Induktiv oppvarming av metall gir full kontroll på temperaturen

Skrevet av: Arne Vollertsen for Data Respons

EFD Induction er en av verdens største produsenter av induksjons-apparater til industrien. Selskapets produkter til flamme- og kontakt-fri oppvarming av metall anvendes blant annet til sveising av rør, lodding av blandebatterier, herding av metall og fjerning av maling på metall.

I bil- og flyindustrien, samt i mange andre industrier som arbeider med metall, er induktive varmeprosesser en essensiell del av produksjonen. Ikke minst er teknologien særdeles energieffektiv da den kan fokusere varmeenergien meget presist, og varme opp et emne til nøyaktig den temperaturen man ønsker.

Det internasjonale konsernet EFD Induction er verdensledende på området, og produserer en lang rekke forskjellige apparater, skreddersydd til spesifikke anvendelser. Felles for hovedparten av dem er en kontrollenhet som styrer frekvensomformeren i apparatet. Omformeren forvandler strøm fra strømnettet til høyere frekvenser, som via en induksjonsspole varmer opp metallemnet som bearbeides.

Bildet øverst i artikkelen viser en mobil og fleksibel Minac som er liten nok til å få plass i en vanlig bil og som enkelt kan fraktes til arbeidsstedet. Man kan koble til en praktisk talt endeløs rekke av forskjellige coiler tilpasset akkurat det arbeidet man skal utføre.

Ny generasjon av kontrollsystem

Da kontrollenheten skulle oppdateres, henvendte EFD Induction seg til Data Respons R&D Services for å få spesialisthjelp.

– Vi har kjørt med det nåværende kontrollsystemet i en del år, forklarer Bjørn Sverre Aspheim, utviklingsdirektør med ansvar for forretningsområdet Induction Power Supplies i EFD Induction.

– Derfor var det tid for å bytte ut den gamle elektronikken med nytt design av flere grunner. Noen av de komponentene som blir anvendt er på vei ut av produksjon. Dessuten ønsker vi å forberede kontrollsystemet for nye funksjoner som eventuelt blir lagt til i fremtiden.

– Hovedparten av prosjektet gjennomfører vi med våre egne utviklere, men vi hadde behov for ekstra ressurser for å få opp utviklingshastigheten, og for å hente noen helt spesifikke eksterne kompetanser inn i prosjektet. Derfor tok vi kontakt med Data Respons, som er Nordens største teknologiselskap innen utvikling av industriell elektronikk og embedded SW.

ENKELT HJULSKIFTE PÅ TOG: Hjulenes låseringer varmes opp til en helt jevn temperatur og kan enkelt fjernes mens staget forblir kaldt.

To embedded spesialister

Lijiao og Bendik fra Data Respons R&D ble satt på oppgaven. Lijiao er FPGA-ekspert med solid kompetanse innen embedded hardware og software. Hun har en PhD fra Universitetet i Bergen og har arbeidet i Data Respons R&D Services i mer enn ti år. Med seg hadde hun Bendik Husa, nyansatt utvikler med MSc-grad fra Universitetet i Bergen med spesialisering innen embedded elektronikk.

– Vi fikk i oppgave å designe et nytt I/O-kort, dvs. et kort som henter og videresender informasjon fra forskjellige sensorer og aktuatorer i apparatet, forklarer Lijiao.

– Kortet samler 56 digitale og 10 analoge innganger, og sender dem videre til kontrollkortet som er selve ‘hjernen’ i systemet. I/O-kortet sender bl.a. temperaturmålinger og andre typer data til kontrollkortet som kjører de avanserte algoritmene og styrer apparatets frekvensomformer.

– Det mottar også informasjon fra kontrollkortet for å styre et sett utganger. I/O kortet har flere innganger og utganger, har en mer moderne og kraftigere mikrokontroller enn det gamle og erstatter i praksis et annet kort i tillegg.

BYGGET FOR FREMTIDEN: Det heldigitale kontrollsystemet gjør oppgraderinger enkelt, slik at man til enhver tid er oppdatert med den nyeste teknologien. Avansert analyse gjør at man kan være i forkant med vedlikehold.

Den nyeste kunnskapen

Ifølge Bjørn Sverre Aspheim sitter det nye I/O-kortet i 80 % av de frekvensomformerne EFD Induction produserer. Han forventer at kortet vil være i produksjon nesten like lenge som forgjengeren, dvs. omkring 15 år. Derfor hadde EFD Induction behov for å finne en samarbeidspartner med den nyeste kunnskapen på området.

– Selv om vi har en dyktig intern utviklingsavdeling, så er vi ikke up-to-date på alle de tekniske detaljer ved et slikt design. Men det er Data Respons R&D Services. De designer og utvikler mange av denne type elektronikk-kort, og er derfor helt oppdaterte på alle de tekniske detaljene som kreves for å gjøre et slikt arbeid.

– Vi har samtidig et strategisk ønske om å akselerere vår utviklingstid, slik at vi kan komme hurtigere ut på markedet med ny teknologi. Derfor vil vi også fremover benytte flere eksterne ressurser i våres utviklingsprosjekter når ønsket kunnskap er tilgjengelig.

EFD Induction forventer å produsere ca. 650 apparater i året og et tilsvarende antall I/O-kort. Hvert kort testes for at sikre at det fungerer som forventet før det monteres i apparatet.