PLC системата за управление е един от ключовите компоненти в модернотооборудване за пълнене на прах.
Той координира сензори, двигатели, механизми за пълнене, конвейери, устройства за безопасност и интерфейса на оператора, така че машината да може да извършва повтарящ се процес на пълнене.
За машина за пълнене на прах, PLC не определя директно физическите характеристики на праха. Вместо това той получава сигнали от машината и сензорите, обработва тези сигнали според програмирана логика и изпраща команди до съответните компоненти.
Типична контролна последователност може да бъде представена като:
Хранене на продукта → Откриване → Дозиране → Пълнене → Проверка → Боравене с торби или контейнери
Разбирането как работи тази система за контрол може да помогне на производителите да оценят по-ефективно оборудването за пълнене на прах и да идентифицират кои контролни функции са важни за техните производствени изисквания.
Какво е PLC система за управление?
PLC означаваПрограмируем логически контролер.
PLC е индустриален компютър, предназначен да наблюдава входове, да изпълнява програмирана логика и да контролира изходите.
В оборудването за пълнене на прах, PLC действа като централен контролен блок на машината.
Може да получава сигнали от компоненти като:
Фотоелектрични сензори
Сензори за ниво
Сензори за близост
Натоварващи клетки
Крайни изключватели
Устройства за обратна връзка на двигателя
Предпазни превключватели
След това PLC обработва тези сигнали и управлява оборудване като:
Шнекови двигатели
Захранващи двигатели
Пневматични клапани
Механизми за пълнене
Конвейери
Скоби за чанти
Уплътнителни системи
Механизми за изхвърляне на продукта
Операторът обикновено взаимодейства със системата чрез HMI, илиИнтерфейс човек-машина.
HMI осигурява достъп до работни параметри, производствени настройки, аларми и други функции на машината, докато PLC управлява основната контролна логика.
Как PLC управлява машина за пълнене на прах?
PLC управлява машината чрез непрекъснат цикъл на получаване на входни сигнали, изпълнение на програмирана логика и активиране на изходи.
Основният процес е:
Вход → Логическа обработка → Изход → Машинно действие → Обратна връзка
Например, когато контейнерът достигне позицията за пълнене, фотоелектричен сензор може да открие неговото присъствие.
Сензорът изпраща сигнал към PLC.
PLC проверява дали изискваните условия са изпълнени. Ако машината е готова и няма активно условие за безопасност, PLC може да изпрати команда за стартиране на последователността на пълнене.
След това механизмът за пълнене работи според програмираните параметри.
След като цикълът на пълнене приключи, PLC може да активира следващата операция, като например преместване на напълнения контейнер до следващата станция.
Тази последователност се случва многократно по време на автоматичното производство.
PLC входове в оборудване за пълнене на прах
Входовете са сигнали, получени от PLC от сензори и други компоненти.
Те позволяват на системата за управление да разбере какво се случва вътре в машината.
Машината за пълнене на прах може да използва няколко вида входове.
Откриване на нивото на продукта
Сензор за ниво може да следи количеството прах в бункера.
Ако нивото на праха стане твърде ниско, PLC може да задейства аларма или да поиска допълнителен продукт от захранваща система нагоре по веригата.
Това помага да се поддържа по-стабилно подаване на прах към механизма за пълнене.
Откриване на контейнери
Фотоелектрически сензор може да открие дали торба, бутилка, буркан или друга опаковка е достигнала позицията за пълнене.
PLC може да използва този сигнал, за да определи дали цикълът на пълнене трябва да започне.
Това предотвратява работата на механизма за пълнене, когато опаковката не е позиционирана правилно.
Откриване на позиция
Крайните изключватели и сензорите за близост могат да потвърдят дали механичните компоненти са достигнали очакваните си позиции.
Например, сензор може да потвърди, че скобата за торба е затворена, преди да започне операцията по пълнене.
Сигнали за товарни клетки
Някои системи за пълнене използват динамометрични клетки за измерване на теглото на продукта.
В този тип система PLC или свързаният контролер може да получи информация за измерване и да я използва като част от процеса на контрол на пълненето.
Това е различно от чисто обемна система за пълнене, където количеството на продукта се контролира основно чрез предварително зададен механизъм за дозиране.
PLC изходи и машинни действия
След обработка на входните сигнали, PLC изпраща изходни команди към изпълнителните механизми на машината.
Тези изходи могат да управляват двигатели, клапани, цилиндри и други компоненти.
За машина за пълнене на шнек с прах един важен изход е командата, управляваща задвижването на шнека.
PLC може да определи кога шнекът трябва да започне и да спре според програмираната последователност на пълнене.
Други изходи могат да контролират:
Бункерни бъркалки
Захранващи винтове
Пневматични цилиндри
Скоби за чанти
Конвейери
Дюзи за пълнене
Уплътнителни механизми
Изпускателни системи
Следователно PLC координира множество действия на машината в пълна производствена последователност.
Как PLC управлява процеса на пълнене на шнека
Пълненето на шнека е един от обичайните методи за дозиране, използван за прахове.
Шнекът се състои от въртящ се винт, който придвижва праха от бункера към изхода за пълнене.
PLC може да управлява двигателя на шнека според предварително зададени параметри.
Един опростен процес може да изглежда така:
Откриване на контейнер → Потвърждение на позицията за пълнене → Старт на шнека → Дозиране → Стоп на шнека → Завършено пълнене → Изпразване на контейнера
Реалната контролна логика може да бъде по-сложна.
Например, машината може да използва различни параметри за различни продукти и тегла на пълнене.
HMI може да позволи на оператора да задава параметри като:
Целево тегло на пълнене
Скорост на въртене на шнека
Време на дозиране
Цикли на пълнене
Скорост на хранене
Време на забавяне
Настройки за ускорение и забавяне
Наличните параметри зависят от дизайна на машината и архитектурата на управление.
PLC използва тези настройки като част от програмираната контролна логика.
PLC и точност на пълнене
Важно е да се разбере, че самият PLC не гарантира автоматично точността на пълнене.
Точността на пълнене зависи от цялостната дозираща система.
Факторите могат да включват:
Течливост на праха
Обемна плътност
Размер на частиците
Шнеков дизайн
Стабилност на захранването на бункера
Управление на двигателя
Система за измерване
Вибрация на машината
Параметри на пълнене
PLC осигурява контролната логика, необходима за последователна работа на системата, но механичните и измервателните компоненти определят голяма част от действителната производителност на дозиране.
Например, ако прахът не тече последователно в шнека, промяната на PLC параметрите сама по себе си може да не реши проблема с пълненето.
Ето защо точността на пълнене с прах трябва да се оценява като aпълен проблем с производителността на системата, а не просто PLC спецификация.
PLC и HMI: Каква е разликата?
PLC и HMI често се споменават заедно, но имат различни функции.
ThePLCе отговорен за изпълнението на програмираната управляваща логика на машината.
TheHMIе интерфейсът, чрез който операторът взаимодейства с машината.
Опростена връзка е:
Оператор → HMI → PLC → Машина
Операторът може да използва HMI за:
Стартирайте или спрете машината
Изберете рецепта за продукт
Променете параметрите на пълнене
Наблюдавайте състоянието на машината
Преглед на аларми
Проверете производствената информация
Регулиране на работните настройки
PLC обработва тези команди и съответно управлява машината.
С други думи, HMI е предимно интерфейсът на оператора, докато PLC е логическата платформа за управление.
PLC управление на рецепти за различни прахове
Много модерни машини за пълнене на прах позволяват на операторите да запазват различни рецепти за продукти.
Една рецепта може да съдържа група параметри на машината, свързани с определен продукт и размер на опаковката.
Например, една рецепта може да бъде конфигурирана за опаковка от 500 g протеин на прах, докато друга може да бъде конфигурирана за опаковка от 1 kg на прах.
В зависимост от конструкцията на машината, рецептата може да включва:
Параметри на пълнене
Скорост на шнека
Параметри на хранене
Настройки на времето
Настройки на конвейера
Дължина на чантата
Параметри на запечатване
Продукт{0}}специфични настройки на машината
Управлението на рецептите може да намали необходимостта от ръчна настройка на параметрите при смяна на продукти.
Въпреки това, запазените рецепти трябва да бъдат проверени след промяна на продукта, тъй като два праха с еднакво номинално тегло на пълнене може да се държат различно по време на хранене и дозиране.
PLC управление по време на автоматично производство
По време на автоматичното производство, PLC непрекъснато координира различните машинни станции.
Опростеният цикъл може да бъде:
Пакетът пристига
Сензорът разпознава пакета.
↓
Позицията е потвърдена
PLC проверява дали пакетът е правилно позициониран.
↓
Пълненето започва
PLC активира системата за пълнене.
↓
Дозирането завършва
Програмираното условие за дозиране е достигнато.
↓
Спирачки за пълнене
PLC спира дозиращия механизъм.
↓
Пакетът е пуснат
Пакетът се придвижва до следващата станция.
↓
Следващ цикъл
PLC изчаква следващия сигнал за откриване на пакет.
Тази последователност може да се повтаря непрекъснато по време на автоматичното производство.
Предимството на PLC-базираното управление е, че машината може да изпълнява тези последователности последователно, без да се налага операторът ръчно да координира всяко действие.
PLC аларми и функции за безопасност
PLC може също да участва в машинната аларма и логиката за безопасност.
Например, системата може да открие условия като:
Бункерът е празен
Липсва пакет
Грешка при попълване на позицията
Претоварване на двигателя
Повреда на сензора
Вратата или предпазителят са отворени
Ненормално положение на машината
Аварийното спиране е активирано
Когато се открие състояние на повреда, системата за управление може да спре или да попречи на съответните действия на машината и да покаже аларма на HMI.
Функциите за безопасност обаче не трябва да се разбират като осигурени единствено от PLC.
В зависимост от машината и приложимата архитектура за безопасност, може да са необходими аварийни спирания, предпазни релета, предпазни PLC, блокировки и други специални компоненти за безопасност.
Точният дизайн за безопасност трябва да бъде оценен според оценката на риска на машината и приложимите изисквания за безопасност на машината.
PLC комуникация с друго оборудване
Машината за пълнене на прах може да не работи като изолирана машина.
Може да бъде свързан към оборудване нагоре и надолу по веригата, като например:
Система за подаване на прах → Пълнеж на прах → Запечатваща машина → Контролна везна → Метален детектор → Конвейер
PLC може да координира комуникацията между различни машини.
Например машина надолу по веригата може да изпрати сигнал за готовност, докато подаващо устройство нагоре по веригата може да изпрати сигнал за -наличен продукт.
След това опаковъчната машина може да коригира своята работна последователност според тези сигнали.
За по-големи производствени линии индустриалните комуникационни мрежи могат също да позволят на множество машини да обменят оперативна информация.
Точният комуникационен протокол зависи от оборудването и архитектурата на управление.
Защо изборът на PLC е важен при закупуване на оборудване за пълнене на прах
PLC е само една част от системата за управление на машината, така че купувачите не трябва да избират машина за пълнене на прах само като гледат марката на PLC.
По-полезна оценка разглежда цялата контролна архитектура.
Важните въпроси включват:
Каква PLC платформа се използва?
Каква HMI система се използва?
Могат ли да се съхраняват рецепти за продукти?
Могат ли параметрите да се регулират от HMI?
Какви сензори са включени?
Как се контролира точността на пълнене?
Може ли машината да комуникира с оборудване нагоре и надолу по веригата?
Как се показват алармите?
Предлага ли се дистанционно отстраняване на неизправности?
Налични ли са резервни контролни компоненти?
Може ли системата за контрол да бъде разширена по-късно?
За международни купувачи наличността на резервни части и техническата поддръжка могат да бъдат също толкова важни, колкото и оригиналната марка PLC.
Добре-проектираната система за контрол трябва да бъде разбираема, поддържаема и подходяща за очакваната производствена среда.
PLC срещу ръчно управление в оборудването за пълнене на прах
Ръчните машини за пълнене на прах могат да бъдат подходящи за по-малки производствени обеми или приложения, където операторът се нуждае от пряк контрол върху процеса на пълнене.
PLC{0}}контролираните системи обаче осигуряват по-високо ниво на автоматизация.
PLC-контролирана машина може автоматично да координира пълненето, откриването на пакети, транспортирането, алармите и други действия на машината.
Това може да намали повтарящата се намеса на оператора и да направи производствената последователност по-последователна.
Подходящото ниво на автоматизация зависи от:
Обем на производство
Наличност на работна ръка
Необходима консистенция
Брой продукти
Формати на пакети
Инвестиционен бюджет
Бъдещи производствени планове
Един малък производител не се нуждае непременно от високоавтоматизирана PLC система, докато фабрика с голям{0}}обем може да се възползва значително от автоматизирания контрол.
Как да поддържате PLC-контролирана машина за пълнене на прах
Самият PLC обикновено изисква по-малко рутинна механична поддръжка, отколкото компонентите за пълнене, но цялата система за управление все пак трябва да бъде инспектирана.
Важните области на поддръжка включват:
Електрически шкаф
Поддържайте контролния шкаф чист и сух и проверявайте за необичайна топлина, разхлабени връзки или замърсяване.
Сензори
Почистете и проверете фотоелектричните сензори, сензорите за ниво, сензорите за близост и други устройства за откриване.
HMI
Проверете дали сензорният екран реагира правилно и дали състоянието на машината и информацията за алармата се показват нормално.
Кабели и връзки
Проверете кабелите и конекторите за повреди или разхлабени места.
Пълнежни компоненти
Не забравяйте, че поддръжката на PLC не може да компенсира износени шнекове, нестабилни системи за подаване, повредени уплътнения или други механични проблеми.
Системата за управление и механичната система трябва да се поддържат заедно.
Последни мисли
PLC система за управление осигурява контролната логика, която координира много от операциите в модерното оборудване за пълнене на прах.
Той получава сигнали от сензори, обработва програмирана логика, управлява двигатели и изпълнителни механизми, комуникира с друго оборудване и предоставя оперативна информация чрез HMI.
За шнекова машина за пълнене на прах, PLC може да контролира последователността от откриване на опаковката до дозиране на шнек и разтоварване на опаковката.
Самият PLC обаче не определя общата точност на пълнене.
Действителната производителност зависи от взаимодействието между системата за управление, дозиращия механизъм, характеристиките на праха, стабилността на захранване, измервателната система и състоянието на машината.
Следователно, когато оценяват машина за пълнене на прах, купувачите трябва да гледат отвъд марката PLC.
По-добрият подход е да се оценицялостна контролна архитектура и нейната връзка със системата за пълнене.
Добре-проектираната PLC система трябва да направи машината по-лесна за работа, наблюдение, настройка, поддръжка и интегриране в по-голяма автоматизирана линия за опаковане.
За производителите, които планират да автоматизират опаковането на прах, правилната архитектура за управление може да се превърне във важна част от постигането на стабилно и повторяемо производство.
