Šiuolaikiniame konkurencingame gamybos pasaulyje daugelis gamyklų vis dar remiasi senomis liejimo mašinomis. Šios mašinos kažkada vaidino pagrindinį vaidmenį, tačiau dabar susiduria su tokiomis problemomis kaip mažas efektyvumas, nestabili gaminio kokybė ir didelės priežiūros išlaidos. Norint juos pakeisti naujomis mašinomis, reikia daug pinigų, o tai yra didelė našta daugumai mažų ir vidutinių įmonių. Laimei, yra geresnis sprendimas: senų liejimo mašinų modernizavimas su moderniais Siemens PLC. Šiame straipsnyje bus nagrinėjama, kaip šis modernizavimo projektas tampa ekonomiškai{5}}efektyviu gamyklų modernizavimo keliu, taip pat pasidalinsime praktinėmis įžvalgomis, kaip modernizuoti senas liejimo mašinas naudojant Siemens PLC.
Senų liejimo mašinų iššūkiai šiuolaikinėje gamyboje
Senos liejimo mašinos, tokios kaip kai kurios tradicinės liejimo įpurškimo mašinos ir spiralinio ašmenų formavimo mašinos, palaipsniui neatitiko šiuolaikinės gamybos poreikių. Jų problemos daugiausia atsispindi keturiais aspektais:
Žemas gamybos efektyvumas ir didelė priklausomybė nuo darbo
Dauguma senų liejimo mašinų priklauso nuo rankinio valdymo procesų, tokių kaip formos keitimas, medžiagų padavimas ir gaminių paėmimas. Tai ne tik padidina darbo intensyvumą, bet ir lemia dažnas gamybos pauzes. Pavyzdžiui, rankinė apvijų formavimo mašina per dieną gali pagaminti tik 50 kvadratinių metrų gaminių, o tai toli gražu nepatenkina masinės gamybos poreikio – 500 kvadratinių metrų per dieną statybinių medžiagų pramonėje. Be to, senos relės valdymo sistemos reakcijos greitis yra lėtas, todėl liejimo ciklai ilgi ir žemas įrangos panaudojimo lygis (kai kuriose dirbtuvėse mažesnis nei 60%).
Nestabili gaminio kokybė ir didelis atliekų kiekis
Sena valdymo sistema negali tiksliai valdyti pagrindinių gamybos parametrų, tokių kaip temperatūra, slėgis ir greitis. Pavyzdžiui, įpurškimo liejimo staklės, gaminant tikslias plastikines dalis, gaminio dydžio nuokrypis yra didelis, o laužo kiekis išlieka didelis. Spiralinių ašmenų formavimo mašinose tradicinių segmentinių formavimo mašinų peilių žingsnio nuokrypis gali siekti ±3 mm, o tai sukelia užsikimšimus transportuojant. Šios kokybės problemos tiesiogiai veikia produktų konkurencingumą rinkoje.
Didelis energijos suvartojimas ir priežiūros kaštai
Senų liejimo mašinų maitinimo sistemos dažniausiai yra pasenusios. Pavyzdžiui, kai kurios tradicinės hidraulinės liejimo mašinos sunaudoja 30 %-50 % daugiau energijos nei nauji energiją taupantys modeliai. Tuo pačiu metu daugelis senų mašinų komponentų yra pasenę ir sunkiai perkami, todėl priežiūros ciklai ilgi ir didelės išlaidos. Kasmetinės spiralinių peilių keitimo išlaidos kasybos pramonėje sudaro 35% įrangos priežiūros sąnaudų, o tai įmonėms yra didžiulės išlaidos.
Prastas suderinamumas ir mastelio keitimas
Didėjant rinkos paklausai, įmonės turi nuolat koreguoti gamybos procesus ir produktų tipus. Tačiau senų liejimo mašinų valdymo sistemos negali efektyviai sujungti su nauja automatikos įranga ar gamybos valdymo sistemomis. Pristatant naujas formas ar plečiant gamybos linijas, įmonėms dažnai reikia atlikti daug modifikavimo darbų, o tai atima daug laiko ir kainuoja.
Kodėl verta rinktis Siemens PLC senų formavimo mašinų modernizavimui?
Modifikuoti senas liejimo mašinas su Siemens PLC yra ne tik ekonomiškesnis nei naujų staklių pirkimas, bet ir gali žymiai pagerinti įrangos veikimą. Siemens PLC turi daug privalumų, kurie ypač tinka modifikuoti liejimo mašinas, todėl tai yra pirmasis pasirinkimas daugelio įmonių modernizavimo projektams.
Didelis patikimumas ir stabilus veikimas
Siemens PLC yra žinomas dėl savo didelio patikimumo pramoninėje aplinkoje. Jis gali stabiliai veikti atšiauriomis sąlygomis, pvz., esant aukštai temperatūrai, drėgmei ir elektromagnetiniams trukdžiams, kurie yra labai svarbūs nuolatinei gamybai gamyklose. Pavyzdžiui, Siemens S7-1515F PLC, naudojamas modifikuojant segmentinius manipuliatorius, pasižymi stipriomis judesio valdymo galimybėmis ir pramoniniu patikimumu, užtikrinančiu minimalias prastovos trukmę. Šis stabilumas gali labai sumažinti senų liejimo mašinų gedimų dažnį po modifikavimo.
Tiksli kontrolė ir geresnė gaminio kokybė
Siemens PLC gali tiksliai valdyti pagrindinius gamybos parametrus, tokius kaip temperatūra, slėgis ir liejimo mašinų greitis. Susijungęs su jutikliais ir pavaromis, jis gali rinkti{1}}gamybos duomenis realiuoju laiku ir laiku koreguoti parametrus. Atliekant 5 senų liejimo mašinų modernizavimo projektą mažoje ir vidutinio dydžio plastikinių gaminių gamykloje, panaudojus Siemens S7-1200 PLC, gaminių kvalifikavimo rodiklis padidėjo 15 proc., o tikslių plastikinių dalių dydžio tikslumas galėjo būti kontroliuojamas ±0,01 mm tikslumu. Tai visiškai įrodo, kad Siemens PLC gali veiksmingai išspręsti senų mašinų nestabilios gaminių kokybės problemą.
Sąnaudų{0}}efektyvumas ir mažesnės investicijos
Senų liejimo mašinų modernizavimo su Siemens PLC kaina yra tik dalis naujų mašinų pirkimo. Remiantis pramonės duomenimis, modernizuojant galima sutaupyti 50 %-70 % išlaidų, palyginti su naujos įrangos pirkimu. Tuo pačiu metu modernizavimo projektas gali pakartotinai panaudoti senų mašinų, kurios vis dar yra geros būklės, mechanines dalis, išvengiant išteklių švaistymo. Įmonėms, turinčioms ribotas lėšas, tai yra labai ekonomiškas modernizavimo būdas. Be to, modifikuotų mašinų energijos sąnaudos gali būti sumažintos maždaug 20 proc., taip sutaupant įmonių veiklos sąnaudas.
Stiprus suderinamumas ir mastelio keitimas
„Siemens PLC“ yra gerai suderinamas ir gali būti lengvai prijungtas prie įvairių jutiklių, pavarų ir žmogaus{0}}mašinos sąsajų (HMI). Ji taip pat palaiko kelis ryšio protokolus, todėl patogu integruoti su įmonės gamybos valdymo sistema, kad būtų galima nuotoliniu būdu stebėti ir valdyti duomenis. Pavyzdžiui, modifikavus Siemens PLC, liejimo mašinos gali įkelti gamybos duomenis į valdymo sistemą per OPC UA arba Modbus, todėl vadovai gali suvokti įrangos veikimo būseną realiu laiku-. Be to, keičiantis įmonės gamybos poreikiams, modifikuojant PLC programą galima pridėti naujų funkcijų, nereikalaujant didelių -masto aparatinės įrangos modifikacijų, kurios turi didelį mastelio keitimą.
Pagrindiniai senų liejimo mašinų modernizavimo su Siemens PLC žingsniai
Senų liejimo mašinų su Siemens PLC modernizavimo procesas turi būti atliktas tvarkingai. Toliau pateikiami pagrindiniai žingsniai, siekiant užtikrinti modernizavimo projekto, kuris taip pat yra svarbi Siemens PLC liejimo įrangos modernizavimo etapų dalis, sėkmę.
Preliminarus tyrimas ir programos projektavimas
Pirma, būtina atlikti išsamų senosios liejimo mašinos tyrimą, įskaitant supratimą apie mechaninę struktūrą, originalią valdymo sistemą, gamybos procesą ir esamas problemas. Remdamiesi tuo, sukurkite tikslinį modifikavimo planą, nustatykite Siemens PLC modelį (pvz., S7{2}}1200 mažiems ir vidutiniams{4}}projektams, S7-1515F didelės apimties projektams, kuriems taikomi dideli judesio valdymo reikalavimai) ir pasirinkite pagalbinę įrangą, pvz., HMI, jutiklius ir pavaras. Pavyzdžiui, jei liejimo mašina turi valdyti slėgį ir temperatūrą, reikėtų pridėti analoginį modulį, pvz., SM 1231 AI. Projektavimo plane taip pat turėtų būti atsižvelgta į būsimą įrangos mastelį, kad būtų išvengta pakartotinių pakeitimų.
Techninės įrangos montavimas ir laidų sujungimas
Nustačius planą, pradėkite aparatinės įrangos diegimą. Pirmiausia pašalinkite senus valdymo komponentus, kurie nebenaudojami, tada įdiekite Siemens PLC, HMI, jutiklius ir kitą naują įrangą. Sujungimo procese būtina griežtai laikytis laidų schemos, kad būtų užtikrintas laidų teisingumas ir tvirtumas, ir atkreipti dėmesį į stiprios ir silpnos elektros izoliaciją, kad būtų išvengta elektromagnetinių trukdžių. Pavyzdžiui, prijungdami slėgio jutiklį ir temperatūros jutiklį prie PLC, naudokite ekranuotus laidus, kad sumažintumėte signalo trukdžius. Baigę diegti, dar kartą patikrinkite laidus, kad įsitikintumėte, jog nėra klaidų, tokių kaip trumpasis jungimas ar atviros grandinės.
Programavimas ir derinimas
Naudokite Siemens TIA portalo programinę įrangą, kad programuotumėte PLC pagal liejimo mašinos gamybos proceso reikalavimus. Programa turėtų realizuoti kiekvieno liejimo mašinos gamybos etapo valdymo logiką, pvz., pelėsių uždarymą, įpurškimą, slėgio palaikymą, aušinimą, pelėsių atidarymą ir gaminio išmetimą. Pavyzdžiui, programa gali nustatyti pelėsių uždarymo sąlygą kaip „nėra klaidos + forma neuždaryta“, o įpurškimo sąlygą – „forma uždaryta + temperatūra iki standartinės“. Baigę programavimą, atlikite derinimą. Pirmiausia išbandykite kiekvieną veiksmą atskirai, kad įsitikintumėte, jog kiekviena dalis veikia normaliai, o tada atlikite viso proceso ryšio testavimą. Derinimo proceso metu naudokite internetinę TIA portalo stebėjimo funkciją, kad patikrintumėte kintamųjų reikšmes- realiuoju laiku, laiku rastumėte ir išspręstumėte problemas. Tuo pačiu metu sureguliuokite parametrus pagal faktinę gamybos situaciją, kad optimizuotumėte gamybos procesą.
Paleidimas ir personalo mokymas
Baigę įrangos derinimą, atlikite bandomąją operaciją tikroje gamybos aplinkoje. Bandomosios operacijos metu stebėkite įrangos veikimo būseną, gamybos efektyvumą ir gaminio kokybę bei atlikite galutinius parametrų koregavimus. Be to, būtina apmokyti gamyklos personalą, įskaitant naujos valdymo sistemos veikimą, parametrų reguliavimą, kasdienę priežiūrą. Tik tada, kai darbuotojai gali tinkamai naudotis modifikuota įranga, gali būti pasiektas maksimalus modernizavimo projekto poveikis.
Siemens PLC modifikavimo kaštų{0}}naudos analizė
Įmonėms pagrindinis modernizavimo rūpestis yra sąnaudų{0}}naudos santykis. Kaip pavyzdį paimkime mažą ir vidutinio dydžio plastikinių gaminių gamyklą, kad galėtume išanalizuoti senų liejimo mašinų modernizavimo su Siemens PLC sąnaudas ir naudą. Tai gali padėti suprasti Siemens PLC liejimo mašinų modifikavimo išlaidas.
Atnaujinimo kaina
Vienos senos liejimo mašinos modernizavimo su Siemens PLC kaina daugiausia apima: Siemens S7-1200 PLC (apie 1500 USD), HMI (apie 800 USD), jutiklius ir pavaras (apie 1200 USD), laidus ir kitus priedus (apie 500 USD) ir darbo sąnaudas (apie 1,0 USD). Bendra kaina yra apie 5000 USD. Jei gamykla vienu metu modifikuoja 5 mašinas, bendra kaina yra apie 25 000 USD.
Atnaujinimo privalumai
1. Sumažėjusios darbo sąnaudos: po modifikavimo mašina gali dirbti 24 valandas nepertraukiamai be rankinio valdymo, sumažinant 2 operatorių skaičių vienai mašinai. Skaičiuojant 3 000 USD vienam operatoriui per mėnesį, 5 mašinos gali sutaupyti 36 000 USD per metus darbo sąnaudų.
2. Padidėjęs gamybos efektyvumas: modifikuotos mašinos gamybos efektyvumas padidinamas 50%. Iš pradžių kiekviena mašina pagamina 10 000 gaminių per mėnesį, o po modifikavimo ji gali pagaminti 15 000 gaminių. Apskaičiuojant 0,1 USD pelną vienam produktui, 5 mašinos gali padidinti metinį pelną 30 000 USD.
3. Sumažėjusi laužo norma ir žaliavų kaina: laužo norma sumažinama 30%, sutaupoma apie 12 000 USD žaliavų sąnaudų per metus 5 mašinoms.
4. Sumažėjusios energijos sąnaudos: Energijos sąnaudos sumažinamos 20%, sutaupoma apie 6000 USD elektros energijos per metus 5 mašinoms.
Iš viso gamykla gali susigrąžinti modernizavimo išlaidas maždaug per 8 mėnesius, o po to metinis grynasis pelnas gali būti padidintas apie 60 000 USD. Tai visiškai parodo, kad senų liejimo mašinų modernizavimas su Siemens PLC turi didelę ekonominę naudą.
Dažnos modernizavimo problemos ir sprendimai
Modifikuojant senas liejimo mašinas su Siemens PLC, gali kilti kai kurių bendrų problemų. Atitinkamų sprendimų įsisavinimas gali užtikrinti sklandų modernizavimo projekto eigą.
1 problema: Netolygus mašinos judėjimas
Priežastis: PLC nuskaitymo ciklas per ilgas arba proporcingi vožtuvo parametrai nustatyti netinkamai.
Sprendimas: optimizuokite programos logiką, sumažinkite sudėtingus skaičiavimus, kad sutrumpintumėte nuskaitymo ciklą; sureguliuokite proporcinio vožtuvo stiprinimo vertę, kad judėjimas būtų sklandesnis.
2 problema: nestabilus slėgis arba temperatūra
Priežastis: nepakankamas jutiklio tikslumas arba netinkama montavimo padėtis.
Sprendimas: pakeiskite didelio{0}}tikslumo jutikliais ir įsitikinkite, kad jutikliai sumontuoti tvirtai ir toliau nuo trukdžių šaltinių.
3 problema: dažni įrangos pavojaus signalai
Priežastis: aliarmo slenkstis nustatytas per jautriai.
Sprendimas: Patikrinkite aliarmo sąlygas, pagrįstai nustatykite slenksčio diapazoną ir venkite klaidingų pavojaus signalų.
4 problema: naujų ir senų komponentų nesuderinamumas
Priežastis: naujasis Siemens PLC ir pagalbinė įranga nesuderinami su senais mechaniniais komponentais.
Sprendimas: kurdami modernizavimo planą, visapusiškai atsižvelkite į naujų ir senų komponentų suderinamumą; jei reikia, naudokite pritaikytas adapterio plokštes, kad sukurtumėte ryšį tarp naujų ir senų komponentų.
Išvada: Siemens PLC modernizavimas yra protingas pasirinkimas įmonės modernizavimui
Didėjant konkurencijai rinkoje, gamybos efektyvumo ir produkcijos kokybės gerinimas yra pagrindinis gamybos įmonių vystymosi veiksnys. Patobulinus senas liejimo mašinas su moderniais „Siemens“ PLC, įmonėms galima ekonomiškai{1}}panašiai modernizuotis. Tai ne tik išsprendžia žemo efektyvumo, nestabilios kokybės ir didelių senų mašinų kainos problemas, bet ir padeda įmonėms realizuoti skaitmeninę gamybos transformaciją. Siemens PLC pranašumai senų liejimo mašinų modernizavimui yra akivaizdūs, įskaitant didesnį patikimumą, tikslų valdymą, išlaidų taupymą ir didelį mastelio keitimą.
Įmonėms, kurios vis dar abejoja, ar pakeisti senas mašinas, Siemens PLC modernizavimas neabejotinai yra racionalesnis pasirinkimas. Vykdydamos mokslinius modernizavimo veiksmus ir laiku išspręsdamos įprastas problemas, įmonės gali greitai susigrąžinti investicijas ir gauti ilgalaikės{1}}ekonominės naudos. Ateityje, nuolat plėtojant pramonės automatizavimo technologijas, Siemens PLC atliks svarbesnį vaidmenį modernizuojant gamybos įmones. Siemens PLC pasirinkimas modernizavimui reiškia geresnę įmonės plėtros ateitį, be to, tai yra konkreti praktika atnaujinti seną liejimo mašiną naudojant Siemens PLC.
