制罐线自动连锁改造

金属包装2020-11-19 15:54:04

智启联享


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    今天“智启联享”栏目推出的是来自中粮包装永富容器(哈尔滨有限公司工程设备部总监助理坤祥为我们提供的成果二:制罐线自动连锁改造。

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采用可编程控制器和变频器构成控制系统,

制罐车间生产设备进行自动化整合改造,

改造后的生产设备运行平稳,可靠,

可控性、安全性大幅提高,

并且降低了人工成本。



制罐线自动连锁改造


文/ 中粮包装永富容器(哈尔滨有限公司 工程设备部总监助理 闫坤祥


电阻焊生产线自动化整合设计思想

      原生产线的组成为电阻焊机、补涂、电磁烘干机、翻身机、输送带、滚筋机、组合机、码垛机。生产线的所有组成部分各自为政,互不干扰,这就造成了几个问题:

      1.输送带堵罐时,电阻焊还在运行,造成大量焊接好的罐体落地造成损伤。

      2.滚筋机异常时,输送带继续运行,造成挤罐,会对产品造成很大的损坏。

      3.组合机卡罐时,如工作人员不能及时关闭滚筋机,滚筋机就还会继续运行,造成堵罐。

      4.在码垛机一侧如发生设备异常,人员不能及时关闭生产线,就会对产品造成损伤。

原生产线各设备相互独立各自完成不同的工作,相当于独立的模块。所以用一套PLC、变频的控制系统将独立的模块联合起来工作,使设备之间相互协作。通过对输送带的变频控制,解决了输送带挤罐的问题。自动化程度的提高,不需要滚筋机操作人员,使生产线的可

控性、安全性大幅提高。

图1 控制盘


设计方法

      原设备相互独立没有联锁,现设计一个专门的PLC控制柜,用于控制各台设备间的逻辑控制,选择变频器的应用,对电磁烘干机和滚筋机之间的输送带进行多段速控制,各台机器间的配合用光电开关作为信号检测。

图2 PLC和变频器


      经过对各设备运行过程的分析,确定的输入信号共32个,包括急停、保护、检修、输送控制、本地远程、手动自动等。输出号共13个,包括启动组合机、启动滚筋机、停止电阻焊、控制变频器信号及其速度控制、故障指示、信号灯等。根据以上情况,选择三菱Fx1n 60MR PLC。而设备何时启动、停止以及输送带的变速均是由PLC控制。变频器选日本三菱变频调速器FRD740对输送带进行速度控制。

图3 四个控制点

     

     当封口机检测点检测异常时,PLC接收信号,判断处理后停止封口机;这时滚筋机还在运行,等到滚筋机检测点检测异常时,PLC接收信号,判断处理后停止滚筋机;输送继续运行,等到电阻焊检测点检测异常时,PLC接收信号,判断后停止电阻焊机,并使整条输送带进入低速状态,防止挤罐。当电磁烘干上的罐体都输送到位,全线停止。当封口机检测点检测正常时,PLC接收信号,判断处理后启动封口机;等到滚筋机检测点检测正常时,PLC接收信号,判断处理后启动滚筋机;这时输送低速启动,防止挤罐。电阻焊允许开机,当新焊接的罐体到达输送带时,输送全速运转开始正常运行。


制罐线自动连锁改造设备组成

      设计中为方便操作人员安全、及时操作设备,共装备了两套控制盘同时控制自动联锁。为减少能量损耗和原料在堵罐或设备异常时输送带运转造成的损伤,对输送电机进行多段速变频控制。整体逻辑由PLC控制,共有四个控制点对自动联锁进行检测。


工作原理及流程

      1.自动控制原理(图4-1,图4-2)    

图4-1 自动控制原理

图4-2 自动控制原理


      2.电气原理图(图5-1,图5-2)    

图5-1 电气原理图

图5-2 电气原理图


      3.手动控制原理

      总电源开关接通后,两侧控制盘均可转换至手动(本地)状态,在此状态下停止自动联锁,操作人员可对生产线各设备独立操作。


结论

      1.改造后在设备故障或堵罐时会自动减速和停止,异常情况排除后自动启动,提高了工作效率,并减少了大量的不必要的能量损耗。

      2.由于自动程度的提高,取消了滚筋机操作人员,并且可控性、安全性大幅提高。

      3.以上采用PLC和变频器构成设备自动化整合控制系统的设计方法,在设备异常或堵罐时会自动减速和停止,异常情况排除后自动启动,提高了工作效率,并减少了大量的不必要的能量损耗,提高了生产线的可靠性和技术性能。实践证明,采自动化整合的控制系统,使自动化程度提高,取消了滚筋机操作人员,并且可控性、安全性大幅提高。通过工控改造,对生产进行了优化,降低了成本、提高了工作效率。