本文介紹了西門子全集成自動化解決方案在汕頭遠東輕化裝備有限公司複合塗布機組的應用。控製係統由西門子SIMATIC S7-1200控製器、KTP1000人機界麵及G120變頻器構成,充分體現了成本低、性能穩定、操作簡便的優勢,並充分滿足了複合塗布機高精度快速控製的要求。
前言
近(jin)年(nian)來(lai)我(wo)國(guo)的(de)輕(qing)工(gong)業(ye)在(zai)國(guo)家(jia)政(zheng)策(ce)的(de)有(you)力(li)扶(fu)持(chi)下(xia)高(gao)速(su)發(fa)展(zhan),規(gui)模(mo)不(bu)斷(duan)擴(kuo)大(da),已(yi)經(jing)建(jian)立(li)起(qi)了(le)比(bi)較(jiao)完(wan)整(zheng)的(de)工(gong)業(ye)體(ti)係(xi),邁(mai)入(ru)世(shi)界(jie)輕(qing)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)大(da)國(guo)行(xing)列(lie)。在(zai)全(quan)國(guo)各(ge)地(di)紛(fen)紛(fen)建(jian)立(li)了(le)輕(qing)工(gong)商(shang)品(pin)的(de)國(guo)際(ji)製(zhi)造(zao)中(zhong)心(xin)和(he)采(cai)購(gou)中(zhong)心(xin),並(bing)已(yi)成(cheng)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)國(guo)際(ji)貿(mao)易(yi)集(ji)散(san)地(di)和(he)供(gong)應(ying)地(di)。
但是對於我國的輕工裝備而言,技術整體水平不高,能源、ziyuanxiaohaoguoduodengwentiyeriyituxian。wentizhuyaozaiyuqinggongyeshiyizhongxiaoqiyehechuantongchanyeweizhutidezhizaoyequnti,jiuqinggongxingyedezhengtiqingkuangkan,qiyefazhanshuipingcanchabuqi,qiyezidonghua、信息化發展也不夠平衡,迫切需要用先進的自動化技術與信息技術改造和提升傳統設備水平。
汕頭遠東公司簡介
輕工裝備製造業是汕頭市的傳統產業和出口重點行業之一。改革開放以來,汕頭市較早吸收、引進了國內外先進設備和技術,並在其基礎上進行創新,使輕工裝備製造業發展到了相當規模,形成了以包裝印刷、塑料機械和專用設備製造為主導、多業並舉的發展格局。
據汕頭市遠東輕化裝備有限公司董事長、總經理熊鴻先生介紹,遠東公司是粵東地區較具規模的專業研發設計、製造大型成套塑料、包裝機械設備的企業。公司始建於1985年,經過二十多年的努力拚搏和不斷發展,現已建成一座占地10萬平方米、固定資產兩億元、集科研、生產一體化的園林式高新技術產業基地——遠東工業園,並擁有一支由近百位科研人員和三百多位技術工人組成的員工隊伍。公司是國家、省高新技術企業、省裝備製造業典型企業、市裝備製造業重點企業,通過ISO9001國際質量標準認證。重點產品除複合塗布機組外還包括塑料擠出淋膜複合機組、三層共擠雙向拉伸(BOPP、BOPET)薄膜生產線成套設備、塑料扁絲拉絲機組等。
複合塗布機組工藝及對控製係統的需求
目前我國正在大力發展低碳經濟,對香煙、食品、酒類等包裝材料提出了“綠色包裝”的要求並已形成不可阻擋的發展趨勢。包裝材料市場正處於平穩過渡階段,鍍鋁卡紙與鋁箔複合卡、PET覆膜卡同時並存。FTB係列多功能複合塗布機組正是以其獨特的兼容性——多功能贏得廣大用戶的青睞。該機組既可以生產高品質的鍍鋁轉移卡、紙,也能生產市場上尚存的鋁箔複合卡、PET高-光複膜卡,還能對鍍鋁紙的底層、麵層直接塗布。目前,對鍍鋁轉移卡、紙的生產,國內流行兩種不同的工藝:前上色工藝和後上色2藝,該機組都適用。運用前上色法生產,國內外曾采用膜麵向下、紙麵向上的工藝路線,在烘幹100g/m2以下的薄紙時,會因受熱過高、過快而發生魚鱗狀凹凸變形,但采用FTB係列多功能複合塗布機組的工藝路線可以避免該缺陷的發生。
複合塗布機組由第一基材放送機架、背塗塗布頭、第一冷卻牽引部、上膠濕式複合部、輔放送機、塗布頭機構、組合式烘道、第二冷卻牽引部、紙卷取機等部分構成,需要由控製係統完成對整機放卷、除濕、上膠、複合、上色、幹燥、回濕定型、冷卻、收卷等的速度和多段張力實現動態同步自動控製及在線檢測。
(FTB係列多功能複合塗布機組工藝流程圖)
針對複合塗布機組控製係統的工藝流程及設備特點,遠東公司電氣部經理陳偉龍先生指出,包括PLC、變頻器、人機界麵等產品在內的自動控製係統必須滿足以下要求:
- 係統運行穩定、可靠性高;
複合塗布機組對於連續生產有較高要求,一旦因故障停機將導致巨額損失,因此必須選用符合國際一流標準的控製係統。
- 保證整機控製精度;
複合塗布機組的張力控製精度、烘道控溫精度、塗布精度和收卷精度等是衡量整機性能的關鍵指標,對相應的控製產品提出了很高的要求。
- 滿足高速生產需求。
為提升包裝材料的生產效率,世界上先進的複合塗布機組的生產速度不斷提高,能否實現高速生產將是對控製係統的最大考驗。
2009年8yue,tongguoyuximenzigongsifanfugoutonglunzheng,yuandonggongsizuizhongxuanzeleximenziquanjichengzidonghuajiejuefangan。duiyucicihezuo,yuandonggongsixiongzonggeiyulehengaoqiwang,“我們在多年以前就已和西門子公司有過成功的合作經驗,包括分切機、吹膜機等在內的多種機組已從西門子公司提供的解決方案充分受益,”熊總確信,“此(ci)次(ci)合(he)作(zuo),我(wo)們(men)看(kan)重(zhong)的(de)是(shi)西(xi)門(men)子(zi)公(gong)司(si)一(yi)貫(guan)秉(bing)承(cheng)的(de)認(ren)真(zhen)務(wu)實(shi)的(de)工(gong)作(zuo)作(zuo)風(feng)和(he)過(guo)硬(ying)的(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)及(ji)完(wan)善(shan)的(de)服(fu)務(wu)保(bao)障(zhang)體(ti)係(xi),西(xi)門(men)子(zi)是(shi)我(wo)們(men)的(de)最(zui)佳(jia)選(xuan)擇(ze)!”
控製係統硬件設計
- 可編程控製器(PLC)選用1台西門子公司專為製造行業設計的創新型模塊化控製器SIMATIC S7-1200 。該控製器具有模塊化、結構緊湊、功能全麵等特點,適用於多種應用,能夠保障現有投資的長期安全。同時該控製器具有可擴展的靈活設計,符合工業通訊最高標準的PROFINET通訊接口,以及全麵的集成工藝功能等特點。PLC作為控製係統的核心,用來連接現場操作按鈕、接近開關和張力傳感器等信號,通過PROFINET網絡連接人機界麵及串行通訊方式與變頻器進行數據交換。
- 矢量電機驅動控製選用9台西門子SINAMICS G120變頻器,G120是西門子新推出的變頻器產品,其優點為:模塊化設計,備件簡單方便,使用更加靈活;能夠將再生能量回饋電網,降低了用戶的使用成本,更加節能;散熱方式改進,延長了使用壽命,在惡劣環境下使用更加可靠。
- 每套機組配備一台具有PROFINET接口的SIMATIC HMI 產品—KTP1000主要用於基本的操作員控製和監視任務。除了觸摸屏操作以外,KTP1000 還具有 8 個可組態的、具有觸摸反饋功能的按鈕,提升了應用性能和操作的簡便性。
卓越的性能帶來顯著效益和良好口碑
在遠東公司全麵采用了西門子提供的控製係統解決方案以後,整條生產線各分部之間的速度同步、張力控製都收到了完美的控製效果,使機組的塗布速度達180米/分,調速精度達萬分之一;同時可靠的閉環控製保證了穩定的收、放卷張力和塗布均勻;烘道熱風均勻地達到±2.5℃的準確度,既保證烘幹質量又提高了生產速度,節能省電,整機控製係統的可靠運行保障了製品的高質量、高檔次。
東莞某激光全息產品製造廠經過半年多時間的生產應用,認為FTB型電腦自動多功能複合塗布機組是生產鐳射膜的理想設備。通過生產過程的實際應用來看,由於控製係統的運行穩定、精度高,使設備塗布均勻、塗布量恒定並達到收卷平整的效果。製品完全達到煙標印刷領域高端產品的標準。
汕頭市某彩印公司從遠東公司購進FTB型(xing)多(duo)功(gong)能(neng)複(fu)合(he)塗(tu)布(bu)機(ji)組(zu)後(hou),主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)鍍(du)鋁(lv)轉(zhuan)移(yi)金(jin)銀(yin)卡(ka)的(de)生(sheng)產(chan)。投(tou)產(chan)近(jin)三(san)個(ge)月(yue)以(yi)來(lai),機(ji)組(zu)各(ge)項(xiang)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)均(jun)能(neng)達(da)到(dao)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)的(de)要(yao)求(qiu),優(you)勢(shi)表(biao)現(xian)在(zai)上(shang)膠(jiao)均(jun)勻(yun),塗(tu)膠(jiao)量(liang)調(tiao)節(jie)方(fang)便(bian),貼(tie)合(he)牢(lao)固(gu)平(ping)整(zheng),網(wang)紋(wen)上(shang)色(se)均(jun)勻(yun),各(ge)段(duan)張(zhang)力(li)控(kong)製(zhi)穩(wen)定(ding)、精(jing)度(du)高(gao)。烘(hong)道(dao)加(jia)溫(wen)控(kong)製(zhi)精(jing)確(que),熱(re)風(feng)均(jun)勻(yun),幹(gan)燥(zao)效(xiao)率(lv)高(gao)。同(tong)時(shi)由(you)於(yu)該(gai)機(ji)應(ying)用(yong)了(le)西(xi)門(men)子(zi)全(quan)集(ji)成(cheng)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),使(shi)得(de)機(ji)電(dian)一(yi)體(ti)化(hua)程(cheng)度(du)高(gao),操(cao)作(zuo)十(shi)分(fen)方(fang)便(bian)、生產的產品質量穩定、不彎曲變形、上色均勻、光亮度高、收卷整齊,成品率高達95%以上。
步步為營 贏在未來
在經曆了與西門子多次愉快合作之後,遠東公司熊總對西門子產品、服務意識和技術能力都表示了肯定。熊總認為:“雖然我們現在的產品在整體上與國外先進水平還存在著一定的差距,但這種差距更多的是體現在機組的基礎材料、zhuangpeijingdudengfangmian,youleximenzidebaojiahuhang,womendeshebeiyijingdadaoguojilingxiandeshuzihuakongzhishuizhun,jiangyibuyigejiaoyindiwenbutishengchanpinzhiliang,xianbaozhengzhiliang,zaizhuiqiushuliang,tongshiyexiwangximenzikeyizhenduiwoguogongyexianchangdetedian,jixutigaoxitongdekangganraoxingneng,ranggengduodeyonghucongzhongshouyi。”
“踏踏實實做事,實實在在做人”是熊總個人一直以來信奉的原則,也是遠東公司自始至終都在追求的企業文化。遠東公司和西門子的合作還將繼續深入下去,“高質量的產品、良好的服務和不斷開拓創新”的企業精神也將繼續引領遠東公司滿懷信心地走向國際,開創未來。

FTB係列多功能複合塗布機組工藝流程圖

控製係統硬件設計


