У сучасному конкурентному виробничому світі багато фабрик все ще покладаються на старі формувальні машини. Колись ці машини відігравали ключову роль, але тепер вони стикаються з такими проблемами, як низька ефективність, нестабільна якість продукції та високі витрати на обслуговування. Щоб замінити їх новими машинами, потрібні значні кошти, що є важким тягарем для більшості малих і середніх-підприємств. На щастя, є краще рішення: модернізація старих формувальних машин сучасними ПЛК Siemens. У цій статті буде досліджено, як цей проект модернізації стає-рентабельним шляхом модернізації заводів, а також поділиться практичними ідеями про те, як модернізувати старі формувальні машини за допомогою Siemens PLC.
Проблеми старих формовочних машин у сучасному виробництві
Старі машини для формування, такі як деякі традиційні машини для лиття під тиском і машини для формування зі спіральними лезами, поступово перестали відповідати потребам сучасного виробництва. Їх проблеми в основному відображаються в чотирьох аспектах:
Низька ефективність виробництва та висока залежність від робочої сили
Більшість старих формувальних машин покладаються на ручне керування для таких процесів, як зміна форми, подача матеріалу та прийом продукту. Це не тільки підвищує трудомісткість, а й призводить до частих виробничих пауз. Наприклад, ручна намотувальна машина може виробляти лише 50 квадратних метрів продукції на день, що далеко не відповідає потребам масового виробництва 500 квадратних метрів на день у промисловості будівельних матеріалів. Крім того, швидкість реагування старої системи релейного керування повільна, що призводить до довгих циклів формування та низького рівня використання обладнання (менше 60% у деяких майстернях).
Нестабільна якість продукції та високий рівень браку
Стара система керування не може точно контролювати ключові параметри виробництва, такі як температура, тиск і швидкість. Взявши як приклад машини для лиття під тиском, відхилення розміру продукту є великим при виготовленні точних пластикових деталей, а рівень браку залишається високим. Для машин для формування спіральних лез відхилення кроку лопатей, виготовлених традиційними сегментними машинами для формування, може досягати ±3 мм, що спричиняє блокування під час транспортування. Ці проблеми якості безпосередньо впливають на ринкову конкурентоспроможність продукції.
Високе енергоспоживання та витрати на обслуговування
Системи живлення старих формувальних машин зазвичай застарілі. Наприклад, деякі традиційні гідравлічні машини для лиття під тиском споживають на 30%-50% більше енергії, ніж нові енергозберігаючі моделі. У той же час багато компонентів старих машин є застарілими та їх важко придбати, що призводить до тривалих циклів обслуговування та високих витрат. Щорічна вартість заміни спіральних лопатей у гірничодобувній промисловості становить 35% вартості обслуговування обладнання, що є величезними витратами для підприємств.
Погана сумісність і масштабованість
З диверсифікацією ринкового попиту підприємствам необхідно постійно коригувати виробничі процеси та види продукції. Однак системи керування старих формувальних машин не можуть ефективно з’єднатися з новим обладнанням автоматизації чи системами управління виробництвом. Упроваджуючи нові прес-форми чи розширюючи виробничі лінії, підприємствам часто доводиться виконувати багато модифікацій, що потребує-часу та витрат.
Чому варто обрати Siemens PLC для модернізації старих формувальних машин?
Модернізація старих формувальних машин за допомогою ПЛК Siemens не тільки економніша, ніж покупка нових машин, але також може значно покращити продуктивність обладнання. Siemens PLC має багато переваг, які особливо підходять для модернізації формувальних машин, що робить його першим вибором для багатьох проектів модернізації підприємств.
Висока надійність і стабільна продуктивність
ПЛК Siemens відомий своєю високою надійністю в промислових умовах. Він може стабільно працювати в суворих умовах, таких як висока температура, вологість і електромагнітні перешкоди, що є вирішальним для безперервного виробництва на заводах. Наприклад, ПЛК Siemens S7-1515F, який використовується для модернізації сегментних маніпуляторів, має потужні можливості керування рухом і промислову надійність, що забезпечує мінімальний час простою. Ця стабільність може значно зменшити відсоток відмов старих формувальних машин після модернізації.
Точний контроль і покращена якість продукції
ПЛК Siemens може точно контролювати ключові виробничі параметри, такі як температура, тиск і швидкість формувальних машин. Завдяки підключенню до датчиків і приводів він може збирати-дані про виробництво в реальному часі та вчасно коригувати параметри. У проекті модернізації 5 старих машин для лиття під тиском на малій та середній-фабрикі пластикових виробів після використання Siemens S7-1200 PLC рівень кваліфікації продукту зріс на 15%, а точність розміру прецизійних пластикових деталей можна було контролювати в межах ±0,01 мм. Це повністю демонструє, що Siemens PLC може ефективно вирішити проблему нестабільної якості продукції старих машин.
Економічна-ефективність і зменшення інвестицій
Вартість модернізації старих формувальних машин за допомогою ПЛК Siemens становить лише незначну частину вартості придбання нових машин. Відповідно до галузевих даних, модернізація може заощадити 50%-70% вартості порівняно з придбанням нового обладнання. У той же час проект модернізації може повторно використовувати механічні частини старих машин, які все ще знаходяться в хорошому стані, уникаючи марної витрати ресурсів. Для підприємств з обмеженими коштами це дуже економічно ефективний шлях модернізації. Крім того, енергоспоживання модернізованих машин може бути зменшено приблизно на 20%, додатково заощаджуючи експлуатаційні витрати для підприємств.
Сильна сумісність і масштабованість
ПЛК Siemens має добру сумісність і може бути легко підключений до різних датчиків, виконавчих механізмів і інтерфейсів людини-машини (HMI). Він також підтримує кілька протоколів зв’язку, що робить його зручною для інтеграції з системою управління виробництвом підприємства для реалізації віддаленого моніторингу та керування даними. Наприклад, після модернізації за допомогою ПЛК Siemens формувальні машини можуть завантажувати виробничі дані в систему керування через OPC UA або Modbus, дозволяючи менеджерам отримувати інформацію про стан роботи обладнання в режимі-часу. Крім того, у міру того, як виробничі потреби підприємства змінюються, нові функції можна додавати, модифікувавши програму ПЛК, без необхідності масштабних-модифікацій апаратного забезпечення, яке має високу масштабованість.
Ключові етапи модернізації старих формовочних машин за допомогою ПЛК Siemens
Процес модернізації старих формувальних машин за допомогою Siemens PLC необхідно проводити впорядковано. Нижче наведено ключові кроки для забезпечення успіху проекту модернізації, який також є важливою частиною етапів модернізації ПЛК Siemens для формування обладнання.
Попереднє розслідування та розробка програми
По-перше, необхідно провести комплексне дослідження старої формувальної машини, включаючи розуміння механічної структури, оригінальної системи керування, виробничого процесу та існуючих проблем. На цій основі розробіть цільовий план модернізації, визначте модель ПЛК Siemens (наприклад, S7-1200 для малих і середніх-проектів, S7-1515F для великомасштабних проектів із високими вимогами до керування рухом) і виберіть допоміжне обладнання, таке як HMI, датчики та виконавчі механізми. Наприклад, якщо формувальній машині необхідно контролювати тиск і температуру, слід додати аналоговий модуль, такий як SM 1231 AI. План проектування також повинен враховувати майбутню масштабованість обладнання, щоб уникнути повторних модифікацій.
Встановлення обладнання та проводка
Після визначення плану приступайте до установки обладнання. Спочатку видаліть старі компоненти керування, які більше не використовуються, а потім встановіть ПЛК Siemens, HMI, датчики та інше нове обладнання. У процесі підключення необхідно суворо дотримуватися схеми підключення, щоб забезпечити правильність і міцність проводки, а також звернути увагу на ізоляцію сильної та слабкої електрики, щоб уникнути електромагнітних перешкод. Наприклад, при підключенні датчика тиску та температури до ПЛК використовуйте екрановані дроти, щоб зменшити перешкоди сигналу. Після завершення встановлення ще раз перевірте проводку, щоб переконатися у відсутності таких помилок, як коротке замикання або розрив.
Програмування та налагодження
Використовуйте програмне забезпечення Siemens TIA Portal для програмування ПЛК відповідно до вимог виробничого процесу формувальної машини. Програма повинна реалізовувати логіку керування кожною стадією виробництва формувальної машини, такою як закриття форми, ін’єкція, утримання тиску, охолодження, відкриття форми та викид продукту. Наприклад, програма може встановити умову закриття форми як "немає помилок + форма не закрита", а умову ін'єкції як "форма закрита + температура до стандарту". Після завершення програмування виконайте налагодження. Спочатку перевірте кожну дію окремо, щоб переконатися, що кожна частина працює нормально, а потім виконайте перевірку зв’язку всього процесу. Під час процесу налагодження використовуйте функцію онлайн-моніторингу TIA Portal, щоб перевіряти значення змінних у реальному-часі, знаходити та вчасно вирішувати проблеми. У той же час налаштуйте параметри відповідно до фактичної виробничої ситуації, щоб оптимізувати виробничий процес.
Введення в експлуатацію та навчання персоналу
Після завершення налагодження обладнання провести дослідну експлуатацію в реальних умовах виробництва. Під час дослідної експлуатації спостерігати за станом роботи обладнання, ефективністю виробництва та якістю продукції та вносити остаточні коригування параметрів. Крім того, необхідне навчання персоналу заводу, включаючи роботу з новою системою управління, налаштування параметрів і щоденне обслуговування. Лише тоді, коли персонал зможе вміло використовувати модернізоване обладнання, можна досягти максимального ефекту від проекту модернізації.
Аналіз витрат-рентабельності модернізації ПЛК Siemens
Для підприємств основною проблемою модернізації є співвідношення витрат-вигоди. Візьмемо як приклад малу та середню-фабрику з виробництва пластикових виробів, щоб проаналізувати вартість і переваги модернізації старих машин для лиття під тиском за допомогою ПЛК Siemens, що допоможе вам зрозуміти вартість модернізації ПЛК Siemens для формовочних машин.
Вартість модернізації
Вартість модернізації однієї старої машини для лиття під тиском за допомогою ПЛК Siemens в основному включає: ПЛК Siemens S7-1200 (приблизно 1500 доларів США), HMI (приблизно 800 доларів США), датчики та виконавчі механізми (приблизно 1200 доларів США), електропроводку та інші аксесуари (приблизно 500 доларів США) і вартість робочої сили (приблизно 1000 доларів США). Загальна вартість – близько 5000 доларів. Якщо завод модернізує 5 машин одночасно, загальна вартість становитиме близько 25 000 доларів США.
Переваги модернізації
1. Зменшена вартість робочої сили: після модернізації машина може реалізовувати 24-годинну безперервну роботу без ручного керування, зменшуючи 2 оператори на машину. У розрахунку на 3000 доларів на оператора на місяць, 5 машин можуть заощадити 36 000 доларів на рік на оплаті праці.
2. Підвищення ефективності виробництва: ефективність виробництва модернізованої машини збільшено на 50%. Спочатку кожна машина виробляла 10 000 продуктів на місяць, а після модернізації вона може виробляти 15 000 виробів. У розрахунку на прибуток 0,1 дол. США на продукт, 5 машин можуть збільшити річний прибуток на 30 000 дол.
3. Зменшена норма брухту та вартість сировини: норма браку зменшена на 30%, заощаджуючи близько 12 000 доларів США на сировину на рік для 5 машин.
4. Зменшені витрати на електроенергію: споживання енергії зменшено на 20%, заощаджуючи близько 6000 доларів на електроенергію на рік для 5 машин.
Загалом фабрика може окупити витрати на модернізацію приблизно за 8 місяців, а річний чистий прибуток може збільшитися приблизно на 60 000 доларів після цього. Це повністю показує, що модернізація старих формувальних машин за допомогою ПЛК Siemens має значні економічні вигоди.
Поширені проблеми та рішення під час модернізації
У процесі модернізації старих формувальних машин за допомогою ПЛК Siemens можуть виникнути деякі типові проблеми. Освоєння відповідних рішень може забезпечити плавний хід проекту модернізації.
Проблема 1: Неплавний рух машини
Причина: цикл сканування ПЛК занадто довгий або параметри пропорційного клапана налаштовані неправильно.
Рішення: оптимізація логіки програми, скорочення складних обчислень для скорочення циклу сканування; відрегулюйте значення посилення пропорційного клапана, щоб зробити рух більш плавним.
Проблема 2: Нестабільний тиск або температура
Причина: недостатня точність датчика або неправильне місце установки.
Рішення: замініть високо-точні датчики та переконайтеся, що датчики встановлено надійно та подалі від джерел перешкод.
Проблема 3: часті аварійні сигнали обладнання
Причина: поріг тривоги встановлено занадто чутливо.
Рішення: перевірте умови тривоги, розумно встановіть пороговий діапазон і уникайте помилкових тривог.
Проблема 4: Несумісність між новими та старими компонентами
Причина: новий ПЛК Siemens і допоміжне обладнання несумісні зі старими механічними компонентами.
Рішення: розробляючи план модернізації, повністю враховуйте сумісність нових і старих компонентів; якщо необхідно, використовуйте нестандартні перехідні пластини, щоб реалізувати з'єднання між новими та старими компонентами.
Висновок: Модернізація ПЛК Siemens є мудрим вибором для модернізації підприємства
В умовах посилення ринкової конкуренції підвищення ефективності виробництва та якості продукції є ключовим для розвитку виробничих підприємств. Модернізація старих формувальних машин сучасними ПЛК Siemens забезпечує-рентабельний шлях модернізації для підприємств. Це не тільки вирішує проблеми низької ефективності, нестабільної якості та високої вартості старих машин, але й допомагає підприємствам реалізувати цифрову трансформацію виробництва. Переваги ПЛК Siemens для модернізації старої прес-форми очевидні, включаючи покращену надійність, точне керування, економію коштів і сильну масштабованість.
Для підприємств, які все ще вагаються щодо заміни старих машин, модернізація ПЛК Siemens, безсумнівно, є більш раціональним вибором. Дотримуючись наукових кроків модернізації та своєчасно вирішуючи поширені проблеми, підприємства можуть швидко повернути інвестиції та отримати довгострокові-економічні вигоди. У майбутньому, з постійним розвитком технологій промислової автоматизації, Siemens PLC відіграватиме більш важливу роль у модернізації виробничих підприємств. Вибір Siemens PLC для модернізації означає вибір кращого майбутнього розвитку для підприємства, а також це конкретна практика модернізації старої машини для формування за допомогою Siemens PLC.
