Odată cu pătrunderea rapidă a tehnologiei de automatizare industrială, dependența îndelungată de-operații manuale în industria de turnare a filmului, care are ca rezultat o eficiență scăzută și o precizie slabă, trebuie abordată urgent. Echipa noastră a implementat cu succes tehnologia „Linie de producție de turnare film controlată cu servomotoare PLC și AC”. Această combinație inteligentă de control automatizează întregul proces, de la descărcare la recepție, oferind o soluție replicabilă pentru transformarea industriei. Această realizare, prin sinergia tehnologiilor de bază și a designului modular, a redus rata de intervenție manuală în producția tradițională de turnare a filmului la mai puțin de 10% și a îmbunătățit acuratețea producției cu 40%, atragând o atenție larg răspândită în industrie.
Parteneriat tehnologic de bază: „Creierul” PLC legat de Servo „Mâini și picioare”
Competitivitatea de bază a acestei linii inteligente de producție provine din coordonarea precisă a unui controler logic programabil (PLC) și a servomotoarelor AC. Fiind „creierul inteligent” industrial, PLC-ul se mândrește cu capacități puternice anti-interferențe și funcționează stabil în medii de fabrici cu vibrații cu-înaltă frecvență și praf. Îndeplinește sarcinile de bază de recepție a semnalului, operațiuni logice și transmisie de comenzi. PLC-ul Siemens 1515-2 PN selectat pentru acest proiect acceptă extinderea Ethernet și se mândrește cu viteză mare de calcul. Poate procesa simultan semnale de la 12 dispozitive, oferind puterea de calcul necesară pentru colaborarea cu mai multe unități.
Servomotoarele AC acționează ca „mâinile și picioarele de precizie” ale liniei de producție, oferind o precizie de control al vitezei și poziției de 0,01 rad, temperaturi de funcționare cu 30% mai scăzute decât motoarele tradiționale și o reducere cu 60% a ratelor de defecțiuni. Echipa a folosit un servosistem Siemens din seria S120, compatibil cu o varietate de dispozitive, inclusiv motoare sincrone și liniare. Conectat la PLC prin intermediul rețelei industriale de mare-viteză PROFINET, latența de transmisie a semnalului este menținută la sub 0,1 ms, asigurând executarea comenzii-în timp real. „La fel ca coordonarea perfectă a creierului și mușchilor unui atlet, comenzile PLC sunt traduse instantaneu în mișcări motorii precise”, a explicat responsabilul tehnic al proiectului.
Șase unități majore creează o buclă închisă: un suport de depozitare de 20 de metri rezolvă problema scurgerii materialelor
Linia de producție folosește un design modular, cu șase unități funcționale majore care formează o buclă completă închisă de la intrarea materiei prime la ieșirea produsului finit. Fiecare unitate întruchipează un control inteligent ingenios. Unitatea de derulare folosește un design de arbore pneumatic cu stație dublă-, adaptabil atât la miezuri de 3-inchi, cât și 6-inchi și capabil să transporte maximum 800 kg role de materie primă cu un diametru de 800 mm. PLC calculează diametrul rolei în timp real, alarmând automat când materialul rămas este insuficient, îmbunătățind eficiența-modificării rolei cu 50%. Unitățile de desfășurare, tracțiune și depozitare sunt cruciale pentru asigurarea producției continue. Mecanismul de tracțiune previne alunecarea materialului prin reglarea presiunii dintre rolele din oțel și cauciuc. Un suport de depozitare lung de 20-metri acționează ca o „zonă tampon pentru materiale”. Când unitatea de desfășurare schimbă rolele, raftul se reumple automat, eliminând complet pierderile de eficiență cauzate de ruperea rolei în timpul schimbărilor rolelor în producția tradițională. Unitatea de tracțiune principală servo-alimentată pre-tratează materiile prime înainte ca acestea să intre în procesul de bază. Prin trei etape de eliminare statică, corectare a benzii și îndepărtare a prafului, nivelul de curățenie al materiilor prime este ridicat la 99,2%, punând bazele pentru calitatea ulterioară a acoperirii.
Unitatea de acoperire, un proces de bază, prezintă în mod inovator un mecanism de reglare a capului cu membrană cu cadran. Lucrătorii pot regla cu precizie înălțimea și înclinarea capului membranei printr-o interfață umană-mașină, menținând o toleranță a grosimii stratului de acoperire de ±2 microni. Materiile prime acoperite intră în unitatea de jgheab de apă pentru curățarea finală. Un ștergător reglabil la ieșire reglează presiunea în timp real în funcție de conținutul de umiditate al materiei prime, asigurând un conținut stabil de umiditate în produsul finit. Unitățile de ridicare și evacuare sunt proiectate ținând cont de considerente de siguranță și de mediu. Echipamentul de ridicare-controlat fără fir de la distanță simplifică operațiunile de întreținere, iar sistemul de evacuare crește colectarea gazelor volatile la 95%, respectând cele mai recente standarde de mediu.
Control vizual + acumulare de date: Formarea lucrătorilor este scurtată la 3 zile.
Designul-foartelor utilizator al liniei de producție se reflectă în optimizarea completă a interfeței operatorului. Sistemul de vizualizare de pe computerul industrial integrează opt tipuri de interfețe de operare, inclusiv un ecran de prezentare generală, parametrii de conversie a frecvenței și starea servo. Odată conectați, lucrătorii pot vizualiza în mod intuitiv datele de funcționare pentru fiecare unitate, inclusiv 16 indicatori cheie, cum ar fi viteza de producție, tensiunea și temperatura motorului. Când apar anomalii ale echipamentului, un sistem de alarmă afișează cu precizie locația și cauza defecțiunii, reducând timpul de răspuns la întreținere de la 40 de minute la mai puțin de 10 minute.
Acest design inteligent reduce semnificativ bariera operațională la intrare. În mod tradițional, lucrătorii din linia de producție aveau nevoie de 15 zile de pregătire înainte de a putea începe lucrul. Cu toate acestea, cu parametrii-prestabiliți și funcțiile de pornire și oprire cu o-apăsare, noul sistem permite noilor lucrători să opereze independent după doar trei zile de instruire. Sistemul stochează automat trei luni de date de producție și acceptă exportul și analiza. Trasabilitatea datelor permite companiilor să identifice rapid cauzele principale ale problemelor de calitate, reducând ratele de rebuturi de la 8% în producția tradițională la sub 3%. Un reprezentant al unei companii de materiale de film care utilizează această tehnologie a dezvăluit: „De când linia de producție a intrat în funcțiune, producția noastră zilnică a crescut de la 800 de metri pătrați la 1.500 de metri pătrați, în timp ce costurile cu forța de muncă au scăzut cu 60%.
Efectul demonstrativ al industriei este evident: deschiderea unei noi căi pentru producția inteligentă discretă.
Implementarea cu succes a acestei linii de producție nu numai că abordează punctele dureroase din industria filmului turnat, dar oferă și o experiență valoroasă pentru transformarea automată a producției discrete. Arhitectura sa „PLC + servomotor + computer industrial” este adaptabilă în mod flexibil la diverse industrii, inclusiv ambalare și imprimare, iar logica de control de bază poate fi reutilizată fără modificări majore. Experții de la China Automation Association au declarat: „Această soluție de transformare inteligentă, axată pe scenarii specifice, oferă o rentabilitate a investiției cu 30% mai mare decât liniile de producție de uz general-, ceea ce o face deosebit de potrivită pentru adoptarea de către întreprinderile de producție mici și mijlocii-."
Echipa a solicitat trei brevete de model de utilitate pentru această tehnologie. Următorul pas este optimizarea algoritmului programului PLC pentru a crește viteza de răspuns a motorului cu încă 15%, dezvoltând totodată și capabilități de monitorizare mobilă. Odată cu iterarea continuă a tehnologiei, aplicarea combinată a PLC-ului și a servomotorului AC este de așteptat să devină forța motrice de bază pentru industria de producție tradițională pentru a trece de la „operare manuală” la „producție inteligentă”.