Με την ταχεία διείσδυση της τεχνολογίας βιομηχανικού αυτοματισμού, πρέπει επειγόντως να αντιμετωπιστεί η μακροχρόνια-εξάρτηση από χειροκίνητες λειτουργίες στη βιομηχανία χύτευσης ταινιών, με αποτέλεσμα χαμηλή απόδοση και χαμηλή ακρίβεια. Η ομάδα μας έχει εφαρμόσει με επιτυχία την τεχνολογία "γραμμή παραγωγής φιλμ ελεγχόμενης χύτευσης με σερβοκινητήρα PLC και AC". Αυτός ο έξυπνος συνδυασμός ελέγχου αυτοματοποιεί ολόκληρη τη διαδικασία από την εκφόρτωση έως τη λήψη, παρέχοντας μια αναπαραγόμενη λύση για τον μετασχηματισμό της βιομηχανίας. Αυτό το επίτευγμα, μέσω της συνέργειας των βασικών τεχνολογιών και του αρθρωτού σχεδιασμού, μείωσε το ποσοστό χειροκίνητης παρέμβασης στην παραδοσιακή παραγωγή χύτευσης ταινιών σε λιγότερο από 10% και βελτίωσε την ακρίβεια παραγωγής κατά 40%, συγκεντρώνοντας ευρεία προσοχή στη βιομηχανία.
Core Technology Partnership: PLC "Brain" συνδεδεμένο με Servo "Hands and Feet"
Η βασική ανταγωνιστικότητα αυτής της έξυπνης γραμμής παραγωγής πηγάζει από τον ακριβή συντονισμό ενός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή (PLC) και των σερβοκινητήρων AC. Ως ο βιομηχανικός "έξυπνος εγκέφαλος", το PLC διαθέτει ισχυρές ικανότητες κατά των-παρεμβολών και λειτουργεί σταθερά σε εργοστασιακά περιβάλλοντα με σκόνη και δονήσεις υψηλής-συχνότητας. Εκτελεί τις βασικές εργασίες λήψης σήματος, λογικών λειτουργιών και μετάδοσης εντολών. Το Siemens 1515-2 PN PLC που επιλέχθηκε για αυτό το έργο υποστηρίζει επέκταση Ethernet και διαθέτει υψηλή υπολογιστική ταχύτητα. Μπορεί να επεξεργάζεται ταυτόχρονα σήματα από 12 συσκευές, παρέχοντας την υπολογιστική ισχύ που απαιτείται για τη συνεργασία πολλών μονάδων.
Οι σερβοκινητήρες AC λειτουργούν ως τα "χέρια και τα πόδια ακριβείας" της γραμμής παραγωγής, με ακρίβεια ελέγχου ταχύτητας και θέσης 0,01 rad, 30% χαμηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας από τους παραδοσιακούς κινητήρες και μείωση 60% στα ποσοστά αστοχίας. Η ομάδα χρησιμοποίησε ένα σερβο σύστημα της σειράς Siemens S120, συμβατό με μια ποικιλία συσκευών, συμπεριλαμβανομένων σύγχρονων και γραμμικών κινητήρων. Συνδεδεμένο με το PLC μέσω του βιομηχανικού δικτύου υψηλής-ταχύτητας PROFINET, η καθυστέρηση μετάδοσης σήματος διατηρείται κάτω από 0,1 ms, διασφαλίζοντας-την εκτέλεση εντολών σε πραγματικό χρόνο. «Όπως ο τέλειος συντονισμός του εγκεφάλου και των μυών ενός αθλητή, οι εντολές PLC μεταφράζονται αμέσως σε ακριβείς κινήσεις», εξήγησε ο τεχνικός επικεφαλής του έργου.
Έξι κύριες μονάδες δημιουργούν έναν κλειστό βρόχο: Ένα ράφι αποθήκευσης 20 μέτρων λύνει το πρόβλημα της διαρροής υλικού
Η γραμμή παραγωγής χρησιμοποιεί έναν αρθρωτό σχεδιασμό, με έξι κύριες λειτουργικές μονάδες που σχηματίζουν έναν πλήρη κλειστό βρόχο από την εισαγωγή πρώτων υλών έως την παραγωγή τελικού προϊόντος. Κάθε μονάδα ενσωματώνει έξυπνο έξυπνο έλεγχο. Η μονάδα ξετύλιξης χρησιμοποιεί σχεδιασμό πνευματικού άξονα διπλού-σταθμού, προσαρμόσιμο σε πυρήνες 3-ιντσών και 6-ιντσών και ικανό να μεταφέρει το μέγιστο ρολά πρώτης ύλης 800 kg με διάμετρο 800 mm. Το PLC υπολογίζει τη διάμετρο του ρολού σε πραγματικό χρόνο, ειδοποιεί αυτόματα όταν το υπόλοιπο υλικό είναι ανεπαρκές, βελτιώνοντας την απόδοση αλλαγής ρολού-κατά 50%. Οι μονάδες ξετύλιξης, έλξης και αποθήκευσης είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της συνεχούς παραγωγής. Ο μηχανισμός έλξης αποτρέπει την ολίσθηση του υλικού ρυθμίζοντας την πίεση μεταξύ των κυλίνδρων από χάλυβα και καουτσούκ. Ένα ράφι αποθήκευσης μήκους 20-μέτρων λειτουργεί ως "ζώνη προστασίας υλικού". Όταν η μονάδα ξετύλιξης αλλάζει ρολά, η σχάρα ξαναγεμίζει αυτόματα, εξαλείφοντας πλήρως τις απώλειες απόδοσης που προκαλούνται από το σπάσιμο του κυλίνδρου κατά τις αλλαγές ρολού στην παραδοσιακή παραγωγή. Η κύρια μονάδα έλξης που λειτουργεί με σερβομηχανισμό προεπεξεργάζεται τις πρώτες ύλες πριν εισέλθουν στη διαδικασία πυρήνα. Μέσω τριών βημάτων στατικής εξάλειψης, διόρθωσης ιστού και αφαίρεσης σκόνης, το επίπεδο καθαριότητας των πρώτων υλών αυξάνεται στο 99,2%, θέτοντας τα θεμέλια για την επακόλουθη ποιότητα επίστρωσης.
Η μονάδα επίστρωσης, μια διαδικασία πυρήνα, διαθέτει καινοτόμα μηχανισμό ρύθμισης κεφαλής μεμβράνης με καντράν. Οι εργαζόμενοι μπορούν να προσαρμόσουν με ακρίβεια το ύψος της κεφαλής της μεμβράνης και την κλίση μέσω μιας ανθρώπινης-διασύνδεσης μηχανής, διατηρώντας μια ανοχή πάχους επίστρωσης εντός ±2 microns. Οι επικαλυμμένες πρώτες ύλες εισέρχονται στη μονάδα κοιλότητας νερού για τελικό καθαρισμό. Ένας ρυθμιζόμενος υαλοκαθαριστήρας στην έξοδο προσαρμόζει την πίεση σε πραγματικό χρόνο με βάση την περιεκτικότητα σε υγρασία της πρώτης ύλης, διασφαλίζοντας σταθερή περιεκτικότητα σε υγρασία στο τελικό προϊόν. Οι μονάδες ανύψωσης και εξάτμισης έχουν σχεδιαστεί με γνώμονα την ασφάλεια και το περιβάλλον. Ο ασύρματος τηλεχειριζόμενος- εξοπλισμός ανύψωσης απλοποιεί τις εργασίες συντήρησης και το σύστημα εξάτμισης αυξάνει τη συλλογή πτητικών αερίων στο 95%, πληρώντας τα πιο πρόσφατα περιβαλλοντικά πρότυπα.
Οπτικός έλεγχος + συσσώρευση δεδομένων: Η εκπαίδευση των εργαζομένων συντομεύεται σε 3 ημέρες.
Ο φιλικός{0}}χρήστης σχεδιασμός της γραμμής παραγωγής αντικατοπτρίζεται στην ολοκληρωμένη βελτιστοποίηση της διεπαφής χειριστή. Το σύστημα απεικόνισης στον βιομηχανικό υπολογιστή ενσωματώνει οκτώ τύπους λειτουργικών διεπαφών, συμπεριλαμβανομένης μιας οθόνης επισκόπησης, παραμέτρων μετατροπής συχνότητας και κατάστασης σερβομηχανισμού. Μόλις συνδεθούν, οι εργαζόμενοι μπορούν να δουν διαισθητικά δεδομένα λειτουργίας για κάθε μονάδα, συμπεριλαμβανομένων 16 βασικών δεικτών όπως η ταχύτητα παραγωγής, η τάση και η θερμοκρασία κινητήρα. Όταν εμφανίζονται ανωμαλίες του εξοπλισμού, ένα σύστημα συναγερμού εμφανίζει με ακρίβεια τη θέση και την αιτία της βλάβης, μειώνοντας τον χρόνο απόκρισης συντήρησης από 40 λεπτά σε λιγότερο από 10 λεπτά.
Αυτός ο έξυπνος σχεδιασμός μειώνει σημαντικά το λειτουργικό εμπόδιο εισόδου. Παραδοσιακά, οι εργαζόμενοι στη γραμμή παραγωγής χρειάζονταν 15 ημέρες εκπαίδευσης για να μπορέσουν να αρχίσουν να εργάζονται. Ωστόσο, με προ{3}}ρυθμισμένες παραμέτρους και λειτουργίες έναρξης και διακοπής ενός-πατήματος, το νέο σύστημα επιτρέπει στους νέους εργαζόμενους να λειτουργούν ανεξάρτητα μετά από μόλις τρεις ημέρες εκπαίδευσης. Το σύστημα αποθηκεύει αυτόματα δεδομένα παραγωγής τριών μηνών και υποστηρίζει εξαγωγή και ανάλυση. Η ιχνηλασιμότητα δεδομένων επιτρέπει στις εταιρείες να εντοπίζουν γρήγορα τις βαθύτερες αιτίες των προβλημάτων ποιότητας, μειώνοντας τα ποσοστά σκραπ από 8% στην παραδοσιακή παραγωγή σε κάτω από 3%. Ένας εκπρόσωπος μιας εταιρείας κινηματογραφικών υλικών που χρησιμοποιεί αυτή την τεχνολογία αποκάλυψε: «Από τότε που ξεκίνησε η γραμμή παραγωγής, η ημερήσια παραγωγή μας αυξήθηκε από 800 τετραγωνικά μέτρα σε 1.500 τετραγωνικά μέτρα, ενώ το κόστος εργασίας μειώθηκε κατά 60%.
Το αποδεικτικό αποτέλεσμα του κλάδου είναι εμφανές: ανοίγει ένα νέο μονοπάτι για έξυπνη διακριτή κατασκευή.
Η επιτυχημένη εφαρμογή αυτής της γραμμής παραγωγής όχι μόνο αντιμετωπίζει τα σημεία πόνου στη βιομηχανία ταινιών cast αλλά παρέχει επίσης πολύτιμη εμπειρία για τον αυτοματισμό μετασχηματισμού της διακριτής κατασκευής. Η αρχιτεκτονική του "PLC + σερβοκινητήρας + βιομηχανικός υπολογιστής" προσαρμόζεται ευέλικτα σε διάφορους κλάδους, συμπεριλαμβανομένης της συσκευασίας και της εκτύπωσης, και η λογική του πυρήνα ελέγχου μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί χωρίς σημαντικές τροποποιήσεις. Εμπειρογνώμονες από την China Automation Association δήλωσαν: "Αυτή η έξυπνη λύση μετασχηματισμού, που επικεντρώνεται σε συγκεκριμένα σενάρια, προσφέρει 30% υψηλότερη απόδοση επένδυσης από τις γραμμές παραγωγής γενικού-σκοπού, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για υιοθέτηση από μικρές και μεσαίες-μεταποιητικές επιχειρήσεις."
Η ομάδα έχει υποβάλει αίτηση για τρία διπλώματα ευρεσιτεχνίας μοντέλων χρησιμότητας για αυτήν την τεχνολογία. Το επόμενο βήμα είναι να βελτιστοποιήσετε τον αλγόριθμο προγράμματος PLC για να αυξήσετε την ταχύτητα απόκρισης του κινητήρα κατά άλλο 15%, ενώ παράλληλα θα αναπτύξετε δυνατότητες παρακολούθησης μέσω κινητού τηλεφώνου. Με τη συνεχή επανάληψη της τεχνολογίας, η συνδυασμένη εφαρμογή PLC και σερβοκινητήρα AC αναμένεται να γίνει η βασική κινητήρια δύναμη για την παραδοσιακή μεταποιητική βιομηχανία στη μετάβαση από τη "χειροκίνητη λειτουργία" στην "έξυπνη κατασκευή".