Hệ thống điều khiển tiên tiến và tính năng hiệu suất trong máy đúc hơi hiện đại

Vai trò của Tự động hóa và Hệ thống Điều khiển

Máy ép thổi hiện đại đã phát triển thành các hệ thống tự động hóa cao, tích hợp Bộ điều khiển logic khả trình (PLC), giao diện người-máy (HMI) và các hệ thống điều khiển nhiệt độ tinh vi để đảm bảo độ chính xác, hiệu quả và ổn định. Ví dụ, nhiều máy ép thổi rỗng tự động sử dụng kiến trúc điều khiển trong đó màn hình cảm ứng (HMI) đóng vai trò là trạm chính và PLC là trạm phụ, giao tiếp thông qua các giao thức như Modbus, một ngôn ngữ phổ quát để giao tiếp bộ điều khiển công nghiệp. Thiết lập này cho phép người vận hành dễ dàng điều chỉnh các thông số thời gian, áp suất và nhiệt độ và theo dõi báo động, tạo điều kiện cho sản xuất tự động hoàn toàn từ việc cấp liệu đến thành phẩm.

Kiểm soát nhiệt độ chính xác

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng trong ép thổi, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Trong quy trình đúc "ép-thổi", các hạt nhựa được nung nóng cho đến khi nóng chảy. Để giảm thiểu sự trôi dạt nhiệt độ (thường được kiểm soát trong khoảng -4°C đến +4°C) và đảm bảo độ ổn định, các chiến lược điều khiển tiên tiến được sử dụng. Một phương pháp liên quan đến việc sử dụng một mô-đun nhiệt độ chuyên dụng lấy mẫu tín hiệu trong các khoảng thời gian rất ngắn (ví dụ: cứ 0,1 giây một lần). Sau đó, hệ thống xử lý các mẫu này—sắp xếp chúng, lấy các giá trị trung vị và loại bỏ các giá trị ngoại lệ—để có được một giá trị đầu ra chính xác.

Hơn nữa, việc kiểm soát bộ gia nhiệt dựa trên một dải nhiệt độ (dải điều khiển) thay vì một điểm đặt duy nhất chứng minh hiệu quả hơn. Cách tiếp cận này làm giảm việc chuyển đổi thường xuyên của các công tắc tơ gia nhiệt, kéo dài tuổi thọ của chúng và duy trì nhiệt độ ổn định hơn, do đó cải thiện cả chất lượng sản phẩm và sản lượng. Ngoài ra, một số hệ thống tạm thời tạm dừng việc lấy mẫu nhiệt độ trong giây lát khi công tắc tơ gia nhiệt hoạt động để tránh nhiễu từ dòng điện đột biến, giúp tăng cường hơn nữa độ chính xác của việc kiểm soát.

Hiệu quả năng lượng và Hệ thống truyền động

Tiết kiệm năng lượng trong máy ép thổi chủ yếu được thực hiện trong các phần năng lượng và gia nhiệt:

Phần năng lượng: Biến tần (VFD) được sử dụng rộng rãi trên động cơ đùn. Bằng cách khớp đầu ra công suất của động cơ với nhu cầu thực tế của quy trình (ví dụ: chạy ở 30Hz thay vì 50Hz), VFD làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng dư thừa. Ổ đĩa đùn sử dụng VFD mô-men xoắn cao cũng đảm bảo việc đùn parison ổn định, đảm bảo trọng lượng sản phẩm nhất quán.

Phần gia nhiệt: Bộ gia nhiệt điện từ ngày càng thay thế cho việc gia nhiệt bằng điện trở truyền thống. Chúng tiết kiệm năng lượng từ 30% đến 70% do một số yếu tố: một lớp cách nhiệt cải thiện việc sử dụng nhiệt; chúng làm nóng trực tiếp thùng, giảm tổn thất truyền nhiệt; tốc độ gia nhiệt nhanh hơn (nhanh hơn hơn 25%) cắt giảm thời gian gia nhiệt; và hiệu quả sản xuất được cải thiện làm giảm tổn thất điện "công suất cao, nhu cầu thấp".

Những đổi mới trong kiểm soát làm mát và độ dày

Làm mát hiệu quả là yếu tố quan trọng đối với tốc độ sản xuất và chất lượng màng trong các quy trình như màng ép thổi. Vòng khí tự động cho màng ép thổi thường sử dụng thiết kế hai cổng. Cổng dưới duy trì thể tích không khí tương đối không đổi, trong khi cổng trên được chia thành nhiều kênh không khí, mỗi kênh có một van được điều khiển bằng động cơ. Dựa trên các phép đo độ dày từ đầu dò, một hệ thống máy tính điều chỉnh các van này để điều chỉnh tốc độ làm mát cục bộ, do đó kiểm soát độ đồng đều về độ dày của màng trên toàn bộ bong bóng.

Đối với sản xuất chai tốc độ cao, chẳng hạn như trong máy ép thổi kéo PET, thiết kế sáng tạo là chìa khóa. Một số mẫu tiên tiến có bố cục nhỏ gọn với hệ thống vận chuyển gia nhiệt được thiết kế để giảm thiểu sự giãn nở và hao mòn nhiệt. Cốt lõi của quá trình thổi liên quan đến một trạm thổi được điều khiển bằng cam. Quá trình kéo giãn hai giai đoạn đảm bảo định hướng parison chính xác và việc sử dụng khuôn EcoShell nhẹ làm giảm quán tính, cho phép thay đổi khuôn nhanh hơn và linh hoạt trong vận hành. Hệ thống giữ kín động (DKCS) có thể khóa hai nửa khuôn một cách hiệu quả để ngăn chặn các khe hở đường phân khuôn, đảm bảo chai có chất lượng cao ngay cả khi có áp suất thổi cao và thời gian chu kỳ rút ngắn.

Kết luận

Những tiến bộ công nghệ trong hệ thống điều khiển, quản lý năng lượng và tối ưu hóa quy trình đã thúc đẩy đáng kể hiệu suất, hiệu quả và chất lượng sản phẩm của máy ép thổi. Việc tích hợp các bộ điều khiển PLC mạnh mẽ, quản lý nhiệt độ chính xác, VFD và các cơ chế làm mát sáng tạo làm cho thiết bị ép thổi hiện đại trở thành nền tảng của sản xuất sản phẩm nhựa hiệu quả.