西門子SMART解決方案在紙托生產(chǎn)中的應(yīng)用

    當(dāng)前國內(nèi)的紙托生產(chǎn)廠家以中小企業(yè)為主，自動(dòng)化程度很低，大多數(shù)生產(chǎn)廠家除了成型機(jī)方面會(huì)用到PLC，觸摸屏，以及烘干線用到變頻器，其余都為常規(guī)控制電路。并且制漿，成型，烘干，整形四個(gè)工藝流程都是獨(dú)立進(jìn)行，生產(chǎn)工藝銜接只能靠現(xiàn)場(chǎng)管理人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作。通常會(huì)出現(xiàn)以下問題：原料的供給過快或供給不上。成型速度過快，烘干線不能及時(shí)烘干，造成濕產(chǎn)品積壓。烘干速度過剩，浪費(fèi)能源（木材，煤炭，天然氣）。熱壓整形速度跟不上等問題。鑒于這種些問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單優(yōu)化，并且經(jīng)濟(jì)的聯(lián)網(wǎng)解決方案非常必要，西門子經(jīng)濟(jì)型控制方案的設(shè)計(jì)，不僅給客戶節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。還大大減少了人工支出費(fèi)用。

紙托生產(chǎn)工藝：

傳統(tǒng)的紙托生產(chǎn)工藝分為紙漿制造，機(jī)器成型，產(chǎn)品烘干和熱壓整形四個(gè)過程。紙漿制造是指把原料，例如廢報(bào)紙、長(zhǎng)纖維紙板等投入碎漿機(jī)混入水制成紙漿，并把紙漿放入供漿池。機(jī)器成型是指把紙漿供入成型機(jī)的漿桶，通過真空把紙漿吸入成型機(jī)里面的模具，從而生產(chǎn)出一定形狀的濕狀紙托。烘干是指把濕的紙托進(jìn)行室外晾干或者送入烘干線把紙托烘干。熱壓整形是指把干的紙托（通常由于熱脹冷縮問題，烘干的紙托會(huì)起皺變形，不能直接用于包裝產(chǎn)品）放入裝有紙托形狀模具的熱壓機(jī)，通過熱壓重塑產(chǎn)品形狀，并且使產(chǎn)品壓縮更加結(jié)實(shí)。

控制系統(tǒng)選型:

控制系統(tǒng)主要有三部分組成：控制器，觸摸屏及變頻器，在某設(shè)備自控系統(tǒng)的選型中，采用了西門子的小型自動(dòng)化解決方案：S7-200 SMART，SMART LINE和V20變頻器，主要基于以下因素：

八面轉(zhuǎn)鼓式蛋托成型機(jī)是一種典型的紙托生產(chǎn)設(shè)備機(jī)型，從工藝上由配漿系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)和整形系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)的具體構(gòu)成如下：

配漿系統(tǒng)：
22kw碎漿機(jī)兩臺(tái)，5.5kw供漿泵6臺(tái)，4kw供水泵兩臺(tái)；

成型系統(tǒng)
：六臺(tái)半自動(dòng)往復(fù)送料成型機(jī)，該成型機(jī)由氣缸推動(dòng)，配備S7-200 SMART PLC和SMART LINE觸摸屏；

烘干系統(tǒng)
：采用天然氣為能源的55米烘干線。該設(shè)備由兩臺(tái)燃?xì)馐饺紵龣C(jī)，2臺(tái)4kw抽濕風(fēng)機(jī)，6臺(tái)5.5kw循環(huán)風(fēng)機(jī)，和7.5kw帶變頻驅(qū)動(dòng)的鏈輪電機(jī)組成；

整形系統(tǒng)：
由八臺(tái)5噸氣液熱壓機(jī)組成。

西門子方案應(yīng)用

配漿系統(tǒng)電箱主要控制部件
配漿系統(tǒng)介紹：22kw碎漿機(jī)半個(gè)小時(shí)可以生產(chǎn)紙漿55kg。漿池分為濃漿池，配漿池，和供漿池。三個(gè)漿池容積都為12m3。

整套方案可以做到以下動(dòng)作：自動(dòng)提示加入制漿原材料，然后自動(dòng)混加水，然后在設(shè)定好的時(shí)間內(nèi)把原料碎成紙漿。自動(dòng)把紙漿排放到相應(yīng)的池子，并混水調(diào)節(jié)到需要的濃度。

烘干系統(tǒng)主要控制部件
該控制系統(tǒng)可以清楚的顯示烘干線的工作狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)PLC的智能曲線控制，使溫度和鏈輪運(yùn)行速度，循環(huán)風(fēng)機(jī)速度相應(yīng)匹配，自動(dòng)調(diào)節(jié)。另外加入了計(jì)數(shù)裝置，可以計(jì)算烘干產(chǎn)品的數(shù)量。通過設(shè)定參數(shù)，還可以知道烘干的產(chǎn)品總重量。

 

中心控制電箱主要部件
如圖所示，通過傳統(tǒng)的網(wǎng)線，把九個(gè)PLC同時(shí)連入交換機(jī)，中心工作臺(tái)上面的10寸觸摸屏作為監(jiān)控和設(shè)置主機(jī)。

整套方案簡(jiǎn)潔明了，投入成本低，自動(dòng)化，智能化得到大大的提升。

中心控制臺(tái)的作用是監(jiān)視整個(gè)工廠的生產(chǎn)狀況，同時(shí)協(xié)調(diào)四個(gè)工藝的進(jìn)行?？刂粕希ㄟ^對(duì)PLC進(jìn)行編程，可以對(duì)個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加減乘除運(yùn)算，例如制漿系統(tǒng)里的原材料消耗，紙漿消耗，濃度換算，成型系統(tǒng)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，消耗紙漿重量統(tǒng)計(jì)等等。

總結(jié)

   國內(nèi)中小型生產(chǎn)廠家的自動(dòng)化改造對(duì)提高中國現(xiàn)行工業(yè)產(chǎn)能具有非常重要的意義。西門子SMART系列小型自動(dòng)化解決方案的推出，就助推了這一方向的發(fā)展?，F(xiàn)行的這套改革方案，通過了廠家的驗(yàn)收，對(duì)比同一類型的普通廠家，該方案大大提高了廠家的生產(chǎn)能力，同時(shí)，使整個(gè)生產(chǎn)安排更加簡(jiǎn)單有效的運(yùn)行。我相信，隨著西門子公司的中國本地化發(fā)展，更多靈活，經(jīng)濟(jì)，多元化的控制方案將出現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域，為中國的工業(yè)發(fā)展起到越來越重要的作用。