Контроль и управление линией обрезинивания кордов фирмы «Комерио Эрколе»
Управление линией обрезинивания кордов фирмы «Комерио Эрколе» реализуется на базе маломасштабной системы управления с программируемым логическими контроллерами (ПЛК) 8іта1;іс 8-7-400 (3 шт.) и Бітаїлс 8-7-300 (2 шт.) фирмы «Сименс» (Германия).
В состав системы управления входят:
- пульт управления;
-интерфейс для связи с системой управления движущимися валками каландра (внешний вид см. рис. 1.2.28);
-машина-диспечер с возможностью установки гибкого диска, алфавитно-цифровая клавиатура и цветной монитор;
-контрольно-измерительные приборы;
- дисплей для индикации скорости линии;
- контроллер Э^айс 8-7-400;
- контроллер Зйпайс 8-7-300.
Функции ПЛК всей каландровой линии:
-управление последовательностью работы каландровой линии;
-подача сигналов тревоги;
-предварительное расположение аппаратного обеспечения для подсоединения к компьютеру;
-выведение на цветной монитор показателей скорости, мощности, натяжения, температуры (терморегуляторы фирмы «Евротерм»).
Модули линии соединены друг с другом высокоскоростными сетями из стекловолокна. Система работает централизованно через интерфейс человек-машина, основанный на персональном компьютере, или терминалы оператора по всей линии.
Даже электронные системы центровки полностью встроены в конфигурацию системы, это дает преимущество в том, что информация по ширине используется не только для центровки, но и для статистических измерений, сигнала тревоги и т. д.
Централизованный интерфейс человек-машина основан на ПК и включает в себя дисплей для вывода ошибок и сообщений, регистрацию данных, вывод данных по линии и продукту в виде рецепта. Количество рецептов ограничено объемом жесткого диска.
Оператор видит перед собой на мониторе одну или несколько видео-страниц, в которые он сможет ввести заданные значения для разных параметров. Это можно сделать в нормальных условиях технологического процесса, а так же каждый раз во время смены цикла. Видео-страницы показывают: какие параметры следует ввести; заданные значения; фактические показатели выпуска.
Более того, в случае неполадки на линии, на дисплее включается соответствующий сигнал тревоги.
Датчики центровки, измерения длины и ширины кордного полотна.
Рулонопротяжные системы
На линии «Комерио Эрколе» основным оборудованием для центровки, измерения длины и ширины полотна являются хорошо зарекомендовавшие себя датчики и рулонопротяжные системы фирмы «Эрхард Лимер» (Германия). Основные типы датчиков и рулонопротяжных систем, а также их характеристики приведены ниже.
Инфракрасные сенсоры
А) инфракрасный (ИК) оконечный сенсор серии 45;
Данный чрезвычайно компактный цифровой сенсор работает на принципе контрового освещения (отраженного света) (см. рис. 1.2.29). Передатчик генерирует параллельный инфракрасный свет с длиной волны 880 нм, который захватывается излучателем видеокамеры в противоположно расположенном приемнике. Процессор проводит оценку сигналов и направляет значение фактической позиции на шину СОК. Датчик устанавливает конечную позицию с точностью до 0,01 мм в пределах измерительного диапазона ± 3 мм. Телецентрическое оптическое устройство проводит оценку только параллельных лучей света. Таким образом, исключаются позиционные ошибки из-за колебаний высоты.
Автоматический регулятор экспозиции постоянно осуществляет мониторинг загрязнения линз и указывает контроллеру на любое загрязнение. Каждая линза снабжена воздуходувкой, которая может быть присоединена к устройству подачи воздуха для устранения загрязнений, таких как бумажная пыль или абразивные частицы.
Б) инфракрасный оконечный сенсор серии Ш 50;
Цифровой оконечный сенсор Ш 50 работает на принципе отражения в обратном направлении (см. рис. 1.2.30). Передатчик генерирует параллельный инфракрасный свет с длиной волны 880 нм, который отражается противоположно расположенным призменным зеркалом и сканируется улавливателем видеокамеры приемника. Процессор проводит оценку сигналов и направляет значение фактической позиции на шину СОК.
Датчик устанавливает конечную позицию с точностью до 0,02 мм в пределах измерительного диапазона ±10 мм. Телецентрическое оптическое устройство проводит оценку только параллельных лучей света. Таким образом, исключаются позиционные ошибки из-за колебаний высоты. Автоматический регулятор экспозиции постоянно осуществляет мониторинг загрязнения линз и направляет контроллеру соответствующее сообщение в случае обнаружения загрязнения.
Инфракрасные оконечные сенсоры серии БЯ 50 и Ш 45 могут использоваться в рассматриваемой линии (например, использование датчика FR 5001 в системах центровки на стадии раскатки и перед гидронакопителями).
Оптоэлектронные сенсоры
А) оптоэлектронный сенсор кромки FE 3132;
Сенсоры кромки FE 3132 работают по принципу светочувствительного барьера (см. рис. 1.2.31). Лампа в источнике света испускает свет, который проецируется на фотодиод через линзы в светоприемнике.
Полотно проходит между источником света и приемником. Приемник поглощает больше или меньше света, в зависимости от того, какой отрезок светового луча будет охвачен полотном. Усилитель, встроенный в светоприемник, преобразует этот свет в напряжение.
Если кромка полотна отклоняется от заданного положения, то сенсор кромки передает множитель и направление отклонения в форме изменения напряжения. Степень и полярность этого изменения напряжения содержат информацию о текущем положении кромки полотна.
Пропорциональный диапазон сенсора кромки зависит от заданного диапазона приращения и может изменяться в пределах от 3,5 до 8 мм. В этом диапазоне сенсор кромки выдает линейный сигнал.
Заданное положение кромки полотна соответствует центральной оси линз сенсора (в диапазоне измерения) в зависимости от того, какое полотно выравнивается.
На данной линии он применяется в устройстве для ширения кромок (3-х штифтовое устройство типа EL 1103 с сервоприводом), расположенном в нижней части каландра.
Ультразвуковые сенсоры
А) ультразвуковые (УЗ) оконечные сенсоры (датчики) FX 45, FX 4, FX 5;
Эти цифровые сенсоры определяют без касания, посредством ультразвука, края полотна. В зависимости от зазора вилки, приемник измеряет плотность ультразвуковых волн, которые не покрываются краем рулона.
Помехи, такие как движение воздуха или колебания температуры, компенсируются до такого предела, чтобы край мог быть зарегистрирован с точностью до 0,1 мм.
Сигнал аналогового УЗ сенсора «оцифровывается» через конвертер А/D и выход шины СОК. Все калибровочные и оценочные процессы протекают одинаково в цифровом секторе. Кроме одного дизайна для двух различных диапазонов измерения от ± 3 мм и 10 мм, имеется в наличии минисенсор для компактной вращающейся рамки ELGUIDER DPS 12 и DPS 22.
Рулонопротяжные системы
А) рулонопротяжная система с роликами ELB ANDER и ELGUIDE;
Ролики, расположенные под углом к направлению хода рулона, заставляют рулон отклоняться в сторону. Этот эффект используется системами с вращающими роликами ELBANDER и ELGUIDE (cms рис.1.2.32). Точка вращения ролика является одной из несущих сторон. В зависимости от требуемой корректировки, протягивающий ролик устанавливается под углом вокруг этой точки. С таким типом протяжения рулона контроль позиционирования является достаточно точным без учета любых неравномерностей края рулона.
Система оснащена:
- электромеханическим датчиком для записи угловой позиции;
-трехпозиционным контроллером с манипулируемой переменной обратной
Подачей для проверки интегрального запускающего элемента;
- линейным протяжением с самоостанавливающимся трапецеидальным винтом, поддержкой крутящего момента и приводом постоянного тока.
Протягивающий ролик может также, по выбору, монтироваться в ролике траектории для более высокой несущей нагрузки.
Датчик должен быть расположен на траектории выхода после протягивающего ролика, как можно ближе к нему. Чтобы устранить любое вмешательство со стороны ролика натяжения в систему протяжения, ролик натяжения может быть отрегулирован только параксиально.
Б) рулонопротяжная система с роликом ELPLACER;
CиcтeмыcбoкoвымpaзмeщeниeмpoликoвELPLACERпoзициoниpyют движущиеся рулоны аксиальным движением протягивающего ролика. Если, при осуществлении этого, протягивающий ролик достигает конечной позиции, материал поднимается устройством, протягивающий ролик рецентрируется и рулон снова опускается. Так как обрабатывающие установки работают, в основном, в циклическом режиме, поднятие всегда должно осуществляться в период остановки.
Подача всегда осуществляется из контура, снизу вверх. Здесь, траектория подачи должна быть эквивалентна половине полной ширины рулона. Траектория выхода, с другой стороны, должна сохраняться как можно более короткой. Датчик должен располагаться за протягивающим роликом, как можно ближе к нему. Благодаря короткому времени ответа, достигается высокая динамика запуска. Принцип работы данной системы показан на рис. 1.2.33.
Номинальная ширина используемого полотна от 600 до 1900 мм. Контроллер позиционирования занимает мало места и заранее прикреплен на рамке. В зависимости от материала, выбирается ИК сенсор или ПЗС-камера.
В) рулонопротяжная система с роликом ЕЬОиГОЕЯ (см. рис. 1.3.34);
На системах с поворачивающейся рамкой ролика ЕЬОиГОЕЯ, рулон меняет направление четыре раза, каждый раз на 90°. Система основана на поворачивающейся рамке с двумя роликами траектории. Воображаемая точка поворота расположена на подающей плоскости. Боковых корректировок рулона можно добиться только путем вращения вокруг этой точки. Предварительным условием здесь всегда является достаточное натяжение для трения между рулоном и протягивающим роликом.
Чем больше натяжение рулона, модуль эластичности и требуемая корректировка, тем длиннее должны быть спроектированы траектории подачи, выгрузки и транспортировки. Опыт показал, что такие траектории должны быть эквивалентны 60- 100 % от ширины рулона. Датчик должен быть расположен за протягивающим роликом, как можно дальше. Благодаря короткому времени ответа достигается увеличенная динамика протяжения.
Рулонопротяжная система с роликом ЕЬОиШЕК БЯЭ 31 отличается малыми габаритами, в зависимости от типа материала, имеются ИК, УЗ или линейный сенсоры, может быть с натяжением до 700 Н.
Г) рулонопротяжная система с роликом ЕиЮЬЬЕЯ (см. рис. 1.2.35);
Системы с управляющим роликом ЕЫЮЬЬЕК корректируют позицию рулона
На самой ранней стадии в зоне подачи. Они состоят из зафиксированной базовой рамки и подвижной протягивающей рамки. Последняя снабжена одним или двумя протягивающими роликами и вращается вокруг воображаемой точки вращения на подающей поверхности. Такая точка должна, с одной стороны, быть достаточно далеко от подающего ролика, чтобы гарантировать, что корректировка рулона не повлияет на подающий ролик. С другой стороны, она должна быть достаточно далеко от протягивающего ролика, чтобы гарантировать, что эластичность рулона может быть использована полностью, но рулон не должен быть чрезмерно натянут. На управляющий ролик влияет пропорционально запускающий элемент. Поэтому система должна работать в режиме «блокировки трения» и может не позволить любое скольжение между рулоном и протягивающим роликом.
Системы ЕЫЮЬЬЕК используются всегда, когда уже есть длинная входная траектория из-за особенностей самого технического процесса.
В зависимости от имеющегося пространства, направляющие ролики могут быть снабжены одним или двумя протягивающими роликами. На версиях с одним роликом рулон поворачивается на 90°. На версиях с двумя протягивающими роликами возможна меньшая дуга захвата. В этом случае, рулон проходит почти на том же уровне, что и выгружающий ролик.
При монтаже ELROLLER применяется следующее: траектория подачи должна быть больше ширины рулона в 2-3 раза, траектория выгрузки должна составлять между 50 и 100 % ширины рулона. Датчик должен располагаться за протягивающим роликом, как можно ближе к нему. Благодаря короткому времени ответа, достигается улучшенная динамика корректировки.
Фотодатчики
На многих участках линии «Комерио Эрколе» имеются фотодатчики, фиксирующие наличие материала и наличие петли (запас материала для регулировки натяжения). Конструкция и принцип работы датчиков стандартные, например, могут быть использованы датчики фирм «Омрон» (тип E3JM-R4M4G), или «Телко» (LR 100 ТВ 38 15, РРА 14).
Ультразвуковые датчики толщины
Толщина материалов на линии «Комерио Эрколе» контролируется ультразвуковыми датчиками типа Sonar Bero 3RG6123-3CF00 фирмы «Сименс».
Компактный ультразвуковой сонар Вего представляет собой бесконтактный удаленный датчик твердотельного типа, который для определения толщины использует метод отраженных сигналов с задержкой во времени. Он начинает функционировать в момент, когда отражающий звук объект входит в звуковой диффузор из любого направления. Ощущаемые объекты могут быть твердыми, жидкими или в порошкообразной форме. Устройство характеризуется возможностью компенсации температурных воздействий.
Максимальная длина кабеля 300 м (в зонах со значительными электромагнитными помехами рекомендуется использовать экранированный кабель). В рабочем диапазоне объекты достоверно распознаются под углом звукового диффузора, составляющим 5°.
Технические данные:
- вес приблизительно 130 г;
- допустимая температура окружающей среды от минус 25 до плюс 70°С;
- номинальное напряжение - 24 вольта постоянного тока;
- сила тока (без нагрузки) < 60 мА;
- точность ± 1,5 % в пределах доп. диапазона температуры;
- степень защиты 1Р 65.
При помощи этого ультразвукового сонара измеряется толщина обрезиненного корда на каландре и толщина срезаемой резиновой смеси на вальцах.
Бесконтактные датчики
В соответствующих местах установлены бесконтактные датчики, при помощи которых ПЛК может следить за перемещениями различных пускателей. Например, таким образом можно проследить за перемещением платформы на закаточной станции. Когда платформа приближается к датчику, состояние датчика изменяется, и, таким образом, ПЛК узнает, что платформа достигла этого конца. После этого защитный рычаг пускателя направляет сигналы на отключение движения.
Если в течение предварительно установленного времени ПЛК не получит от бесконтактного датчика соответствующий сигнал, выводится состояние ошибки, и станция закатки автоматически останавливается, чтобы оператор устранил ошибку.
Пневматика
Система пневматики включает в себя устройство обработки воздуха (фильтр, регулятор давления), оснащенное серией электромагнитных клапанов, управляемых через ПЛК, которые в свою очередь управляют работой различных пускателей. Пускатели подразделяются на 4 категории: традиционные пневмоцилиндры двойного действия с длинным шагом; цилиндр; привод вращательного движения; и, наконец, цилиндр короткого хода, где необходимо максимальное усилие с минимальным смещением.
Рис. 1.2.1-а. Линия обрезинивания текстильного и металлического кордов фирмы «Комерио Эрколе» (вид сбоку): 1-шпулярник; 2-система направляющих плит; 3-нитесборник; 4-помещение шпулярника; 5-шаговый ролик; 6-8-образный каландр; 10-устройство наложения на обрезиненный корд прокладки; 11-охлаждающие барабаны; 12, 17-гидронакопители; 13-закаточная станция; 14-двойная раскаточная станция текстильного корда; 15-стыковочный пресс; 16-натяжная станция; 18-сушильные барабаны
|
|
|
Рис. 1.2.1-6. Линия обрезинивания текстильного и металлического кордов фирмы «Комерио Эрколе» (вид сверху): б-Б-образный каландр; 7-штифтовые экструдеры; 8-питательные вальцы; 9-система транспортеров; 10- устройство наложения на обрезиненный корд прокладки; 11- охлаждающие барабаны; 12,17-гидронакопители; 13-закаточная станция; 14-двойная раскаточная станция текстильного корда; 15-стыковочный пресс; 16-натяжки; 18-сушильные барабаны |
|
14 15 16 17 |
|
Рис. 1.2.2. Внешний вид шпуль с металлической проволокой |
|
|
|
Рис. 1.2.4. Внешний вид системы плит шпулярника с направляющими отверстиями |
|
Рис. 1.2.5. Внешний вид нитесборника |
|
Рис. 1.2.6. Помещение шпулярника (белые стены) и внешний вид линии «Комерио Эрколе» в перспективе |
|
Рис. 1.2.7. Станция контроля температуры и влажности в помещении шпулярника |
|
Рис. 1.2.8. Установка с шаговым роликом |
|
|
|
Рис. 1.2.10. Внешний вид каландра для обрезинки метало - и текстильного
|
|
|
Рис. 1.2.12. Внешний вид технологической части экструдера
29/11/2005
Рис. 1.2.14. Схема питания экструдера резиновой лентой при помощи загрузочного транспортера
|
|
|
Рис. 1.2.15. Резиновая смесь в виде кусочков, выходящая из головки экструдера и подаваемая в питательные вальцы транспортером |
|
Рис. 1.2.16. Питательные вальцы каландра обрезинивания кордов
|
|
|
|
Рис. 1.2.18. Наложение полиэтиленовой пленки на обрезиненный металлокорд |
|
|
|
Рис. 1.2.20. Гидронакопитель для создания запаса корда |
|
|
|
Рис. 1.2.22. Внешний вид промежуточного склада хранения обрезиненного Металлокорда
|
|
Рис. 1.2.24. Стыковочный пресс концов текстильного корда |
|
|
|
ГНВИ |
|
Рис. 1.2.26. Гидронакопитель текстильного корда |
|
|
|
Рис. 1.2.28. Внешний вид интерфейса ВР 151 Мос^ |
|
|
А) б)
Рис. 1.2.29. Внешний вид (а) и принцип работы инфракрасного оконечного сенсора РЯ 45 (б)
Рис. 1.2.30. Внешний вид (а) и принцип работы инфракрасного оконечного сенсора Р1* 50 (б)
Основной
Материал
(прозрачный)
Утолщенное
Полотно
(непрозрачное)
Рис. 1.2.31. Конструкция оптоэлекгронного сенсора кромки РЕ 3132
|
|
|
Геометрия протяжения и
Распределение
Продольного натяжения
А-А - Распределение натяжения
Рулона при подаче
В-В - Распределение натяжения
Рулона при выгрузке
К - Корректировка рулона
А - Угол корректировки
О Базовое натяжение рулона
АВ - Рабочая ширина
1-Точка вращения
2 - Ролик подачи
3 - Ролик проталкивания
4 - Датчик
5
|
Рис. 1.2.33. Иллюстрация принципа работы рулонопротяжной системы с роликом ЕЬРЬАСЕЯ |
- Замыкающий ролик Ы - Траектория подачи Ь2 - Траектория выгрузки
Геометрия протяжения и распределение продольного натяжения А-А - Распределение натяжения рулона при подаче
В-В - Распределение натяжения рулона при выгрузке
К - Корректировка рулона а - Угол корректировки (У 1 - Базовое натяжение рулона (У2 - Распределение натяжения рулона путем вращающегося действия рамки ролика при подаче
О, - Распределение натяжения путем вращающегося действия рамки ролика при выгрузке
1 - Шарнир
2 - Ролик подачи
3 - Рамка ролика
4 - Датчик
5 - Блокирующий ролик 1Л - Путь подачи VI - Путь транспортировки ЬЗ - Путь выгрузки
АВ - Рабочее полотнище
Рис. 1.2.34. Иллюстрация принципа работы рулонопротяжной системы с роликом ЕиЗиШЕК
|
И 1.1, 1 , и Г) |
И НгГ-А |
||
|
ІІ—£----- ■ 11 1 А-А В= І 1 2 1 3 |
4 5 |
||
|
4**1*- |
|
,■?!?, і I I |
|
|
Геометрия протяжения (направления) и распределение продольного натяжения
А-А - Распределение натяжения рулона при подачи В-В - Распределение натяжения рулона при выгрузке К - Корректировка рулона а - Угол корректировки
- Базовое натяжение рулона
О, - Распределение натяжения путем размещения роликов позиционирования при подаче СУ, - Распределение натяжения путем размещения роликов позиционирования при выгрузке АВ - Ширина рулона
1. - Точка вращения
2. - Ролик подачи
3. - Ролик(и) протяжения
4. - Датчик
5. - Замыкающий ролик
1Л - Путь подачи к точке вращения 12 - Путь подачи от точки вращения на направляющий ролик ЬЗ - Путь подачи Ь4 - Путь выхода
Рис. 1.2.35. Иллюстрация принципа работы рулонопротяжной системы с роликом ЕЕІЮЬЬЕК
