擠出造粒生產(chǎn)線
方案簡介:擠出造粒生產(chǎn)線包括配混料系統(tǒng)、擠出造粒機、冷卻切粒、烘干、包裝、碼垛幾個部分,通過升級擠出機控制系統(tǒng)、開發(fā)自動配混料系統(tǒng)
、機器人自動碼垛設(shè)備,并集成自動包裝機等自動化設(shè)備,最大程度的實現(xiàn)改性造粒生產(chǎn)線的自動化程度;通過以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)各設(shè)備的連鎖控制和數(shù)據(jù)交換,開發(fā)了改性塑料造粒生產(chǎn)線上位機監(jiān)控軟件和配方管理軟件,從而實現(xiàn)擠出造粒生產(chǎn)或改性塑料生產(chǎn)行業(yè)的智能制造。
1、系統(tǒng)組成
如下圖所示,擠出造粒智能制造生產(chǎn)線包括兩條或多條擠出機造粒線,多套自動配料系統(tǒng)、切粒系統(tǒng)、振動篩、冷卻罐,一臺自動包裝機、一條自動打包線,以及AGV轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。
1-1、自動配混料系統(tǒng)及配方管理軟件
自動物料混料系統(tǒng)是關(guān)系產(chǎn)品品質(zhì)的核心設(shè)備,通過配方管理軟件來同時管理多臺自動喂料機,每臺喂料機對應(yīng)一種原料(當(dāng)原料種類多于3種以上時,把比例小的原料先按照生產(chǎn)工藝要求的比例把生產(chǎn)原料配好,送入混料機混合,混合后作為一種原料)。開始生產(chǎn)時,選擇生產(chǎn)的產(chǎn)品型號,配方管理軟件自動調(diào)出該產(chǎn)品需要的原料種類和配方比例,通知生產(chǎn)人員準備對應(yīng)的原料,通過自動上料機把原料輸送到儲料管罐中。在操作屏上輸入生產(chǎn)速度,配方管理軟件計算出每種原料對應(yīng)的速度,通過通訊把速度通知對應(yīng)的自動喂料機,在主機啟動后,喂料機同時啟動,按照收到的速度指令把對應(yīng)的原料按對應(yīng)的速度同時送到擠出機中。
辰天智能有兩點創(chuàng)新之處:
1、實現(xiàn)物料的自動配料,減少了人工強度,改善了車間環(huán)境,避免了人工操作可能造成的配方失誤;
2、把多臺失重式喂料機減少到3臺喂料機,并把喂料機的控制集成到配混料系統(tǒng)中。
1-2、擠出機控制系統(tǒng)集成
擠出機是塑料改性擠出造粒的核心設(shè)備,辰天智能升級了擠出機控制系統(tǒng),規(guī)劃統(tǒng)一的通訊協(xié)議,實現(xiàn)擠出機和其他設(shè)備的連鎖以及數(shù)據(jù)監(jiān)控;主機控制采用西門子S7-1500系列PLC,以擠出機主機控制系統(tǒng)作為單條擠出生產(chǎn)線控制中心,通過Profinet、Profibus-DP、RS485等通訊方式實現(xiàn)主機、輔機 、配料、喂料、包裝碼垛的聯(lián)鎖控制和數(shù)據(jù)交換,并可把相關(guān)輔機的監(jiān)控集中到主機控制系統(tǒng)中 。
信息層基于Profinet通訊網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)向MES系統(tǒng) 或上位機高速數(shù)據(jù)交換。
辰天智能對擠出機的控制做了以下創(chuàng)新 :
1、采用變頻器控制高效能變頻主電機,在80-90%速度前提下,可節(jié)約用電5個點以上;
2、采用可設(shè)定轉(zhuǎn)矩的摩擦式聯(lián)軸器,當(dāng)螺桿扭矩大于設(shè)定值時,聯(lián)軸器自動脫落;并在聯(lián)軸器輸出軸安裝接近開關(guān),檢測到輸出軸速度不正常降低時,立即停止主機和喂料機,避免螺桿堵料;
3、在減速箱上潤滑油路上安裝壓力和溫度傳感器,實現(xiàn)潤滑油溫和壓力異常及時報警停機;
4、在變速箱和電機上安裝振動傳感器 、通過振動分析軟件來及時提醒維護人員維護變速箱和電機;
5、通過檢測加熱器工作狀態(tài)下的實際電流,來判斷加熱器是否正常工作,防止加熱不均引起筒體變頻、防止失控引起溫度過高。
6、通過加熱PID配方管理的應(yīng)用,實現(xiàn)不同物料溫控精度高 ,并節(jié)能。
1-3、自動包裝及機器人碼垛
通過使用自動包裝機和工業(yè)機器人碼垛 ,實現(xiàn)了包裝碼垛全自動化,并為了提高設(shè)備的利用效率,降低投資成本,辰天智能創(chuàng)造性地提出了兩條擠出造粒生產(chǎn)線或多條擠出生產(chǎn)線共用一套自動包裝碼垛設(shè)備的方案。
1-4、AGV轉(zhuǎn)運系統(tǒng)
在碼垛完成后,高舉升式AGV叉車根據(jù)指令,把成品自動送入成品庫對應(yīng)庫位;出庫時,ERP根據(jù)銷售訂單,給WMS出庫指令;根據(jù)出庫指令,AGV叉車完成訂單的出庫;AGV叉車將成托產(chǎn)品運送到裝貨平臺的指定位置,再由人工駕駛叉車完成最后裝車;
1-5、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)
數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控,對實現(xiàn)工廠級的智能制造非常關(guān)鍵。辰天智能設(shè)計了工業(yè)級的環(huán)網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。
該系統(tǒng)把擠出造粒生產(chǎn)線的所有設(shè)備以及共用設(shè)備都通過以太網(wǎng)接入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中,上位機設(shè)服務(wù)器、工程師站、操作者站,服務(wù)器用于儲存數(shù)據(jù),工程師站用于系統(tǒng)維護,操作者站用于設(shè)定工藝參數(shù)、監(jiān)控個設(shè)備的運行狀態(tài),生成報表等;并可隨時和MES 系統(tǒng)對接,解決了MES 系統(tǒng)在實施時最困難的數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行問題。
針對改性造粒行業(yè)開發(fā)了基于西門子WINCC系統(tǒng)的上位機監(jiān)控軟件,通過該軟件,實現(xiàn)了所有設(shè)備的遠程狀態(tài)和數(shù)據(jù)監(jiān)控
、數(shù)據(jù)設(shè)定 、數(shù)據(jù)分析存儲等功能。
2.達到的主要技術(shù)和經(jīng)濟指標
1、實現(xiàn)擠出造粒智能生產(chǎn)和遠程監(jiān)控;
2、現(xiàn)場操作人員減少70%以上(每班由2條線4個人減少到1個人);
3、設(shè)備單位能耗降低10%;
4、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定,避免人工配方失誤造成的原料浪費;
5、所有工藝參數(shù)實時監(jiān)控和保存,可追溯;
6、改善現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境。