Test szczelności LC
Test szczelności LC to wyspecjalizowana część linii produkcyjnej do obróbki rur metalowych. Jej zadaniem jest manipulacja rurami i ich sortowanie między poszczególnymi operacjami technologicznymi.
Rury są podawane na przenośnik, a następnie pobierane przez dwa synchronicznie pracujące ramiona typu „butterfly”. Każde ramię jest zaprojektowane do jednoczesnego chwytania i przenoszenia 8 rur. Po pobraniu rury poddawane są pneumatycznemu testowi szczelności – do każdej rury doprowadzane jest sprężone powietrze i monitorowany jest spadek ciśnienia lub nieszczelność. Cały test trwa niecałe 2 sekundy.
Na podstawie wyników testu szczelności rury są automatycznie rozdzielane:
- rury bez wad (szczelne) są płynnie transportowane do kolejnego etapu linii produkcyjnej do dalszej obróbki,
- rury wadliwe (nieszczelne) są odrzucane przez mechanizm wyrzutnika i usuwane z linii, aby zapobiec ich dalszej obróbce.
WYMAGANIA KLIENTA
- Wymiana systemu sterowania i panelu HMI
- Wymiana przemienników częstotliwości napędów
- Kompletna wymiana szafy rozdzielczej
- Przeprogramowanie maszyny na nowy system sterowania
- Utworzenie nowej wizualizacji do sterowania
- Nowe zabezpieczenia maszyny
- Projekt elektryczny + instrukcja obsługi
Przygotowanie
Projekt schematów elektrycznych, okablowanie szafy sterowniczej
Instalacja
Montaż i podłączenie szafy sterowniczej w zakładzie
Programowanie
Programowanie systemu
sterowania
Testy
Testy eksploatacyjne linii produktowej LC
SZAFA STEROWNICZA
W ramach modernizacji maszyny wdrożono nową szafę sterowniczą z naciskiem na optymalizację wydajności i bezpieczeństwo. Wszystkie urządzenia zabezpieczające, elementy sterujące i zasilacze zostały całkowicie wymienione. Zastosowano przemienniki częstotliwości Lenze i750 z systemem zasilania przez szynę zasilacz Lenze i700. Koncepcja ta pozwala podłączyć wiele przemienników (w tym przypadku trzy) do jednego wspólnego modułu zasilającego i700 i zabezpieczyć całą grupę jednym wyłącznikiem. Takie rozwiązanie zapewnia znaczną oszczędność miejsca w szafie i obniża całkowite koszty inwestycji.
System sterowania zastąpiono nowym sterownikiem PLC Lenze c520, który komunikuje się z przemiennikami częstotliwości przez EtherCAT. Sterownik PLC rozbudowano o moduły wejść/wyjść cyfrowych, analogowe wejścia prądowe oraz szybki licznik.
W szafie zintegrowano również router przemysłowy, który umożliwia zdalny dostęp do systemu (serwis, diagnostyka, aktualizacje) i jednocześnie zapewnia komunikację między sterownikiem PLC a panelem HMI. Na pulpicie operatora zainstalowano wyświetlacz HMI Lenze v430, podłączony przez Ethernet. Wyświetlacz jest zasilany przez PoE (Power over Ethernet), co pozwala wykorzystać jeden kabel Ethernet zarówno do transmisji danych, jak i do zasilania. Upraszcza to okablowanie i zwiększa ogólną niezawodność systemu.
W celu zwiększenia bezpieczeństwa funkcjonalnego maszyny wdrożono przekaźnik bezpieczeństwa Keyence GC-1000. Urządzenie to pełni rolę centralnej jednostki przetwarzającej sygnały bezpieczeństwa z czujników i urządzeń zabezpieczających. Przekaźnik jest wyposażony w zintegrowany wyświetlacz, który umożliwia natychmiastową diagnostykę obwodu bezpieczeństwa. Dzięki temu operatorzy mogą szybko zidentyfikować rodzaj usterki, jej lokalizację i aktualny stan urządzeń zabezpieczających. Ponadto przekaźnik zapewnia wizualizację stanów wejść i wyjść w czasie rzeczywistym, co upraszcza interwencje konserwacyjne i skraca przestoje maszyny.
Zastosowanie tego typu przekaźnika zwiększa niezawodność systemu bezpieczeństwa oraz umożliwia efektywniejszą konserwację i szybsze usuwanie usterek.
PROGRAMOWANIE I WIZUALIZACJA
W ramach modernizacji system sterowania maszyny został w całości przeprogramowany z wykorzystaniem standardowych bloków aplikacyjnych Lenze, co zapewnia większą modułowość i niezawodność sterowania.
Jednym z głównych zadań technicznych była synchronizacja maszyny z poprzedzającą linią produkcyjną, aby zapobiec wypadaniu rur podczas przekazywania. Synchronizację osiągnięto na podstawie sygnału z poprzedniej maszyny, doprowadzonego do modułu wejściowego PLC i przetwarzanego przez szybki licznik.
Kluczowym elementem systemu sterowania była także koordynacja dwóch ramion butterfly. Musiały one pracować synchronicznie podczas pobierania i odkładania rur, aby uniknąć wzajemnej kolizji mechanicznej. Sekwencję czasową ruchów trzeba było skonfigurować z dużą precyzją, ponieważ:
- maksymalny dostępny czas na wykonanie jednego testu szczelności rur wynosi 2 sekundy,
- prędkość linii produkcyjnej sięga 160 rur na minutę.
Rozwiązanie programowe obejmuje również sterowanie i ocenę procesu testu szczelności rur. Test wykonuje układ pneumatyczny, który doprowadza sprężone powietrze do każdej rury i monitoruje zmiany ciśnienia. Program zapewnia automatyczną klasyfikację wyników:
- Rury wadliwe (nieszczelne) są identyfikowane i automatycznie wyrzucane z maszyny,
- Rury bez wad są kierowane do dalszej obróbki na linii produkcyjnej.
Na poziomie operatora wdrożono interfejs HMI Lenze v430 , który umożliwia:
- ustawianie i regulację parametrów pracy maszyny,
- monitorowanie stanu testu szczelności w czasie rzeczywistym,
- wyświetlanie danych diagnostycznych, stanów pracy i komunikatów o usterkach.
Wizualizację opracowano w WebVisu; zapewnia ona operatorowi przejrzysty i intuicyjny interfejs do zarządzania całym procesem technologicznym bezpośrednio z pulpitu sterowniczego.