復(fù)合涂布機(jī)組工藝及對控制系統(tǒng)的需求
目前我國正在大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),對香煙、食品、酒類等包裝材料提出了“綠色包裝”的要求并已形成不可阻擋的發(fā)展趨勢。包裝材料市場正處于平穩(wěn)過渡階段,鍍鋁卡紙與鋁箔復(fù)合卡、PET覆膜卡同時并存。FTB系列多功能復(fù)合涂布機(jī)組正是以其獨(dú)特的兼容性——多功能贏得廣大用戶的青睞。該機(jī)組既可以生產(chǎn)高品質(zhì)的鍍鋁轉(zhuǎn)移卡、紙,也能生產(chǎn)市場上尚存的鋁箔復(fù)合卡、PET高-光復(fù)膜卡,還能對鍍鋁紙的底層、面層直接涂布。目前,對鍍鋁轉(zhuǎn)移卡、紙的生產(chǎn),國內(nèi)流行兩種不同的工藝:前上色工藝和后上色2藝,該機(jī)組都適用。運(yùn)用前上色法生產(chǎn),國內(nèi)外曾采用膜面向下、紙面向上的工藝路線,在烘干100g/m2以下的薄紙時,會因受熱過高、過快而發(fā)生魚鱗狀凹凸變形,但采用FTB系列多功能復(fù)合涂布機(jī)組的工藝路線可以避免該缺陷的發(fā)生。
FTB系列多功能復(fù)合涂布機(jī)組工藝流程圖
復(fù)合涂布機(jī)組由第一基材放送機(jī)架、背涂涂布頭、第一冷卻牽引部、上膠濕式復(fù)合部、輔放送機(jī)、涂布頭機(jī)構(gòu)、組合式烘道、第二冷卻牽引部、紙卷取機(jī)等部分構(gòu)成,需要由控制系統(tǒng)完成對整機(jī)放卷、除濕、上膠、復(fù)合、上色、干燥、回濕定型、冷卻、收卷等的速度和多段張力實(shí)現(xiàn)動態(tài)同步自動控制及在線檢測。
針對復(fù)合涂布機(jī)組控制系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備特點(diǎn),遠(yuǎn)東公司電氣部經(jīng)理陳偉龍先生指出,包括PLC、變頻器、人機(jī)界面等產(chǎn)品在內(nèi)的自動控制系統(tǒng)必須滿足以下要求:
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高;
復(fù)合涂布機(jī)組對于連續(xù)生產(chǎn)有較高要求,一旦因故障停機(jī)將導(dǎo)致巨額損失,因此必須選用符合國際一流標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)。
保證整機(jī)控制精度;
復(fù)合涂布機(jī)組的張力控制精度、烘道控溫精度、涂布精度和收卷精度等是衡量整機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo),對相應(yīng)的控制產(chǎn)品提出了很高的要求。
滿足高速生產(chǎn)需求。
為提升包裝材料的生產(chǎn)效率,世界上先進(jìn)的復(fù)合涂布機(jī)組的生產(chǎn)速度不斷提高,能否實(shí)現(xiàn)高速生產(chǎn)將是對控制系統(tǒng)的最大考驗(yàn)。
2009年8月,通過與西門子公司反復(fù)溝通論證,遠(yuǎn)東公司最終選擇了西門子全集成自動化解決方案。對于此次合作,遠(yuǎn)東公司熊總給予了很高期望,“我們在多年以前就已和西門子公司有過成功的合作經(jīng)驗(yàn),包括分切機(jī)、吹膜機(jī)等在內(nèi)的多種機(jī)組已從西門子公司提供的解決方案充分受益,”熊總確信,“此次合作,我們看重的是西門子公司一貫秉承的認(rèn)真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)和過硬的產(chǎn)品質(zhì)量及完善的服務(wù)保障體系,西門子是我們的最佳選擇!”
控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
可編程控制器(PLC)選用1臺西門子公司專為制造行業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型模塊化控制器SIMATIC S7-1200 。該控制器具有模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊、功能全面等特點(diǎn),適用于多種應(yīng)用,能夠保障現(xiàn)有投資的長期安全。同時該控制器具有可擴(kuò)展的靈活設(shè)計(jì),符合工業(yè)通訊最高標(biāo)準(zhǔn)的PROFINET通訊接口,以及全面的集成工藝功能等特點(diǎn)。PLC作為控制系統(tǒng)的核心,用來連接現(xiàn)場操作按鈕、接近開關(guān)和張力傳感器等信號,通過PROFINET網(wǎng)絡(luò)連接人機(jī)界面及串行通訊方式與變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
矢量電機(jī)驅(qū)動控制選用9臺西門子SINAMICS G120變頻器,G120是西門子新推出的變頻器產(chǎn)品,其優(yōu)點(diǎn)為:模塊化設(shè)計(jì),備件簡單方便,使用更加靈活;能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng),降低了用戶的使用成本,更加節(jié)能;散熱方式改進(jìn),延長了使用壽命,在惡劣環(huán)境下使用更加可靠。
每套機(jī)組配備一臺具有PROFINET接口的SIMATIC HMI 產(chǎn)品—KTP1000主要用于基本的操作員控制和監(jiān)視任務(wù)。除了觸摸屏操作以外,KTP1000 還具有 8 個可組態(tài)的、具有觸摸反饋功能的按鈕,提升了應(yīng)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(yuǎn)東公司全面采用了西門子提供的控制系統(tǒng)解決方案以后,整條生產(chǎn)線各分部之間的速度同步、張力控制都收到了完美的控制效果,使機(jī)組的涂布速度達(dá)180米/分,調(diào)速精度達(dá)萬分之一;同時可靠的閉環(huán)控制保證了穩(wěn)定的收、放卷張力和涂布均勻;烘道熱風(fēng)均勻地達(dá)到±2.5℃的準(zhǔn)確度,既保證烘干質(zhì)量又提高了生產(chǎn)速度,節(jié)能省電,整機(jī)控制系統(tǒng)的可靠運(yùn)行保障了制品的高質(zhì)量、高檔次。
東莞某激光全息產(chǎn)品制造廠經(jīng)過半年多時間的生產(chǎn)應(yīng)用,認(rèn)為FTB型電腦自動多功能復(fù)合涂布機(jī)組是生產(chǎn)鐳射膜的理想設(shè)備。通過生產(chǎn)過程的實(shí)際應(yīng)用來看,由于控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定、精度高,使設(shè)備涂布均勻、涂布量恒定并達(dá)到收卷平整的效果。制品完全達(dá)到煙標(biāo)印刷領(lǐng)域高端產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。
汕頭市某彩印公司從遠(yuǎn)東公司購進(jìn)FTB型多功能復(fù)合涂布機(jī)組后,主要用于鍍鋁轉(zhuǎn)移金銀卡的生產(chǎn)。投產(chǎn)近三個月以來,機(jī)組各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到公司生產(chǎn)工藝的要求,優(yōu)勢表現(xiàn)在上膠均勻,涂膠量調(diào)節(jié)方便,貼合牢固平整,網(wǎng)紋上色均勻,各段張力控制穩(wěn)定、精度高。烘道加溫控制精確,熱風(fēng)均勻,干燥效率高。同時由于該機(jī)應(yīng)用了西門子全集成解決方案,使得機(jī)電一體化程度高,操作十分方便、生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、不彎曲變形、上色均勻、光亮度高、收卷整齊,成品率高達(dá)95%以上。
步步為營 贏在未來
在經(jīng)歷了與西門子多次愉快合作之后,遠(yuǎn)東公司熊總對西門子產(chǎn)品、服務(wù)意識和技術(shù)能力都表示了肯定。熊總認(rèn)為:“雖然我們現(xiàn)在的產(chǎn)品在整體上與國外先進(jìn)水平還存在著一定的差距,但這種差距更多的是體現(xiàn)在機(jī)組的基礎(chǔ)材料、裝配精度等方面,有了西門子的保駕護(hù)航,我們的設(shè)備已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先的數(shù)字化控制水準(zhǔn),將一步一個腳印地穩(wěn)步提升產(chǎn)品質(zhì)量,先保證質(zhì)量,再追求數(shù)量,同時也希望西門子可以針對我國工業(yè)現(xiàn)場的特點(diǎn),繼續(xù)提高系統(tǒng)的抗干擾性能,讓更多的用戶從中受益。”
“踏踏實(shí)實(shí)做事,實(shí)實(shí)在在做人”是熊總個人一直以來信奉的原則,也是遠(yuǎn)東公司自始至終都在追求的企業(yè)文化。遠(yuǎn)東公司和西門子的合作還將繼續(xù)深入下去,“高質(zhì)量的產(chǎn)品、良好的服務(wù)和不斷開拓創(chuàng)新”的企業(yè)精神也將繼續(xù)引領(lǐng)遠(yuǎn)東公司滿懷信心地走向國際,開創(chuàng)未來。