АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЬНО-ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ

AUTOMATION OF PRODUCTION OF PROFILE-MOLDED PRODUCTS

Maksim Yaskov

Student, Department of Automation, Mechatronics and Robotics, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

Anastasiya Kirilina

Scientific supervisor, candidate of Technical Sciences, associate professor, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются этапы разработки системы управления комплексом производства профильно-погонажных изделий: анализ технологического процесса, выбор технологического оборудования, выбор средств автоматизации и соответствующих программных средств.

ABSTRACT

The article discusses the stages of development of a control system for the production of profile-molded products: analysis of the technological process, selection of technological equipment, selection of automation tools and appropriate software.

Ключевые слова: профильно-погонажные изделия; экструзия, автоматизация; программируемый контроллер.

Keywords: profile-molded products; extrusion, automation; programmable controller

Мировая экономика и экономика отдельных стран все больше зависят от разработки и использования полимерных материалов. Из этих материалов производится широкий ассортимент продукции, включая мелкие и крупные детали машин, строительные конструкции, прочные покрытия, устойчивые к суровым условиям окружающей среды и высоким температурам, тепло- и звукоизоляционные материалы, а также пластмассы, заменяющие легированную сталь, и различные другие материалы. Вспененные полимеры или пенопласты заменили войлок и стекловату в системах тепло- и звукоизоляции. Экономическая эффективность пластмасс обусловлена их способностью подвергаться практически полностью автоматизированной обработке при разумных затратах. Это снижает затраты на оплату труда при одновременном повышении качества продукции за счет точного соблюдения параметров технологического процесса [1].

В данной статье рассматриваются вопросы автоматизации процесса производства профильно-погонажных изделий, которые представляют собой изделия различного профиля, расцветки и степени жесткости, изготовленные из термопластичных синтетических материалов, относящихся к классу поливинилхлоридов. Применяются в качестве отделочного материала в строительстве, мебельной промышленности. Основными методами переработки термопластов в изделия являются: литье под давлением, экструзия, выдувание, каландрование. Профильные (погонажные) изделия, такие как трубы, шланги, ленты, пленки, листы и профили различных типов, обычно производятся методом экструзии. Экструзия термопластов – это метод получения различного профиля путем продавливания термопластичного материала, находящегося в вязкотекучем состоянии через формующее устройство (формующую головку). Полимер, выходя из формующей головки в вязкотекучем состоянии, попадает в приемное устройство, где приобретает заданную форму.

Алгоритм процесса изготовления профильно–огонажных изделий выглядит следующим образом (рис.1):

Рисунок 1. Алгоритм процесса изготовления профильно–погонажных изделий

Преимущества этой схемы технологического процесса заключается в том, что она более упрощена, автоматизирована и механизирована. Здесь соблюдается точность и последовательность операций без нарушения технологического процесса, что приводит к увеличению выпуска продукции и уменьшению расхода сырья. В состав линии входит следующее оборудование: пневмозагрузчик, экструдер, калибратор, тянущее устройство, режущее устройство, пульт управления, намотчик, шкаф управления тепловым режимом. Линейная скорость экструзии выбирается максимальная в зависимости от качества выходящего изделия. Управление работой экструзионной линии осуществляется с помощью приборов, установленных на пульте управления. Выбор количества технологического оборудования основывается на расчете мощности производства исходя из программы выпуска и эффективного фонда времени работы оборудования.

Система управления производственным комплексом в общем виде имеет иерархическую структуру и состоит из различных аппаратных и программных средств, взаимодействующих между собой определенным образом и различающихся назначением, функциональностью, кругом решаемых задач и временем актуализации (т. е. периодом обновления информации, при котором происходят заметные изменения состояния). Система управления комплексом производства профильно-погонажных изделий осуществляет управление экструдером, тянущим и режущим устройствами на основании алгоритма управления и информации, поступающей с датчиков обратной связи.

На стадии экструзии необходимо автоматизировать управление регулированием температурами по зонам экструдера и формующей головки. Измерение температурного режима осуществляется с помощью установленных по зонах в зонах экструдера первичных преобразователей температур – погружных температурных щупов. Скорость вращения шнека экструдера контролируется датчиком угла поворота RV-0500-I05/L2. Охлаждение изделия осуществляется в ванне с захоложенной водой. Вода циркулирует на подачу и слив обратно в емкость с помощью насоса из емкости. В процессе управления необходимо осуществлять контроль температуры воды с целью недопущения ее перегрева выше 50 0С. В качестве датчика температуры воды можно использовать водонепроницаемый погружной зонд. Для контроля поступления и давления сжатого воздуха используем реле давления ДР-Д-Ф. Тянущее устройство обеспечивает равномерную скорость протягивания профиля. С помощью электродвигателя и зубчатой передачи во вращение приводятся два резиновых валка определенной формы, при смыкании которых остается просвет, соответствующий профилю изделия. Линейная скорость вытяжки изделия регулируется в пределах 0,4-20 м/мин. Измерение и контроль данного параметра будем осуществлять датчиком угла поворота RV-0500-I05/L2, который устанавливается по месту. Выбор этого датчика обусловлен унификацией с датчиком контроля скорости вращения шнека экструдера [2].

Для согласованного управления линией производства профильно-погонажных изделий из ПВХ выбираем компоненты системы SIMATIC. Причина выбора системы автоматизации SIMATIC заключается в ее способности объединять отдельные решения для автоматизации систем в единое целое [3]. Это включает в себя оборудование полевого уровня и управление технологическими процессами, все это основано на однородной архитектуре.

Список литературы:

1. Крыжановский В.К., Кербер М.Л., Бурлов В.В., Паниматченко А.Д. «Производство изделий из полимерных материалов», «Профессия», г. Санкт – Петербург, 2014г.
2. Разработка функциональных схем автоматизации технологических процессов: учебное пособие / В.А. Валиуллина, В.А. Садофьев; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. - Казань : Изд-во КНИТУ, 2013. - 84 с.
3. Бергер Ганс «Автоматизация посредством STEP 7 программируемых контролеров SIMATIC S7», «Siemens», 2010 г. URL: https://dokumen.tips/documents/-step-7-.html?page=1 (дата обращения 20.04.2023)