Усовершенствованные системы управления и характеристики производительности в современных машинах для формования

Роль автоматизации и систем управления

Современные машины для выдувного формования превратились в высокоавтоматизированные системы, интегрирующие программируемые логические контроллеры (ПЛК), человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ) и сложные системы контроля температуры для обеспечения точности, эффективности и стабильности. Например, многие автоматизированные машины для выдувного формования полых изделий используют архитектуру управления, в которой сенсорный экран (ЧМИ) выступает в качестве главной станции, а ПЛК - в качестве ведомой станции, обмениваясь данными по протоколам, таким как Modbus, универсальный язык для связи промышленных контроллеров. Такая настройка позволяет операторам легко регулировать параметры времени, давления и температуры, а также контролировать аварийные сигналы, обеспечивая полностью автоматизированное производство от подачи материала до готовой продукции.

Точный контроль температуры

Температура является критическим фактором при выдувном формовании, напрямую влияющим на качество продукции. В процессе "экструзионно-выдувного" формования пластиковые частицы нагреваются до расплавления. Чтобы минимизировать отклонение температуры (обычно контролируемое в пределах от -4°C до +4°C) и обеспечить стабильность, применяются передовые стратегии управления. Один из методов включает использование выделенного модуля температуры, который выполняет выборку сигналов с очень короткими интервалами (например, каждые 0,1 секунды). Затем система обрабатывает эти выборки — сортирует их, берет медианные значения и отбрасывает выбросы — для получения точного выходного значения.

Кроме того, управление нагревателем на основе диапазона температур (полосы управления), а не одной заданной точки, оказывается более эффективным. Этот подход уменьшает частое переключение контакторов нагревателя, продлевает срок их службы и поддерживает более стабильную температуру, тем самым улучшая как качество продукции, так и производительность. Кроме того, некоторые системы временно приостанавливают выборку температуры на мгновение, когда включается контактор нагревателя, чтобы избежать помех от пускового тока, что еще больше повышает точность управления.

Энергоэффективность и приводные системы

Экономия энергии в машинах для выдувного формования в основном достигается в секциях питания и нагрева:

Секция питания: Приводы с переменной частотой (VFD) широко используются на экструзионных двигателях. Согласовывая выходную мощность двигателя с фактической потребностью процесса (например, работая на частоте 30 Гц вместо 50 Гц), VFD значительно снижают избыточное потребление энергии. Экструзионные приводы, использующие высокомоментные VFD, также обеспечивают стабильную экструзию заготовки, гарантируя постоянный вес продукта.

Секция нагрева: Электромагнитные нагреватели все чаще заменяют традиционный резистивный нагрев. Они обеспечивают экономию энергии от 30% до 70% благодаря нескольким факторам: слой изоляции улучшает использование тепла; они нагревают ствол напрямую, уменьшая потери тепла при передаче; их более высокая скорость нагрева (более чем на 25% быстрее) сокращает время нагрева; и повышенная эффективность производства снижает электрические потери при "высокой мощности и низком спросе".

Инновации в области охлаждения и контроля толщины

Эффективное охлаждение жизненно важно для скорости производства и качества пленки в таких процессах, как выдувное формование пленок. Автоматические воздушные кольца для выдувного формования пленок часто используют конструкцию с двумя портами. Нижний порт поддерживает относительно постоянный объем воздуха, в то время как верхний разделен на несколько воздушных каналов, каждый из которых имеет клапан, управляемый двигателем. Основываясь на измерениях толщины с помощью датчиков, компьютерная система регулирует эти клапаны для модуляции локальных скоростей охлаждения, тем самым контролируя равномерность толщины пленки по всей пузырю.

Для высокоскоростного производства бутылок, например, в машинах для выдувного формования с растяжением ПЭТ, ключевым моментом является инновационный дизайн. Некоторые передовые модели имеют компактную компоновку с системой транспортировки нагрева, разработанной для минимального теплового расширения и износа. Основой процесса выдувания является станция выдувания с кулачковым управлением. Двухступенчатый процесс растяжения обеспечивает точную ориентацию заготовки, а использование легких форм EcoShell снижает инерцию, обеспечивая более быструю смену форм и эксплуатационную гибкость. Система Dynamic Keep Close (DKCS) может эффективно блокировать две половины формы, чтобы предотвратить зазоры по линии разъема, обеспечивая высокое качество бутылок даже при высоком давлении выдува и сокращенном времени цикла.

Заключение

Технологические достижения в системах управления, управлении энергопотреблением и оптимизации процессов значительно повысили производительность, эффективность и качество продукции машин для выдувного формования. Интеграция надежных ПЛК, точного управления температурой, VFD и инновационных механизмов охлаждения делает современное оборудование для выдувного формования краеугольным камнем эффективного производства пластмассовых изделий.