PC-alapú vezérlés a lemezextrudálásban
A műanyagipar az Egyesült Államok egyik leggyorsabban növekvő ágazata. A nap mint nap használt műanyagtermékek jelentős részének „élete” óriási műanyag lapként kezdődik, melyet műanyag szemcsékből, lemezextrudáló gépekkel gyártanak. Az Egyesült Államok Pennsylvania államában, Yorkban székelő Graham Engineering Corporation egyebek közt ilyen gépeket is gyárt Welex® márkanéven, melyek működését és folyamatait a Beckhoff vezérlőivel optimalizálják.
A Graham Engineering Corporation a Welex® Evolution® termékcsaládjának gépválasztékával teherbíró, testre szabható lemezextrudálási folyamatok hajthatók végre tekercselő, lemezgyártó és gyártósori hőformázó rendszerekhez. Ezek a korszerű rendszerek párhuzamos sajtolást alkalmaznak, akár kilenc extrudert is tartalmazva – például többrétegű termékek gyártása során. A Graham Engineering Corporation alkalmazásorientált gépösszeállításai többek között nagy teljesítőképességű szűrőcserélőket, olvadékszivattyúkat, keverőket és koextrudáló adagolóblokkokat tartalmaznak.
A vállalat által kifejlesztett XSL Navigator® gépvezérlő környezet biztosítja a Welex lemezextrudáló gépek hatékony működését. A platform „lelkét” egy Beckhoff ipari PC képezi, amelyen a TwinCAT automatizálási szoftver fut.
A Graham Engineering Corporation optimalizálja az extrudálás folyamatát
A folyamat nyersanyaga műanyag granulátum, amelyet gyakran újrahasznosított anyagokkal kevernek. Ez a granulátumkeverék egy extruderbe kerül. A fűtött fémcsőben elhelyezett forgó sajtolócsiga továbbítás közben keveri és megolvasztja a betöltött anyagot. A rendszer a műanyag olvadékot egy fémből készült szűrőn préseli át, amely kiszűri a megmaradó szemcséket, mielőtt az anyag az olvadékszivattyúba jutna. A szűrőt egy külön kiegészítőegység folyamatosan cseréli és tisztítja. Az így kapott homogén műanyagolvadék egy szivattyúba kerül, amely megfelelő olvadéknyomást biztosít. „Az olvadékszivattyú megbízható, folyamatos anyagáramlást tart fenn a szerszám résén keresztül, amelynek állításával befolyásolható a kívánt anyagvastagság” – tájékoztat Justin Kilgore, a Graham Engineering Corporation műszaki elnökhelyettese. Az anyag ezután simító hengerekre kerül. Ezek az egymással szemben forgó hengerek áthúzzák az anyagot és továbbítják vagy egy tekercselőre, vagy közvetlenül egy hőformázóra, ahol elnyeri végső formáját.
Tíz évvel ezelőtt a Graham Engineering Corporation minden fúvásos öntőgépénél bevezette a Beckhoff PC-alapú vezérlőit. Most a vállalat a Beckhoff platformját integrálta új, nagy hatékonyságú és funkciókban gazdag XSL Navigator® vezérlőrendszerébe, amelyet kifejezetten lemezextrudáló gyártósorokhoz fejlesztett ki. „A PC-alapú megoldás rugalmassága és bővíthetősége volt a két fő ok, amiért ezt a környezetet választottuk” – magyarázza Justin Kilgore. „A nyílt vezérlési architektúra segítségével könnyen és gyorsan illeszthetünk a rendszerhez bármilyen, a gyártósor további részén használt berendezést.”
Teljes körű PC-alapú vezérlés, a PLC-től a mozgásvezérlésen át a biztonsági megoldásokig
A Welex lemezextrudáló sorok vezérlőkörnyezete egy Intel® Core® i3 kétmagos processzort tartalmazó, C6640-0040 típusú ipari PC, amelyen Windows 7 fut. Mint Justin Kilgore kifejtette: „A C6640 már sok éve az »igáslovunk«, számos rendszerünkben használjuk. Elegendő feldolgozási kapacitással rendelkezik bármihez, amire eddig használtuk, és megbízható vezérlőplatformnak bizonyult.”
Az EtherCAT be-/kimeneti terminálok, hőelembemenetek és analóg nyomásmérő bemenetek – egytől egyig a Beckhoff termékei – nagysebességű adatátvitellel kommunikálnak a gép egésze és minden távoli eszköz vonatkozásában egyaránt, a biztonsági eszközöket is beleértve. „A lemezextrudáló gépeknél egységesen EL-sorozatú TwinSAFE be-/kimeneti terminálokat használunk. Ezek FSoE (Functional Safety over EtherCAT) technológiával kapcsolódnak hálózatba, számos rendszerszintű biztonsági funkcióval” – fejtette ki Kilgore, majd hozzátette: „RFID-funkciókkal felvértezett kapcsolókat használunk a biztonsági ajtóknál és számos vészhelyzeti leállítónál. Egyes alkalmazások biztonsági fényfüggönyt is tartalmaznak, amelyeket a TwinSAFE-en keresztül építjünk be a vezérlőrendszerbe. Ezzel az integrált megoldással teljes mértékben kiküszöböljük az egyedi, különálló biztonsági vezérlőket. Az EtherCAT beépített diagnosztikai funkcióival pontosan meghatározhatjuk a hibák helyét és értesíthetjük a kezelőket, ami fokozza a gép hozzáadott értékét.”
Masszív gépi kezelőfelületet alkotó, testreszabott ipari vezérlőpanel
Az XSL Navigator® vezérlőrendszer egy Beckhoff CP3921 típusú, többérintéses, testreszabott, 21,5 coll képátlójú kezelőpanelt tartalmaz. A kezelőfelületi szoftver révén ezen keresztül kiválóan elérhetők a gép adatai. „A Beckhoff korszerű és elegáns kialakítású kezelőpaneljei hangsúlyozzák gépeink megjelenését. Ezenfelül a panelbe integrált nyomógomb-kiegészítés és RFID olvasó segítségével magas fokú biztonsági funkciók, sokrétű képességek és egyedi megoldások valósíthatók meg, ami kiemel bennünket versenytársaink közül” – jegyezte meg a műszaki szakértő.
A végfelhasználó szellemi termékének beépítése a TwinCAT nyitottságának köszönhetően
A gépvezérlés mechanizmusa a TwinCAT PLC szoftveren alapul, és a Graham Engineering Corporation teljes mértékben ki is aknázza a TwinCAT számos programozási eszköze által nyújtott lehetőségeket. Mint Justin Kilgore kifejtette: „Összességében véve, a TwinCAT fejlesztőkörnyezet kellően rugalmas ahhoz, hogy minden szükséges folyamatfunkciót leprogramozhassunk, mégpedig az adott géptípustól és felhasználástól függetlenül. Fejleszthetünk saját szoftverkönyvtárakat is, a PID-jellegű hőmérsékletszabályozástól az integrált tekercselővezérlésnél használt függvényblokkokig. A létrehozott függvénykönyvtárakat azután minden extrudáló gyártósorunkon felhasználhatjuk – a Beckhoff ezzel is elősegíti szellemi termékeink értékének maximalizálását.”
Költségmegtakarítás a teljes gyártósoron
„A hardverköltségek terén mintegy 15%-ot takarítottunk meg a PC-alapú vezérlés alkalmazásával; elsősorban a kábelezéssel és a telepítési munkával kapcsolatos kiadások csökkentek” – részletezte Justin Kilgore. „Amikor a TwinSAFE bevezetésén gondolkodtunk, hamar felismertük, hol lehet megtakarításokat eszközölni: megszűntek az ismétlődő lekérdezések, és minimálisra csökkent a hibaforrások keresési ideje.”
A Graham Engineering Corporation Welex lemezgyártó sorain most már egységesen az XSL Navigator vezérlőrendszer működik. A műanyagipari termékek iránti kereslet a belátható jövőben nem mérséklődik, a Graham Engineering Corporation pedig rendelkezik azzal a szakértelemmel és eszközökkel, amelyekkel továbbra is innovatív, kategóriavezető termékeket vihet piacra e kereslet kielégítése érdekében.
BECKHOFF Automation Kft.
1097 Budapest, Gubacsi út 6.
Tel.: + 36 1 501 9940
E-mail:
Még több BECKHOFF Automation
