Намотувальний пристрій JUMBO
Намотувальний пристрій JUMBO
Намотувальний пристрій призначений для ефективного намотування гумового покрівельного матеріалу, що використовується для покриття дахів будівель. Він складається з двох окремих намотувальних вузлів, з яких у кожен момент працює лише один. Другий вузол готовий до негайного використання під час заміни рулону, що усуває простої та дозволяє безперервно продовжувати виробництво. Завдяки цьому рішенню машину перед намотувачем не потрібно зупиняти, що оптимізує безперервність виробництва.
Між намотувачем і машиною встановлено накопичувач матеріалу, який під час заміни рулону накопичує необхідний обсяг матеріалу. Цей накопичувач запобігає простоям і забезпечує плавний перехід між намотувальними вузлами.
Протягування матеріалу здійснюється тяговим валом, розташованим над намотувачами. Швидкість протягування має бути синхронізована як зі швидкістю виробничої лінії, так і зі швидкістю намотувальних вузлів, щоб забезпечити оптимальний натяг матеріалу. Цей натяг є вирішальним для правильного та рівномірного намотування матеріалу на рулон і високої якості намотаного продукту.
ВИМОГИ ЗАМОВНИКА
- Повна реконструкція розподільчої шафи (проводка, перетворювачі, захисні елементи, блоки живлення, безпека, сама шафа, ПЛК, входи/виходи)
- Перепроєктування пульта керування (дисплей HMI, кнопки керування, новий корпус)
- Заміна двигунів
- Заміна блока безпеки (PILZ)
- Повне перепрограмування намотувального пристрою
- Оптимізація процесу намотування, підвищення ефективності заміни рулонів і усунення зморщування матеріалу
Підготовка
Визначення та закупівля всіх необхідних компонентів
Виготовлення
Виготовлення розподільчої шафи, кабельні з’єднання...
Тестування
Тестування датчиків, введення в експлуатацію двигунів, ПЛК, перетворювачів
Програмування
Остаточне програмування, запуск машини
БЛОК-СХЕМА
ШАФА КЕРУВАННЯ
Під час заміни розподільчої шафи виконано повну модернізацію електроустановки. Замінено всю проводку в розподільчій шафі, включно з усіма захисними та комутаційними пристроями. Оригінальну систему керування замінено новим ПЛК Lenze c520, який завдяки новим модулям вводу-виводу забезпечує сучасне та ефективне керування системою.
У розподільчій шафі також встановлено чотири нові перетворювачі частоти Lenze i950 для точного керування двигунами. Через характер рухів із великою інерцією до кожного двигуна додано гальмівні резистори, які ефективно поглинають енергію, що генерується під час гальмування. Ця система гальмівних резисторів допомагає безпечно та контрольовано зупиняти обладнання без пошкодження двигунів чи інших компонентів.
Зв’язок між окремими компонентами системи здійснюється за протоколом EtherCAT, що забезпечує високошвидкісну та детерміновану передачу даних з мінімальною затримкою. Цей протокол оптимізовано для промислових застосувань, де точний і надійний обмін інформацією в реальному часі між блоками керування та приводами є критичним.
Усі ключові елементи керування, включно з ПЛК і перетворювачами частоти, від одного виробника, що забезпечує максимальну сумісність між пристроями. Це мінімізує потребу в складній інтеграції різних протоколів чи інтерфейсів, спрощуючи конфігурацію системи та подальше обслуговування. Діагностика та усунення несправностей завдяки цьому ефективніші, оскільки система надає єдиний інтерфейс для моніторингу та керування всіма елементами, що веде до вищої надійності та простішого управління експлуатацією.
Рисунок 1. Шафа керування до реконфігурації Рисунок 2. Шафа керування після реконфігурації
ПУЛЬТ КЕРУВАННЯ
Як і розподільчу шафу, старий корпус керування замінено новим. Оригінальне керування фізичними кнопками замінено керуванням через дисплей HMI Lenze v450, що значно спростило не лише експлуатацію, а й проводку пульта керування. Такий тип дисплея дозволяє користувачам візуально контролювати різні функції машини та взаємодіяти з ними через сенсорний інтерфейс, усуваючи потребу в багатьох фізичних кнопках. Зв’язок між дисплеєм і ПЛК здійснюється через мережу LAN, а живлення дисплея також подається через інжектор PoE.
Разом із новою панеллю HMI створено нову візуалізацію — просту, зрозумілу, що забезпечує безперебійне керування та моніторинг машини.
Рисунок 3. Старий пульт керування Рисунок 4. Новий пульт керування
ЗАМІНА ДВИГУНІВ І БЛОКА БЕЗПЕКИ
У рамках модернізації машини замінено головні намотувальні двигуни та двигун тягового вала. Заміна включала повний демонтаж старих двигунів, встановлення нових та їх інтеграцію в систему. Процес заміни двигунів вимагав точної координації не лише через фізичне розташування двигунів, а й через їх електричне підключення та інтеграцію в систему керування. Нові двигуни мають вищий ККД, краще регулювання потужності та нижче енергоспоживання, що сприяє загальній модернізації та оптимізації роботи машини.
Старий блок безпеки Pilz замінено новим, компактнішим блоком, що підтримує зв’язок із системою керування.
ПРОГРАМУВАННЯ
Метою програмування була оптимізація всього процесу намотування. Потрібно було забезпечити узгоджену синхронізацію тягових зусиль між тяговим валом і намотувальними вузлами, щоб запобігти надмірному натягу або провисанню матеріалу. Тягове зусилля вала регулювалося за допомогою тензодатчика, встановленого на вході намотувача, який забезпечував зворотний зв’язок для регулювання зусилля.
Натяг і швидкість намотувачів динамічно керувалися спеціалізованими модулями FAST від Lenze.Дізнатися більшеЦі модулі дозволили автоматично зменшувати натяг зі зростанням діаметра намотуваного матеріалу, забезпечуючи оптимальну роботу машини. Обчислення поточного діаметра намотування також виконували ці модулі FAST, призначені для точного керування процесами намотування. Ці модулі є передовим рішенням для складних завдань керування в реальному часі, забезпечуючи високу ефективність і надійність усієї системи.
Після перепрограмування машини та усунення механічних недоліків, виявлених під час реконструкції та тестування, увесь процес намотування та заміни рулонів став ефективнішим. Крім того, усунено зморщування матеріалу, яке було головною проблемою замовника.