Автоматизация линии упаковки

Автоматизация линии упаковки

Содержание

Введение

Глава 1. Технология работы линии упаковки ГКЛ

Глава 2. Структура системы управления упаковки

Глава 3. Устройство и принцип работы системы управления упаковкой

Глава 4. Электроснабжение Линии упаковки

Глава 5. Техника безопасности при монтаже систем автоматики

Глава 6. Экономическая целесообразность

Список литературы

Введение

Автоматизация линии упаковки гипсокартона осуществлена полностью, по средством систем автоматизации компании Сименс(Siemens).

Компания Сименс имеет 150летний опыт успешной работы в России. Уже много лет департамент “Техника автоматизации и приводы” (A&D) является ведущим поставщиком продуктов и систем автоматизации, приводов и электроустановочного оборудования на российском рынке. Базируясь на концепциях «Комплексная автоматизация» (TIA) и «Комплексные проекты в энергораспределении» (TIP), они предлагают заказчикам инновационные решения задач любой сложности, практически для всех отраслей промышленности и строительства. Стремятся соответствовать растущим требованиям рынка и расширять бизнес в России, опираясь на собственную базу в инжиниринге, сервисе и производстве. Сбытовая сеть департамента охватывает все регионы России. От Калининграда до Хабаровска расположены центры, на базе которых осуществляется техническая поддержка, сервисное обслуживание и обучение персонала заказчика.

В 2005 году в Санкт Петербурге создано совместное предприятие по производству высокоскоростных электродвигателей. В будущем планируется организация совместных производств в других городах РФ. Сименс активно передает новые технологии российским предприятиям, ярким примером этого является производство российскими партнерами распределительных установок низкого напряжения. Высокий уровень профессионализма сотрудников и инновационные ноухау позволяют предлагать оптимальные решения вне зависимости от масштабности поставленной задачи и делают департамент компетентным и надежным партнером для любого заказчика.

Концепция комплексной автоматизации TIA позволяет создавать системы автоматизированного управления любого назначения и любой степени сложности на основе стандартных компонентов департамента A&D. Вся производственная цепочка, начиная с поступления сырья на склад и заканчивая выходом готовой продукции, а также все управленческие процессы могут быть автоматизированы в рамках этой концепции. TIA характеризуется прозрачной унифицированной архитектурой со стандартными открытыми интерфейсами. Все компоненты отличаются высокой производительностью и прекрасной совместимостью. Концепция TIA - это качественно новый революционный путь решения задач автоматизации, позволяющий реализовывать решение быстрее и с меньшими затратами.

Промышленные предприятия, административные и офисные здания, торговые центры, гостиницы, аэропорты, больницы. Для всех типов коммерческих и промышленных зданий, реализует проекты с использованием комплексных решений в энергораспределении Total Integrated Power. Предлагаемые решения охватывают все стадии разработки и реализации проекта по энергораспределению от инвестиционного решения до перспективного проектирования, от инсталляции оборудования до его эксплуатации. Комплексные решения для зданий позволяет осуществлять и поддерживать интеграцию всех систем в технической инфраструктуре здания: системы отопления и кондиционирования воздуха, вентиляции, управления доступом, системы видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации. Эти решения энергоэффективны и безопасны, позволяют снизить время подготовки, облегчить процесс инсталляции и снизить затраты.

Глава 1. Технология работы линии упаковки ГКЛ

Производство и состав ГКЛ

Технологический процесс изготовления гипсокартонных листов, включает формирование на конвейере непрерывной плоской полосы с сечением заданной формы (требуемой толщины и типа боковых кромок), шириной 1200 мм, состоящей из двух слоев специального картона с прослойкой из гипсового теста с армирующими добавками, при этом боковые кромки полосы завальцовываются краями картона (лицевого слоя). Далее, после “схватывания” гипса, происходит резка полосы на отдельные листы, а также сушка, маркировка штабелирование и упаковка готовой продукции.

Для формирования сердечника применяется гипс, который обладает в качестве стройматериала исключительными физическими и техническими свойствами. Материалы на основе гипса обладают способностью дышать, то есть поглощать избыточную влагу и выделять ее в окружающую среду. Гипс - это негорючий, огнестойкий материал, он не содержит токсичных компонентов и имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи, его производство и использование не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Для достижения необходимых показателей гипсового сердечника, характеризующих его прочность, плотность и т. д., в него добавляются специальные компоненты, повышающие его эксплуатационные свойства.

Другим важнейшим компонентом ГКЛ является облицовочный картон, сцепление которого с сердечником обеспечивается за счет применения клеящих добавок. Картон играет роль армирующей оболочки, и наряду с этим является прекрасной основой для нанесения любого отделочного материала (штукатурка, обои, краска, керамическая плитка и др.). По своим физическим и гигиеническим свойствам картон идеально подходит для жилого помещения.

Технологическое описание Линии упаковки.

Загрузка на конвейер роликовый после Формирователя пачки производиться с наличием сигнала, что конвейер пуст. За этим следят оптические датчики. Также этот конвейер после формирователя пачки ГКЛ служит для загрузки пачки с автопогрузчика.

Станция обвязки контролирует своими датчиками подачу бруска и пачки. Пачка подается так, что бы бруски оказались на равном удалении друг от друга на протяжении всей длины пачки. При подаче бруска в жерлово обвязки подается пачка, затем пропускается лента, машина стягивает плотно и сваривает ленту, начальный и конечные срезы, делает обрежь ленты. Цикл повторяется ещё 3и раза, при этом пачка оказывается на конвейере после станции обвязки.

Далее пачка ГКЛ следует на конвейер перед пленочной станцией. Пачка проходит через завесу спаянной пленки верхней и нижней части. Протягивая пленку, по ходу движения и продвигается на конвейер, после пленочной станции.

Пленочная станция, представляет из себя, верхний подвижный сегмент, с ведущим и второстепенными роликами, а также нижний статический сегмент с таким же числом роликов, что верхний. Устройство спайки, состоит из двух нагревающихся элементов, встроенные в верхней и нижней балках.

Далее пачка продвигается в термоусадачную печь, где плёнка благодаря своим особым свойствам стягиваться, под воздействием высокой температуре, обволакивает пачку и дополнительно стягивает при охлаждении.

Дале пачка попадает на конвейер удвоителя пакетов, где пачка останавливается и подготавливается к удвоению. И наконец пачка предстает перед нами в готовом товарном виде.

Удвоение пакета происходит в 2ва этапа: 1й поднимается удвоителем пачка.

2й опускается на следующую новоиспеченную пачку.

Затем обе пачки транспортируются на погрузчике в склад, для последующей продажи.

Глава 2. Структура системы управления упаковки

1 уровень.

На верхнем уровне управления находится панели SIMATIC. Обладая степенью защиты фронтальной части IP 65, высокой электромагнитной совместимостью и устойчивостью к воздействию вибраций, операторские панели SIMATIC идеально подходят для использования в непосредственной близости с механизмами в жестких промышленных условиях. Благодаря компактным габаритам и малой монтажной глубине, стационарные операторские панели уместятся где угодно, даже при ограниченном пространстве.

Исключительно жесткий и ударопрочный корпус со степенью защиты IP 65 делает мобильные панели пригодными к промышленным условиям эксплуатации. Легкие и эргономичные, они очень просты и удобны в использовании.

Единое ПО конфигурирования

SIMATIC ® ProTool ® - это общее ПО для конфигурирования всех панелей SIMATIC и систем на базе ПК, работающих под управлением ПО визуализации времени исполнения ProTool/Pro Runtime. ProTool распространяется в трех версиях различной производительности для задач разной сложности. Этот пакет обеспечивает легкое и эффективное конфигурирование. Специальные навыки программирования не требуются.

Проекты могут единожды создаваться и многократно использоваться в дальнейшем во всех пакетах семейства.

Компоненты Totally Integrated Automation

Siemens поставляет полный набор идеально стыкуемых компонентов для построения систем автоматизации от единого производителя, подчиняющихся концепции полностью интегрированной автоматизации - одной из наиболее успешных мировых концепций автоматизации. SIMATIC ProTool выступает в роли составной части данной концепции. Это определяет ряд существенных преимуществ. Затраты на инжиниринг системы автоматизации значительно снижаются за счет тройственного единства средств программирования, хранения данных и организации связи.

Открытость для широкого спектра систем автоматизации

Несмотря на целостную интеграцию в мире SIMATIC, панели остаются открытыми для подключения к широкому спектру программируемых контроллеров других производителей. Множество легких в применении драйверов включается в стандартный комплект поставки.

Инновационный подход к организации HMI

Мобильные панели, панели и мультипанели серий 170, 270 и 370 на базе операционной системы Windows CE поддерживают новаторский подход к организации операторского управления и мониторинга и характеризуются прочностью, стабильностью и простотой. Стандартные аппаратные и программные интерфейсы, такие как карты PC/CF, USB, Ethernet, PROFIBUS DP, макросы Visual Basic или индивидуально разработанные элементы ActiveX, обеспечивают большую гибкость и открытость, а также доступ к среде офисных компьютеров.

Область применения

Встраиваемые системы управления SIMATIC Embedded Control расширяют спектр продукции SIMATIC новым классом приборов, выполняющих на локальном уровне функции управления и визуализации. SIMATIC WinAC MP - это система управления с Software PLC, работающим на многофункциональной панели оператора SIMATIC MP370 под управлением операционной системы Windows CE. WinAC MP позволяет получать рентабельные решения для систем автоматического управления локального уровня, работающих в условиях, исключающих возможность применения промышленных компьютеров. В то же время WinAC MP является прекрасным решением для систем, в которых требуется обработка больших объемов данных.

Области применения

Встраиваемые системы управления SIMATIC Embedded Control оптимизированы для:

Компактность

Все компоненты системы автоматического управления и визуализации заключены в компактном корпусе многофункциональной панели SIMATIC MP 370. Корпус имеет небольшой объем и может монтироваться непосредственно в пульты управления или лицевые панели шкафов управления.

Коммуникации

SIMATIC WinAC MP и панель SIMATIC MP 370 являются функционально законченным изделием, для которого не нужны дополнительные программные и аппаратные компоненты. Более того, MP 370 оснащена встроенными интерфейсами PROFIBUSDP, Ethernet, RS 232 и USB. При инсталляции WinAC MP эти интерфейсы конфигурируются автоматически, что обеспечивает немедленную готовность системы к вводу в эксплуатацию. Для ее запуска остается только загрузить программу STEP 7 и проект ProTool (панель MP 370 поставляется с предварительно установленным программным обеспечением ProTool).

2уровень

На среднем уровне управления, автоматизации линии упаковки осуществляется через ПЛК семейства SIMATIC S7417 DP фирмы SIEMENS. Основной задачей SIMATIC S7417 является автоматизация первичных производственных процессов и их объединение в целостное решение автоматизации.

Однородные варианты организации промышленной связи между всеми уровнями управления базируются на использовании общепризнанных коммуникационных стандартов Industrial Ethernet и PROFIBUS с поддержкой глобальных информационных потоков через Internet. Программные и аппаратные компоненты SIMATIC S7 используют указанные механизмы обмена данными. Появляется возможность простого конфигурирования коммуникационных соединений, а также организации обмена данными между различными сетями и датчиками.

Использование единой системы проектирования позволяет обеспечить однородные варианты выполнения всех этапов работ. Инструментарий для разработки прикладного программного обеспечения, конфигурирования аппаратуры и промышленных сетей вызываются из среды одного компьютерного приложения SIMATIC Manager. Это же приложение используется для создания, управления всеми компонентами, сохранения данных и документирования проекта.

Полная совместимость всех компонентов гарантирует возможность эффективной и экономически выгодной модернизации и развития любой системы, построенной с учетом ее требований. Такое развитие может выполняться на любом этапе жизненного цикла существующей системы автоматизации.

Следующий уровень представлен периферийными картами ввода/вывода E200M

· Системы локального ввода-вывода, образованные модулями ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов систем автоматизации SIMATIC S7.

· Системы распределенного ввода-вывода, образованные модулями ввода-вывода станций ET 200M, ET 200S, ET 200iS и ET 200X, подключаемых к системам автоматизации через сеть полевого уровня PROFIBUSDP.

· Системы распределенного ввода-вывода, образованные интеллектуальными приборами полевого уровня, подключаемыми к системам автоматизации через сети полевого уровня PROFIBUSDP/PA.

Аппаратура систем распределенного ввода-вывода подключается к сетям PROFIBUSDP. Системы локального ввода-вывода применяются в относительно простых системах автоматизации и обеспечивают возможность подключения датчиков и исполнительных устройств, расположенных на относительно небольшой площади. В одной системе автоматизации сочетаются элементы локальной и распределенной структуры ввода-вывода.

Системы ввода-вывода SIMATIC S7 характеризуются следующими показателями:

· Модульность и однородность.

· Высокая гибкость, максимальная адаптация к структуре предприятия.

· Низкие затраты на проектирование, снижение затрат на прокладку кабельных линий.

· Малые сроки выполнения пусконаладочных работ, низкие эксплуатационные расходы.

· Исчерпывающий набор сигнальных и функциональных модулей, адаптируемых к применению в любых условиях производства.

Основным языком программирования систем автоматизации в SIMATIC S7 является язык CFC с обширным набором библиотек. Применение CFC позволяет автоматически генерировать диагностические блоки для каждого модуля ввода-вывода, используемого в системе управления. Диагностические данные, а также необходимые драйверы включаются в функции передачи аварийных сигналов системы.

Выбранные характеристики диагностируемых модулей ввода-вывода включаются в сообщения об отказе канала ввода-вывода, о состоянии модуля, в диагностические сообщения, в регистрируемые сообщения и т.д. Модули способны диагностировать состояние своих внутренних и внешних цепей, а также передавать информацию о неисправностях в рабочие станции S7.

Полевая сеть PROFIBUSРА

Полевая сеть PROFIBUSPA сертифицирована для применения в Ехзоне 1. Возможность подключать датчики и исполнительные механизмы, в том числе из Ехзоны 0.

Функции:

Управление приводами

Преобразователи частоты фирмы Danfos серии VLT 5000 открывает новые возможности децентрализованных устройств в технике привода, где необходимо управлять скоростью асинхронных двигателей. Этот преобразователь частоты может выполнять как простые задачи (управление частотой) так и более сложные с векторным управлением. Интегрированные функции безопасности позволяют разрабатывать решения без высоких расходов на дополнительные комплектующие. Преобразователь частоты Danfos может использоваться для решения многочисленных задач, требующих применения привод с большим диапазоном регулирования. Преобразователь отличается высокой производительностью и комфортабельным использованием.

С интеллектуальным интерфейсным модулем, универсальной электронной аппаратурой и технологическими модулями, пускателями, техникой безопасности и преобразователем частоты Danfos, модулями ввода вывода мы получаем законченное решение для автоматизации производственных машин.

Конструкция

VLT 5000 имеет модульную конструкцию. Панель оператора и коммуникационные модули могут быть заменены без применения какого-либо инструмента.

Основные характеристики

· Комплектный привод состоит из модуля управления ICU24(F) и силового блока IPM25 до to 4.0 кВт

· Возможна горячая замена модуля управления и силовых блоков

· Работа без коммутационного дросселя

· Активное торможение с рекуперацией энергии в сеть

· Возможно подключение реле управления механическим тормозом

· Соблюдение норм ЭМС класса A (согласно EN 55011). Подключение фильтра ЭМС перед силовой шиной

· Отказоустойчивые ET 200S FC имеют встроенные функции безопасности (сертифицированы по EN 9541, категория 3 или IEC 61508, SIL 2)

· Безопасная остановка:

· привод защищен от неожиданного пуска.

· Безопасная пониженная скорость:

· снижение скорости двигателя с непрерывным контролем реальной скорости. Может использоваться без датчика скорости.

· Безопасная кривая торможения:

· контроль торможения до полной остановки или до безопасной пониженной скорости. Может использоваться без датчика скорости двигателя.

3 уровень

Низший уровень или палевой, используются периферийные средства контроля, регулирования технологического процесса линии упаковки гипсокартона.

Описание используемых технических средств

1. Штапельный стол (конвейер пластинный с функцией подъёма).

Привод №01 4.0 kW 8,2 А Частотный преобразователь VLT 5008 6,0 kW

01) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

02) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

03) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

2. Маслостанция.

Привод №02 11.0 kW 22,6 А

04) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

05) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

06) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

07) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

08) T термореле

09) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

10) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

11) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

12) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

13) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

14) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

15) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

16) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

3. Конвейер цепной после обвязочной станции.

Привод №03 5.5 kW 11,0 А Частотный преобразователь VLT 5008 6,0 kW

17) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

18) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

19) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

20) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

21) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

22) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

23) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

24) Im импульсный Typ ROD 436 1000 Imp./Umdr. , 10.30 V DC

4. Конвейер бруска.

Привод №04 0.37 kW 1,2 А

25) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

26) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

27) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

5. Конвейер подачи бруска.

Привод №05 0.37 kW 1,2 А Частотный преобразователь VLT 5002 1,1 kW

28) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

29) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

30) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

31) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

32) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

33) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

34) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

35) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

36) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

37) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

6. Станция обвязки.

Моноблок №06 25 А

38) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

39) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

7. Конвейер цепной перед пленочной станцией.

Привод №07 5.5 kW 11,0 А Частотный преобразователь VLT 5008 6,0 kW

40) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6