. Rispetto ad altri metodi di fusione dei metalli, il forno a induzione offre il vantaggio di un processo pulito, efficiente dal punto di vista energetico e ben controllabile.

Il cliente

La società Linn High Therm ha sede a Eschenfelden (Germania) e conta oltre 120 dipendenti.
È specializzata nella fabbricazione di forni/essiccatoi industriali e da laboratorio, forni a microonde, gruppi di preparazione dei campioni per spettroscopia, impianti di riscaldamento a induzione, sistemi di colata di precisione e altri impianti realizzati in base alle specifiche dei clienti.

Rare sono le aziende che vantano competenze altrettanto estese: R&D, progettazione, produzione e controllo qualità, abbinati alla straordinaria esperienza acquisita fin dal 1969.

Dal prototipo alla produzione pilota in tempi ridottissimi, Linn opera nei seguenti settori a livello internazionale: metallurgia, ceramica, chimica, vetro, materiali da costruzione, ricerca e sviluppo, medicale, nucleare, riciclaggio, didattica e alimentare.

Breve descrizione del processo e le esigenze

Come si è detto, uno dei vantaggi dei forni a induzione è rappresentato dalla capacità di fondere diversi metalli. La necessità di Linn era una soluzione flessibile, in grado di gestire facilmente cicli termici diversi, con o senza produzione di vuoto. Nell’induzione, il particolare da riscaldare non si ritrova mai a contatto diretto con una fiamma o con altri elementi radianti; il calore è generato al suo stesso interno, per effetto della corrente alternata. Questo consente di ridurre al minimo le incurvature dei prodotti, le deformazioni e gli scarti.  

Per ottenere la massima qualità, il particolare può essere isolato all’interno di una cella chiusa sotto vuoto per neutralizzare gli effetti dell’ossidazione, ma altri trattamenti possono richiedere l’impiego di additivi chimici (gas di protezione).

La regolazione della temperatura è un altro aspetto chiave: per ottimizzare le fasi di prova del materiale trattato, i tempi di fusione devono essere ridotti il più possibile. I forni sotto vuoto tradizionali sono di grandi dimensioni e alimentati da gruppi di elementi radianti elettrici. Richiedono quindi parecchie ore per raggiungere e mantenere la temperatura di esercizio. Nel forno a induzione sviluppato da Linn, la temperatura può aumentare da 650° a 1100°C in 3/4 secondi!

La soluzione

La soluzione proposta da Gefran è un sistema costituito da un hardware compatto e da un applicativo software intelligente.
L’hardware comprende i seguenti elementi:

  • Touch panel grafico 7’’ a colori, con controller integrato (softplc).
  • Gilogik II con I/O remoti
  • Fieldbus CANopen  

L’applicativo software garantisce la flessibilità necessaria, riducendo nel contempo le operazioni di programmazione. In dettaglio:

  • Possibilità di gestire fino a 25 programmi
  • Ogni programma può essere costituito da un massimo di 50 fasi di processo configurabili. L’utente può configurare/impostare liberamente 10 tipi diversi di processi articolati in fasi per la creazione del programma (programmazione guidata)
  • Controller PID con autotuning
  • Comandi Run / Ready / Pause / Skip
  • Comandi manuali per la configurazione macchina
  • Andamento dei valori di processo
  • Data log esportabile in file CSV
  • Ricette per gestire e salvare i parametri di configurazione
  • Visualizzazione degli allarmi (correnti e storici)
  • Funzione Data/Ora per l’accensione automatica
  • Multilingue
  • Gestione dell’accesso tramite user ID/password