改性塑料生產(chǎn)線手工操作實(shí)踐

改性塑料生產(chǎn)線手工操作實(shí)踐

改革塑料是指由不同類型的樹(shù)脂和添加劑組成的原材料，根據(jù)一定比例混合均勻，然后進(jìn)入擠出機(jī)，加熱、分散切割和形成塑料薄膜。改性塑料作為一種性能優(yōu)越的高分子材料,被廣泛的應(yīng)用于家電、交通工具、建筑材料、軍工裝備等領(lǐng)域,是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的科技領(lǐng)域之一。然而目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)改性塑料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線在原材料稱重配料環(huán)節(jié),仍然采用傳統(tǒng)的手工稱重配料的方式。純手工操作給企業(yè)帶來(lái)了如工人勞動(dòng)強(qiáng)度高、產(chǎn)品品質(zhì)波動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染、生產(chǎn)過(guò)程無(wú)追溯等一系列問(wèn)題。隨著下游公司對(duì)材料品質(zhì)要求越來(lái)越高和人工成本的不斷增加,已經(jīng)無(wú)法滿足競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)發(fā)展需要。文章系統(tǒng)性的介紹了面對(duì)改性PVC生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的全自動(dòng)配料系統(tǒng)方案,解決了改性塑料生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)配料問(wèn)題。且該系統(tǒng)在實(shí)際使用驗(yàn)證中分料精度高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。1全自動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)改性PVC產(chǎn)品的原材料大多數(shù)是由PVC粉、碳酸鈣、穩(wěn)定劑以及油類添加劑組成。改性PVC的生產(chǎn)過(guò)程是將2~3種PVC粉、碳酸鈣、穩(wěn)定劑按一定比例加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合,原料在高速混合過(guò)程中溫度不斷升高。在升高至100℃時(shí)加入油類添加劑混合均勻,最后進(jìn)行擠出機(jī)造粒(如圖1)。由于生產(chǎn)不同牌號(hào)的PVC產(chǎn)品原材料種類不同,文章設(shè)計(jì)的全自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為:(1)實(shí)現(xiàn)6種PVC粉、1種碳酸鈣、穩(wěn)定劑、8種油類添加劑的全自動(dòng)計(jì)量及自動(dòng)加入混合機(jī)。(2)該系統(tǒng)能夠滿足6條單線產(chǎn)能為1t/h生產(chǎn)線的自動(dòng)配料任務(wù)。根據(jù)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo),擬定出全自動(dòng)配料系統(tǒng)的總架構(gòu)(如圖2)。(1)PVC粉和碳酸鈣共計(jì)7種噸袋包裝原材料,經(jīng)人工投料站加入集中儲(chǔ)料倉(cāng)中。原料通過(guò)負(fù)壓輸送管網(wǎng),將物料輸送至各個(gè)機(jī)臺(tái)的自動(dòng)分料機(jī)。自動(dòng)分料機(jī)根據(jù)配方比例自動(dòng)將物料加入高速混合機(jī)。(2)油罐車將8種油類添加劑注入室外8個(gè)集中儲(chǔ)油罐,儲(chǔ)料罐將油泵至在廠房樓頂設(shè)置緩存罐。緩存罐通過(guò)重力補(bǔ)油的方式加入增重式油稱,通過(guò)增重式油稱實(shí)現(xiàn)油類添加劑的自動(dòng)添加。(3)穩(wěn)定劑的批次添加重量在2~5kg左右,通過(guò)人工分料站分稱并包裝噴印條形碼。在機(jī)臺(tái)進(jìn)行條碼掃描確認(rèn)后,通過(guò)自動(dòng)加料機(jī)自動(dòng)將穩(wěn)定劑加入高混機(jī)。2物料輸送系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo),集中供料系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)6種PVC粉和碳酸鈣按配方比例自動(dòng)加入高混機(jī)。該系統(tǒng)需要滿足6條產(chǎn)能1t/h的生產(chǎn)線原料自動(dòng)配料。由于生產(chǎn)訂單多種多樣,配方物料比例變化較大,所以單一物料的輸送配料量目標(biāo)設(shè)計(jì)為6t/h。設(shè)置采用7個(gè)容積為6000L不銹鋼銅集中儲(chǔ)料倉(cāng),噸袋原料投入人工投料站后,采用連續(xù)負(fù)壓輸送的方式加入集中儲(chǔ)罐中(如圖3)。在圖中起重能力1t的行吊(1)用于將噸袋包裝的物料提升至人工投料站(2)上方。人工投料站設(shè)置有小包裝物料投料口,用于小包裝物料的投料。由于所投物料均為粉體,在投料站后方配置過(guò)濾精度為1um的過(guò)濾器連接中央除塵系統(tǒng),防止在投料過(guò)程中粉塵飄揚(yáng)。投料站中的物料通過(guò)管道(3)輸送至氣料分離器(5)中,連續(xù)排料旋轉(zhuǎn)閥門(7)在輸送過(guò)程中連續(xù)不斷的將氣料分離器中物料加入集中儲(chǔ)料倉(cāng)(8)中。采用高真空式氣力輸送進(jìn)行物料輸送,系統(tǒng)真空度為-50Kpa。首先確定物料與空氣的混合比μ=GS/GO式中GS輸送物料的質(zhì)量流量kg/h,GO氣體質(zhì)量流量kg/h。在高真空輸送系統(tǒng)中μ經(jīng)驗(yàn)值為8~20,取10為混合比參數(shù),得出物料通過(guò)車間負(fù)壓輸送管道,將集中料倉(cāng)中的物料輸送至各個(gè)機(jī)臺(tái)的自動(dòng)分料機(jī)(如圖4)。自動(dòng)分料機(jī)主要是由負(fù)壓吸料罐(14)、自動(dòng)分料稱⑿和增重式稱重倉(cāng)(10)組成。根據(jù)上述方法集中儲(chǔ)罐和自動(dòng)分料機(jī)間的物料輸送管道選用DN65不銹鋼管,羅茨風(fēng)機(jī)(15)的參數(shù)為:功率5.5kw;流量5m3增重式油稱的工藝流程油類添加劑通過(guò)油罐車直接將油泵至室外的油罐中,根據(jù)物料到貨周期及工廠每日消耗油量來(lái)設(shè)計(jì)出室外儲(chǔ)罐大小。該系統(tǒng)設(shè)置了8個(gè)室外集中油罐4個(gè)70m在車間鋪設(shè)8條DN32輸油管道,將8種油類添加劑引至6條生產(chǎn)線的增重式油稱(如圖6)。根據(jù)用油量大小及化學(xué)性質(zhì),8種油類添加劑通過(guò)2臺(tái)120L油稱和1臺(tái)20L油稱計(jì)量加入高混機(jī)。采用增重式稱重方式每次稱中的油都將排空,不同油類產(chǎn)品切換計(jì)量時(shí)油稱無(wú)需清理。油通過(guò)氣動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥加入稱斗中,補(bǔ)油過(guò)程分為三個(gè)階段:(1)在開(kāi)始計(jì)量時(shí)比例閥打開(kāi)100%,實(shí)現(xiàn)快速加入。(2)在接近目標(biāo)值時(shí)比例閥開(kāi)度為20%,此時(shí)進(jìn)入慢喂料。(3)當(dāng)油重量達(dá)到提前關(guān)閉值時(shí),關(guān)閉氣動(dòng)比例閥。配好的油類添加劑將根據(jù)配方工藝要求,打開(kāi)氣動(dòng)閥門和油泵將油稱中的油泵入高混機(jī)中。4穩(wěn)定劑分稱投料及投料方式在PVC原料配方中需要加入穩(wěn)定劑與PVC粉、碳酸鈣一起加入高混機(jī)中進(jìn)行混合。穩(wěn)定劑在單鍋混料中用量在2~5kg左右。由于穩(wěn)定劑在配方中比例較小,所以采用離線配料方式,在人工配料站將穩(wěn)定劑按配方重量分稱。將分好的穩(wěn)定劑采用pp薄膜袋包裝好后,在包裝袋表面進(jìn)行條形碼噴印。條形碼信息主要包含該穩(wěn)定劑重量、所屬機(jī)臺(tái)號(hào)、所屬訂單編號(hào)。將包裝好的穩(wěn)定劑送至各個(gè)生產(chǎn)線,工人采用手持掃描槍對(duì)穩(wěn)定劑包裝袋表面條形碼掃描后,裝載入自動(dòng)加料機(jī)(如圖7)進(jìn)行自動(dòng)投料。自動(dòng)投料機(jī)主體為一條步進(jìn)控制輸送帶,每個(gè)批次配料時(shí)步進(jìn)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)一格,穩(wěn)定劑通過(guò)投料口自動(dòng)加入高混機(jī)中。同時(shí)穩(wěn)定劑用量信息自動(dòng)錄入控制系統(tǒng)。5系統(tǒng)啟動(dòng),系統(tǒng)確認(rèn)配方工藝控制系統(tǒng)架構(gòu)由上位工控機(jī)MES系統(tǒng)、PLC現(xiàn)場(chǎng)控制、觸摸屏人機(jī)交互界面組成。MES系統(tǒng)負(fù)責(zé)信息統(tǒng)計(jì)及更新,系統(tǒng)將配方工藝按訂單號(hào)下發(fā)至生產(chǎn)機(jī)臺(tái)的控制PLC,工人通過(guò)人機(jī)交互界面進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)確認(rèn)及配方工藝確認(rèn),經(jīng)過(guò)確認(rèn)后系統(tǒng)啟動(dòng)自動(dòng)配料流程。根據(jù)配方工藝數(shù)據(jù),將PVC粉、碳酸鈣、油類添加劑及穩(wěn)定劑按比例加入高混機(jī)中進(jìn)行混合。同時(shí)將物料的耗用信息寫(xiě)入MES系統(tǒng)留下記錄,生產(chǎn)完成后可自動(dòng)計(jì)算出物料總耗用量。6機(jī)器自動(dòng)配方的改善了車間環(huán)境,降低了工人強(qiáng)度該全自動(dòng)自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了改性PV