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華美金舟西門子運(yùn)動控制解決方案:高速流延纏繞膜機(jī)組———華美金舟西門子運(yùn)動控制解決方案:高速流延纏繞膜機(jī)組
北京華美金舟科技發(fā)展有限公司

東南某塑料機(jī)械有限公司設(shè)計制造的四層共擠高速流延纏繞膜機(jī)組,以LLDPE(線型低密度聚乙烯)為主要原料,采用幾種不同牌號的樹脂,通過擠出機(jī)擠出而生產(chǎn)出具有自粘性的單面粘或雙面粘四層共擠拉伸纏繞膜,該膜具有較高的拉伸強(qiáng)度、抗穿刺能力及耐沖擊性。纏繞膜具有良好的回縮記憶及自粘性,能使貨物緊裹成一個整體,防止運(yùn)輸時閃落倒塌及灰塵污染,并且該膜還具有優(yōu)良的透明度和延伸性,能使包裝物品美觀大方,經(jīng)濟(jì)實(shí)用??蓮V泛用于大宗貨物的集裝化托盤包裝,是運(yùn)輸中用熱收縮包裝膜較好的替代產(chǎn)品。

       本套高速流延纏繞膜機(jī)組,設(shè)計生產(chǎn)能力為每分鐘500米纏繞膜,而此前設(shè)計制造并投產(chǎn)的機(jī)組最高速度為每分鐘300米,此項目在方案論證時決定采用西門子SINAMICS系列伺服系統(tǒng),利用伺服系統(tǒng)的高速高動態(tài)特性,從而達(dá)到設(shè)計要求,改善產(chǎn)品質(zhì)量。

機(jī)組大致結(jié)構(gòu)如下圖所示:

機(jī)組包括:

●送料裝置                

●擠出機(jī)裝置,包括4臺主擠出機(jī),選用1PH7系列異步伺服電機(jī)。

●溫度和壓力測量裝置

●模具,包括4層共擠復(fù)合分配器、全自動模頭

●冷卻和牽引裝置,包括成型輥、冷卻輥、2個真空箱、除塵輥 等電機(jī)選用1FK和1PH7系列。

●測厚裝置,β射線測厚儀

●擺動裝置。                 

●邊料切割、導(dǎo)出、回收裝置

●自動收換卷裝置,包括引取輥、展平輥、張力檢測輥、卷取輥等具有自動張力控制功能,選用1PH7和1FK7系列伺服。并通過精確計米自動換卷。 

機(jī)械工藝流程簡介

       機(jī)組的工藝流程為塑膠片材經(jīng)過預(yù)加熱后通過擠出機(jī)由模頭擠出,成型、冷卻后進(jìn)入薄膜牽引裝置。牽引裝置的作用是將薄膜展平、冷卻、檢測薄膜縱、橫向的厚度,然后切除兩個廢邊,并將廢邊通過粉碎機(jī)回收利用,最終以恒定的速度將薄膜送往收卷機(jī)。薄膜通過收卷機(jī)的張力控制輥、展平輥、引取輥,最后纏繞在卷取輥的卷芯上,完成薄膜成型加工過程。

系統(tǒng)配置

       該機(jī)組電控部分均采用西門子品牌??刂破鞑捎?315-2DP PLC。兩套人機(jī)界面采用西門子MP277觸摸屏。驅(qū)動部分采用4組SINAMICS CU320 和2臺MICR.masterMM440。驅(qū)動和PLC之間通過PROFIBUS通訊。PLC與HMI之間通過MPI協(xié)議通訊。系統(tǒng)共有18個伺服軸,總功率達(dá)800KW。系統(tǒng)如下圖所示:


系統(tǒng)特點(diǎn)

      通訊上系統(tǒng)采用Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)連接各個控制器、驅(qū)動器和操作屏,與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比,現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)減少了復(fù)雜的接線,降低了施工難度,節(jié)省了設(shè)備體積,提高了系統(tǒng)的可靠性。并且支持遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)檢測,可對系統(tǒng)提供更加全面的維護(hù),縮短了時空的距離,實(shí)現(xiàn)異地調(diào)試等。

       驅(qū)動上采用SIEMENS SINAMICS S10系列驅(qū)動裝置。S120是西門子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng),其模塊化和緊湊的設(shè)計、先進(jìn)的DRIVE-CLiQ互聯(lián)、電子銘牌等技術(shù)以及全新的SCOUT工程軟件使用戶的設(shè)計編程更靈活簡單,調(diào)試更方便,維護(hù)更容易。

      自動換卷:因?yàn)闄C(jī)組為全連續(xù)生產(chǎn),所以當(dāng)計米器到達(dá)設(shè)定米數(shù)或米數(shù)未到但有手動換卷信號時,轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)180°,母卷轉(zhuǎn)離出來,空卷芯進(jìn)入收卷位置,然后系統(tǒng)驅(qū)動切刀自動切斷薄膜,將薄膜貼在新的卷芯上,繼續(xù)進(jìn)行收卷,從而系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)自動更換卷芯。

      計米器是一個測量成品薄膜長度的裝置,由安裝在導(dǎo)輥上的HTL型增量式脈沖編碼器和高速計數(shù)器模塊FM350組成。導(dǎo)輥周長為定值,增量式脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)也為定值,這樣可以通過高速計數(shù)模板記錄的脈沖數(shù)計算出成品薄膜長度,當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時,通過系統(tǒng)中斷觸發(fā)換卷動作。與普通的接近開關(guān)記錄引導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的方案相比,定長精度、檢測速度和穩(wěn)定性大大提高。 自動換輥功能節(jié)省了用戶的人力成本,增加了效益

使用效果

       自機(jī)器7月份交付客戶以來,使用過程中未出現(xiàn)故障。并在生產(chǎn)過程中曾開過450M/MIN 的速度??蛻魧Υ朔从沉己?。實(shí)踐證明此套系統(tǒng)設(shè)計完全合乎客戶要求,并且是一種理想的控制解決方案。

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