Система управления экструзионно-выдувным агрегатом

Задача автоматизации

Проектирование и создание системы управления экструзионно-выдувного агрегата для производства пластмассовых леек на заводе имени Красина.

Необходимость автоматизации

Полиэтиленовые лейки широко используются огородниками в частных хозяйствах. Для их производства помимо собственно экструзионно-выдувного оборудования необходим комплекс автоматики, который следит и управляет всем процессом изготовления.

На заводе имени Красина для производства пластмассовых леек для огородников был изготовлен экструзионно-выдувной агрегат, точ­нее – его механическая часть. Для проектирования и создания системы управления были привлечены специ­алисты НПК «Фазис», которые имеют значительный опыт работы в области автоматизации технологических процессов и промышленного обору­дования.

Экструзионно-выдувная технология формования

Экструзионно-выдувной процесс состоит из нескольких этапов. Начи­нается работа с подачи гранулиро­ванного полиэтилена в загрузочный бункер с помощью пневмозагрузчика. Вращение шнека экструдера обеспе­чивает электродвигатель, частота вра­щения которого регулируется частот­ным преобразователем.

Далее происходит формирование рукава, и одновременно с этим смы­кание и перемещение половинок фор­мы. Данные действия обеспечивает гидроцилиндр. Крайние положения формы контролируются бесконтакт­ными индукционными датчиками.

Следующий этап – раздув рукава и формование изделия – осуществля­ется с помощью пневмоцилиндра, при этом внутрь формы вводятся выдув­ное сопло и поддерживающая игла, открывается пневмоклапан и под­ается воздух. После этого в течение некоторого времени изделие охла­ждается. Воду для охлаждения под­ает чиллер. После раскрытия формы к изделию перемещается устройство для снятия облоя.

Далее наступает этап вырезки за­ливного отверстия. Предназначенное для этого устройство имеет отдельное электро- и пневмооборудование. По­сле вырезки отверстия происходит захват изделия с помощью отдельно­го устройства для снятия и перенос его на ленточный транспортер, кото­рый доставляет готовую лейку в зону контроля и упаковки. Срезанный об­лой попадает на другой транспортер, доставляется в дробилку, измельча­ется и снова отправляется в бункер экструдера.

Автоматизация технологического процесса

Первостепенной задачей автома­тизации стало обеспечение непрерыв­ного цикла выдува, включающего по­дачу рукава, смыкание формы, выдув и охлаждение изделия, раскрытие фор­мы, извлечение изделия, вновь подачу рукава и т.д.

Автоматизированную систему управления образуют приборы ОВЕН:

                - программируемые контроллеры ПЛК110-30;

                - модули вывода: МУ110-16Р и МУ110-8Р;

                - модули ввода: МВ110-8А, МВ110-16Д;

                - панель оператора СП270;

                - блок сетевого фильтра БСФ-Д3;

                - блок питания БП30Б-Д3-24.

Основу управляющей системы образуют два контроллера ПЛК110. Функциональная схема управления агрегатом приведена на рис. 1. Один ПЛК управляет технологическим про­цессом – выдувом рукава, контролем температуры в зонах и управлением вентиляторами. Второй контроллер управляет исполнительными и вспо­могательными механизмами, подачей воздуха, длительностью сжатия фор­мы, зажимом и обрезкой изделия.

Экструдер имеет 12 зон нагрева, в каждой из которых установлены электрические нагреватели различ­ной мощности, которыми управляют твердотельные реле, а также венти­ляторы охлаждения. Температурный режим в каждой зоне настраивает­ся оператором на панели управле­ния. В рабочем режиме на панель оператора СП270 может выводиться мнемосхема экструдера с указани­ем заданных и текущих температур по зонам или мнемосхема самого агрегата, отображающая движение и положение всех узлов, показания датчиков. Для примера на рис. 2 приведен служебный экран автона­стройки ПИД-регуляторов.

Кроме самих механизмов агре­гата, к которым относятся электрод­вигатели, пневмо- и гидроцилин­дры, конвейеры, шкаф автоматики управляет гидростанцией, чиллером, Parison-контролем (специализиро­ванное оборудование, включающее в себя механику и гидравлику, позволя­ющее изменять толщину выдуваемого экструдером рукава) и другими вспо­могательными устройствами. Расширя­емость системы регламентируется за­дачами производственного процесса, который определяет необходимость модульного наращивания, количество каналов ввода-вывода, число регуля­торов и т. п.

Во время наладки системы при­шлось неоднократно корректировать управляющие программы. В окончательном варианте программа по­зволяет технологу без участия про­граммиста устанавливать настройки, связанные с оптимизацией техноло­гического процесса и повышением производительности системы, и ме­нять более 20 уставок для точной на­стройки работы всех узлов. В режиме наладки, который запускается после введения пароля, могут изменяться временные параметры.

Результат автоматизации

Совместными усилиями специа­листов завода и компании «Фазис» удалось довести агрегат до состояния готового изделия. В настоящее время экструзионно-выдувной агре­гат запущен в промышленную экс­плуатацию на предприятии Брянской области. Каждые 72 секунды мани­пулятор, управляемый пневмоцилин­драми, снимает с пресс-формы но­венькую еще теплую лейку и ставит ее на конвейер готовых изделий. Все что требуется от обслуживающего персонала – это вовремя загружать сырье, снимать с конвейера готовые лейки и следить за уровнем масла в гидросистеме.