復合涂布機組 - 西門子全集成自動化解決方案在汕頭遠東公司復合涂布機組的應用
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汕頭遠東公司簡介
本文介紹了西門子全集成自動化解決方案在汕頭遠東輕化裝備有限公司復合涂布機組的應用�？刂葡到y(tǒng)由西門子simatic s7-1200控制器、ktp1000人機界面及g120變頻器構(gòu)成，充分體現(xiàn)了成本低、性能穩(wěn)定、操作簡便的優(yōu)勢，并充分滿足了復合涂布機精度快速控制的要求。
前言
近年來我國的輕工業(yè)在國家政策的有力扶持下速發(fā)展，規(guī)模不斷擴大，已經(jīng)建立起了比較完整的工業(yè)體系，邁入輕工業(yè)生產(chǎn)大國行列。在全國各地紛紛建立了輕工商品的國際制造中心和采購中心，并已成為重要的國際貿(mào)易集散地和供應地。
但是對于我國的輕工裝備而言，技術(shù)整體水平不，能源、資源消耗過多等問題也日益凸顯。問題主要在于輕工業(yè)是以中小企業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主體的制造業(yè)群體，就輕工行業(yè)的整體情況看，企業(yè)發(fā)展水平參差不齊，企業(yè)自動化、信息化發(fā)展也不夠平衡，迫切需要用先進的自動化技術(shù)與信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)設(shè)備水平。
汕頭遠東公司簡介
輕工裝備制造業(yè)是汕頭市的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和出口重點行業(yè)之一。改革開放以來，汕頭市較早吸收、引進了國內(nèi)外先進設(shè)備和技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新，使輕工裝備制造業(yè)發(fā)展到了相當規(guī)模，形成了以包裝印刷、塑料機械和專用設(shè)備制造為主導、多業(yè)并舉的發(fā)展格局。
據(jù)董事長、總經(jīng)理熊鴻先生介紹，遠東公司是粵東地區(qū)較具規(guī)模的專業(yè)研發(fā)設(shè)計、制造大型成套塑料、包裝機械設(shè)備的企業(yè)。公司始建于1985年，經(jīng)過二十多年的努力拼搏和不斷發(fā)展，現(xiàn)已建成一座占地10萬平方米、固定資產(chǎn)兩億元、集科研、生產(chǎn)一體化的園林式新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地——遠東工業(yè)園，并擁有一支由近百位科研人員和三百多位技術(shù)工人組成的員工隊伍。公司是國家、省新技術(shù)企業(yè)、省裝備制造業(yè)典型企業(yè)、市裝備制造業(yè)重點企業(yè)，通過iso9001國際質(zhì)量標準認證。重點產(chǎn)品除復合涂布機組外還包括塑料擠出淋膜復合機組、三層共擠雙向拉伸（bopp、bopet）薄膜生產(chǎn)線成套設(shè)備、塑料扁絲拉絲機組等。
復合涂布機組工藝及對控制系統(tǒng)的需求
目前我國正在大力發(fā)展低碳經(jīng)濟，對香煙、食品、酒類等包裝材料提出了“綠色包裝”的要求并已形成不可阻擋的發(fā)展趨勢。包裝材料市場正處于平穩(wěn)過渡階段，鍍鋁卡紙與鋁箔復合卡、pet覆膜卡同時并存。ftb系列多功能復合涂布機組正是以其獨特的兼容性——多功能贏得廣大用戶的青睞。該機組既可以生產(chǎn)品質(zhì)的鍍鋁轉(zhuǎn)移卡、紙，也能生產(chǎn)市場上尚存的鋁箔復合卡、pet-光復膜卡，還能對鍍鋁紙的底層、面層直接涂布。目前，對鍍鋁轉(zhuǎn)移卡、紙的生產(chǎn)，國內(nèi)流行兩種不同的工藝：前上色工藝和后上色2藝，該機組都適用。運用前上色法生產(chǎn)，國內(nèi)外曾采用膜面向下、紙面向上的工藝路線，在烘干100g／m2以下的薄紙時，會因受熱過、過快而發(fā)生魚鱗狀凹凸變形，但采用ftb系列多功能復合涂布機組的工藝路線可以避免該缺陷的發(fā)生。
復合涂布機組由基材放送機架、背涂涂布頭、冷卻牽引部、上膠濕式復合部、輔放送機、涂布頭機構(gòu)、組合式烘道、第二冷卻牽引部、紙卷取機等部分構(gòu)成，需要由控制系統(tǒng)完成對整機放卷、除濕、上膠、復合、上色、干燥、回濕定型、冷卻、收卷等的速度和多段張力實現(xiàn)動態(tài)同步自動控制及在線檢測。
ftb系列多功能復合涂布機組工藝流程圖
針對復合涂布機組控制系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備特點，遠東公司電氣部經(jīng)理陳偉龍先生指出，包括plc、變頻器、人機界面等產(chǎn)品在內(nèi)的自動控制系統(tǒng)必須滿足以下要求：
系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠性；
復合涂布機組對于連續(xù)生產(chǎn)有較要求，一旦因故障停機將導致巨額損失，因此必須選用符合國際標準的控制系統(tǒng)。
保證整機控制精度；
復合涂布機組的張力控制精度、烘道控溫精度、涂布精度和收卷精度等是衡量整機性能的關(guān)鍵指標，對相應的控制產(chǎn)品提出了很的要求。
滿足速生產(chǎn)需求。
為提升包裝材料的生產(chǎn)效率，上先進的復合涂布機組的生產(chǎn)速度不斷提，能否實現(xiàn)速生產(chǎn)將是對控制系統(tǒng)的大考驗。
2009年8月，通過與西門子公司反復溝通論證，遠東公司終選擇了西門子全集成自動化解決方案。對于此次合作，遠東公司熊總給予了很期望，“我們在多年以前就已和西門子公司有過成功的合作經(jīng)驗，包括分切機、吹膜機等在內(nèi)的多種機組已從西門子公司提供的解決方案充分受益，”熊總確信，“此次合作，我們看重的是西門子公司一貫秉承的認真務實的工作作風和過硬的產(chǎn)品質(zhì)量及完善的服務保障體系，西門子是我們的佳選擇！”
控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
可編程控制器（plc）選用1臺西門子公司專為制造行業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新型模塊化控制器simatic s7-1200 。該控制器具有模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊、功能全面等特點，適用于多種應用，能夠保障現(xiàn)有投資的長期安全。同時該控制器具有可擴展的靈活設(shè)計，符合工業(yè)通訊標準的profinet通訊接口，以及全面的集成工藝功能等特點。plc作為控制系統(tǒng)的核心，用來連接現(xiàn)場操作按鈕、接近開關(guān)和張力傳感器等信號，通過 profinet網(wǎng)絡連接人機界面及串行通訊方式與變頻器進行數(shù)據(jù)交換。
矢量電機驅(qū)動控制選用9臺西門子sinamics g120變頻器，g120是西門子新推出的變頻器產(chǎn)品，其優(yōu)點為：模塊化設(shè)計，備件簡單方便，使用更加靈活；能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，降低了用戶的使用成本，更加節(jié)能；散熱方式改進，延長了使用壽命，在惡劣環(huán)境下使用更加可靠。
每套機組配備一臺具有profinet接口的simatic hmi 產(chǎn)品—ktp1000主要用于基本的操作員控制和監(jiān)視任務。除了觸摸屏操作以外，ktp1000 還具有 8 個可組態(tài)的、具有觸摸反饋功能的按鈕，提升了應用性能和操作的簡便性。
卓越的性能帶來顯著效益和良好口碑
在遠東公司全面采用了西門子提供的控制系統(tǒng)解決方案以后，整條生產(chǎn)線各分部之間的速度同步、張力控制都收到了的控制效果，使機組的涂布速度達180米 /分，調(diào)速精度達萬分之一；同時可靠的閉環(huán)控制保證了穩(wěn)定的收、放卷張力和涂布均勻；烘道熱風均勻地達到±2．5℃的準確度，既保證烘干質(zhì)量又提了生產(chǎn)速度，節(jié)能省電，整機控制系統(tǒng)的可靠運行保障了制品的質(zhì)量、檔次。
東莞某激光全息產(chǎn)品制造廠經(jīng)過半年多時間的生產(chǎn)應用，認為ftb型電腦自動多功能復合涂布機組是生產(chǎn)鐳射膜的理想設(shè)備。通過生產(chǎn)過程的實際應用來看，由于控制系統(tǒng)的運行穩(wěn)定、精度，使設(shè)備涂布均勻、涂布量恒定并達到收卷平整的效果。制品完全達到煙標印刷領(lǐng)域端產(chǎn)品的標準。
汕頭市某彩印公司從遠東公司購進ftb型多功能復合涂布機組后，主要用于鍍鋁轉(zhuǎn)移金銀卡的生產(chǎn)。投產(chǎn)近三個月以來，機組各項技術(shù)指標均能達到公司生產(chǎn)工藝的要求，優(yōu)勢表現(xiàn)在上膠均勻，涂膠量調(diào)節(jié)方便，貼合牢固平整，網(wǎng)紋上色均勻，各段張力控制穩(wěn)定、精度。烘道加溫控制，熱風均勻，干燥效率。同時由于該機應用了西門子全集成解決方案，使得機電一體化程度，操作十分方便、生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、不彎曲變形、上色均勻、光亮度、收卷整齊，成品率達 95%以上。
步步為營 贏在未來
在經(jīng)歷了與西門子多次愉快合作之后，遠東公司熊總對西門子產(chǎn)品、服務意識和技術(shù)能力都表示了肯定。熊總認為：“雖然我們現(xiàn)在的產(chǎn)品在整體上與國外先進水平還存在著一定的差距，但這種差距更多的是體現(xiàn)在機組的基礎(chǔ)材料、裝配精度等方面，有了西門子的保駕護航，我們的設(shè)備已經(jīng)達到國際的數(shù)字化控制水準，將一步一個腳印地穩(wěn)步提升產(chǎn)品質(zhì)量，先保證質(zhì)量，再追求數(shù)量，同時也希望西門子可以針對我國工業(yè)現(xiàn)場的特點，繼續(xù)提系統(tǒng)的抗干擾性能，讓更多的用戶從中受益。”
“踏踏實實做事，實實在在做人”是熊總個人一直以來信奉的原則，也是遠東公司自始至終都在追求的企業(yè)文化。遠東公司和西門子的合作還將繼續(xù)深入下去，“質(zhì)量的產(chǎn)品、良好的服務和不斷開拓創(chuàng)新”的企業(yè)精神也將繼續(xù)引領(lǐng)遠東公司滿懷信心地走向國際，開創(chuàng)未來。
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