Система автоматизированного управления вакуум-формовочной машиной
Рисунок 1 –
Вакуум-формовочная машина
Объект автоматизации
Объект автоматизации – вакуум-формовочная машина (рисунок 1) компании «Лекс-Сервис», г. Рязань. Основным направлением деятельности «Лекс-Сервис» является формование изделий из пластика.
Технология вакуумной термоформовки нашла широкое применение в различных отраслях: автомобилестроении, производстве упаковки, биотуалетов, элементов архитектурного декора, рекламном производстве и т.д. Для формования используются листовые термопластичные полимеры: ударопрочный (непрозрачный и светорассеивающий) полистирол (УПС и СПС), акрилонитрилбутадиенстирольный каучук (АБС) и его разнообразные модификации.
Принцип работы ВФ-агрегатов заключается в том, что разогретая заготовка помещается в вакуумную камеру и далее равномерно разогревается (машина оснащена зонными регуляторами нагрева). В камере находится форма определенных параметров. Возрастающее при откачке воздуха атмосферное давление деформирует разогретую заготовку, и она принимает нужную форму.
Цели внедрения
- Обеспечение автоматического режима работы, позволяющего все процедуры цикла формования изделия кроме укладки заготовки на ложемент и съема готового изделия поручить машине
- Повышение эффективности и снижение трудоемкости работы обслуживающего персонала
- Реализация регулировки мощности зонных нагревателей на базе промышленного контроллера и твердотельных реле
- Повышение оперативности работы персонала по обслуживанию оборудования
- Обеспечение безопасности производства путем введения систем блокировок недопустимых режимов работы
- Снижение затрат на обслуживание и ремонт оборудования путем оптимизации режимов работы, предупреждения и недопущения аварийных ситуаций
- Представление всей технологической информации на экране операторского АРМ
- Возможность дальнейшего расширения системы
- Возможность интеграции с существующими системами.
Функции системы
- Автоматизация основных процессов алгоритма формования пластика
- Регулировка мощности зонных нагревателей
- Обнаружение, сигнализация и регистрация отклонений параметров от установленных границ
- Непрерывная диагностика каналов связи, работоспособности всех систем и оперативная индикация выявленных неисправностей с автоматическим занесением в журнал событий
- Предоставление персоналу ретроспективной технологической информации (протокола событий, трендов и т.п.) для анализа режимов работы и циклов формования
- Диагностика состояния программно-технических средств контроля
- Формирование периодических статистических отчетов в виде печатных документов, графиков, таблиц, диаграмм с возможностью вывода на принтер, выгрузки в Excel и отображения на экране
- Архивирование данных на жесткий диск компьютера.
Рисунок 2 – Структурная схема
Архитектура и оборудование
|
Рисунок 3 – |
АСУ ТП построена как трехуровневая иерархическая структура. Верхний уровень представляет собой автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора (станция оператора/архивирования-сервер с полным объемом графического проекта). Средний уровень представлен современными, высоконадежными микропроцессорными контроллерами. Связь верхнего уровня с контроллерным оборудованием производится посредством локальной вычислительной сети. Нижний уровень системы представлен зонными нагревателями, катушками пневмораспределителей, вакуумметром, датчиками температуры, пускателями, рядом концевых выключателей. Компоненты
|
Рисунок 4 – Мнемосхема управления вакуум-формовочной машиной
Процесс формования заготовки можно вести как в автоматическом режиме, так и в ручном с пульта управления.
В автоматическом режиме осуществляется подъем прижимной рамы, движение нагревательной панели для начала нагрева заготовки, отведение нагревательной панели по окончании разогрева, подача воздуха для выдувки купола, подъем стола, подача вакуума, включение и выключение охлаждения.
При ручном управлении процессом термоформования контроллер запоминает продолжительность операций. Оператор, оценив качество получаемых формовок, может дать команду на повторение наиболее оптимального варианта техпроцесса.
Рисунок 5 – Мнемосхема настройки тэнов
Результаты
- Снижение производственных издержек за счет оптимизации процессов формования, оперативного реагирования эксплуатационного персонала на аварийные и предаварийные ситуации, снижения затрат на ремонт технологического оборудования
- Экономия от снижения потребления электроэнергии за счет регулирования производительности зонных нагревателей, снижение процента бракованных изделий
- Повышение надежности системы в целом за счет устранения «человеческого фактора», автоматической диагностики системой всех ее элементов и своевременного устранения возможных аварийных ситуаций.