Современная экструзионная головка сделана в виде телескопически вставленных друг в друга распределительных стаканов со спиральной нарезкой. Это точные и дорогие изделия, масса которых составляет всего 10% от массы заготовки, изготавливаемых из легированной стали по специальному заказу. Другие части телескопических головок также обходятся в изготовлении недешево. По этой причине стоимость таких головок очень высока. Однако есть более простые конструкции головок - стековые. Изготовлены они из стальных дисков, на поверхности которых имеются каналы для распределения расплавленного полимера. В отличие от телескопических головок, соединение слоев расплава происходит в такой головке не одновременно, а последовательно, что приводит к заметному снижению качества пленки. Частично снижение качества можно компенсировать за счет установкой системы автоматического управления толщиной пленки. По этой причине ведущие производители подобные головки применяют только в тех случаях, где к разбросу толщины пленки не предъявляется особых требований. Поставщики оборудования не всегда выделяют стоимость соэкструзионных головок в цене оборудования. Это дает возможность использовать более дешевые решения для повышения привлекательности оборудования в глазах неспециалистов. Такие поставщики делают акцент на некоторых второстепенных преимуществах подобных головок, таких, например, как упрощенная разборка и чистка головки. Перейдем к анализу преимуществ и недостатков системы управления. С одной стороны, прогресс в этой области приводит к быстрому снижению стоимости и повышению функциональности основных комплектующих. С другой стороны, стоимость современных систем управления достигает сотен тысяч евро и составляет, как и прежде, значительную долю стоимости оборудования. Система управления реализует следующие основные функции:
Управление электродвигателями прессов.
Управление скоростью устройств, обеспечивающих движение и намотку готовой продукции - пленки.
Управление нагревом и охлаждением экструзионного модуля.
Блокировка опасных режимов работы оборудования.
Визуализация параметров технологического процесса. Есть и дополнительные функции, которые при необходимости могут быть реализованы как в виде отдельных систем, так в составе единой системы управления:
Управление исполнительными механизмами линии (смыкание валов, регулировка корзины, складывающих щек и фальцев и т.п.).
Управление исполнительными механизмами отбора и переработки кромки.
Программное управление исполнительными механизмами смены рулонов пленки.
Управление прижимом и натяжением пленки.
Управление системой внешнего и внутреннего воздушного охлаждения пленочного рукава.
Управление подачей полимерного сырья.
Управление толщиной пленки.
Документирование параметров процесса и результатов работы.
Воспроизведение режимов работы.
Обучение персонала. Для реализации основных функций в прошлом использовались простые электрические и термомеханические устройства. В более поздний период, вплоть до середины 90-х годов, наибольшее распространение имели системы тепловой автоматики на основе термореле, реализующих простые законы регулирования. Однако сегодня все большее распространение получают системы на основе промышленных компьютеров и контроллеров. Это позволяет применять сложные и эффективные алгоритмы управления, синхронизовать работу всех элементов линии, быстрее выходить на режим и менять параметры процесса. При этом снижаются технологические отходы, увеличивается качество и выход готовой продукции, уменьшается отрицательное влияние человеческого фактора. Снижаются трудозатраты, повышается качество и удобство работы обслуживающего персонала. Современные алгоритмы управления оборудованием достаточно сложны. Процесс разработки соответствующего программного обеспечения занимает годы труда. При этом, естественно, не все системы управления получаются одинаково надежными, функциональными и удобными в пользовании. Большое значение приобретает возможность совершенствовать систему управления, вносить изменения в связи с установкой новых датчиков, исполнительных устройств, появлением новых полимерных материалов, видов продукции и т.п.
В состав системы управления входит ряд элементов, в первую очередь электропривод экструзионных прессов и ряда других механизмов. Поскольку обороты этих устройств необходимо регулировать, первоначально для этих целей использовались двигатели постоянного тока. Поскольку приводы на основе двигателей постоянного тока были несовершенны, в частности, инерционны, то для исключения поломок шнека они комплектовались ременным приводом. Ременный привод имеет невысокий кпд, что повышало расход электроэнергии. К тому же ременный привод имеет невысокий ресурс.
С появлением частотных преобразователей (векторного управления) широкое распространение получило применение более компактных, технологичных и экономичных асинхронных двигателей. Для повышения точности соблюдения оборотов подобные двигатели могут комплектоваться энкодерами. В последнее время некоторые производители проводят эксперименты с установкой синхронных (до 1000 Н*м) электродвигателей. Установка таких двигателей экономит до 10% электроэнергии за счет отказа от редукторов. Дальнейшее распространение синхронного привода сдерживается высокой ценой, значительно увеличивающей сроки окупаемости оборудования. Так, к примеру, по заявлению представителя одной из европейских фирм, установка синхронного привода увеличивает стоимость линии для производства трехслойной пленки на 75 тыс. евро, что, по нашим расчетам, окупается при существующей цене на электроэнергию в Росси, за 7-8 лет.
В последние годы, в связи с широким применением цифровой техники, получили распространение и другие современные элементы оборудования, которые позволили повысить функциональность систем управления. Это, в частности, прецизионные тензодатчики, заменившие качающиеся потенциометрические и сельсин-датчики на маятниковых подвесах. На современных линиях представлены также ультразвуковые датчики положения, оптические датчики и счетчики, датчики давления расплава полимера, пневмоавтоматика, жидкокристаллические экраны и т.д.
|
