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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(jī)、冷卻切粒、烘干、包裝、碼垛幾個(gè)部分,通過升級(jí)擠出機(jī)控制系統(tǒng)、開發(fā)自動(dòng)配混料系統(tǒng) 、機(jī)器人自動(dòng)碼垛設(shè)備，并集成自動(dòng)包裝機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備，最大程度的實(shí)現(xiàn)改性造粒生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度；通過以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)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(jī)監(jiān)控軟件和配方管理軟件，從而實(shí)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(jī)造粒線，多套自動(dòng)配料系統(tǒng)、切粒系統(tǒng)、振動(dòng)篩、冷卻罐，一臺(tái)自動(dòng)包裝機(jī)、一條自動(dòng)打包線，以及AGV轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。

1-1、自動(dòng)配混料系統(tǒng)及配方管理軟件

自動(dòng)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(shí)管理多臺(tái)自動(dòng)喂料機(jī)，每臺(tái)喂料機(jī)對(duì)應(yīng)一種原料（當(dāng)原料種類多于3種以上時(shí)，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(jī)混合，混合后作為一種原料）。開始生產(chǎn)時(shí)，選擇生產(chǎn)的產(chǎn)品型號(hào)，配方管理軟件自動(dòng)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(zhǔn)備對(duì)應(yīng)的原料，通過自動(dòng)上料機(jī)把原料輸送到儲(chǔ)料管罐中。在操作屏上輸入生產(chǎn)速度，配方管理軟件計(jì)算出每種原料對(duì)應(yīng)的速度，通過通訊把速度通知對(duì)應(yīng)的自動(dòng)喂料機(jī)，在主機(jī)啟動(dòng)后，喂料機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，按照收到的速度指令把對(duì)應(yīng)的原料按對(duì)應(yīng)的速度同時(shí)送到擠出機(jī)中。

辰天智能有兩點(diǎn)創(chuàng)新之處：

1、實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)配料，減少了人工強(qiáng)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(tái)失重式喂料機(jī)減少到3臺(tái)喂料機(jī)，并把喂料機(jī)的控制集成到配混料系統(tǒng)中。

1-2、擠出機(jī)控制系統(tǒng)集成

       擠出機(jī)是塑料改性擠出造粒的核心設(shè)備，辰天智能升級(jí)了擠出機(jī)控制系統(tǒng)，規(guī)劃統(tǒng)一的通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)擠出機(jī)和其他設(shè)備的連鎖以及數(shù)據(jù)監(jiān)控；主機(jī)控制采用西門子S7-1500系列PLC，以擠出機(jī)主機(jī)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(shí)現(xiàn)主機(jī)、輔機(jī) 、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(jī)的監(jiān)控集中到主機(jī)控制系統(tǒng)中 。 信息層基于Profinet通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)向MES系統(tǒng) 或上位機(jī)高速數(shù)據(jù)交換。

辰天智能對(duì)擠出機(jī)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(jī),在80-90%速度前提下，可節(jié)約用電5個(gè)點(diǎn)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(shí)，聯(lián)軸器自動(dòng)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(shí)，立即停止主機(jī)和喂料機(jī)，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(shí)現(xiàn)潤滑油溫和壓力異常及時(shí)報(bào)警停機(jī)；

4、在變速箱和電機(jī)上安裝振動(dòng)傳感器 、通過振動(dòng)分析軟件來及時(shí)提醒維護(hù)人員維護(hù)變速箱和電機(jī)；

5、通過檢測加熱器工作狀態(tài)下的實(shí)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(shí)現(xiàn)不同物料溫控精度高 ，并節(jié)能。

1-3、自動(dòng)包裝及機(jī)器人碼垛

     通過使用自動(dòng)包裝機(jī)和工業(yè)機(jī)器人碼垛 ，實(shí)現(xiàn)了包裝碼垛全自動(dòng)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(dòng)包裝碼垛設(shè)備的方案。

1-4、AGV轉(zhuǎn)運(yùn)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(dòng)送入成品庫對(duì)應(yīng)庫位；出庫時(shí)，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(yùn)送到裝貨平臺(tái)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(duì)實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)的智能制造非常關(guān)鍵。辰天智能設(shè)計(jì)了工業(yè)級(jí)的環(huán)網(wǎng)來實(shí)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(jī)設(shè)服務(wù)器、工程師站、操作者站，服務(wù)器用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，工程師站用于系統(tǒng)維護(hù)，操作者站用于設(shè)定工藝參數(shù)、監(jiān)控個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，生成報(bào)表等；并可隨時(shí)和MES 系統(tǒng)對(duì)接，解決了MES 系統(tǒng)在實(shí)施時(shí)最困難的數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行問題。

       針對(duì)改性造粒行業(yè)開發(fā)了基于西門子WINCC系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控軟件，通過該軟件，實(shí)現(xiàn)了所有設(shè)備的遠(yuǎn)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(chǔ)等功能。

2．達(dá)到的主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1、實(shí)現(xiàn)擠出造粒智能生產(chǎn)和遠(yuǎn)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(gè)人減少到1個(gè)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(fèi)；

5、所有工藝參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和保存，可追溯；

6、改善現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境。

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