項(xiàng)目簡介:
 

    當(dāng)前國內(nèi)的紙托生產(chǎn)廠家以中小企業(yè)為主，自動化程度很低，大多數(shù)生產(chǎn)廠家除了成型機(jī)方面會用到PLC，觸摸屏，以及烘干線用到變頻器，其余都為常規(guī)控制電路。并且制漿，成型，烘干，整形四個工藝流程都是獨(dú)立進(jìn)行，生產(chǎn)工藝銜接只能靠現(xiàn)場管理人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作。通常會出現(xiàn)以下問題：原料的供給過快或供給不上。成型速度過快，烘干線不能及時烘干，造成濕產(chǎn)品積壓。烘干速度過剩，浪費(fèi)能源（木材，煤炭，天然氣）。熱壓整形速度跟不上等問題。鑒于這種些問題的出現(xiàn)，設(shè)計一套簡單優(yōu)化，并且經(jīng)濟(jì)的聯(lián)網(wǎng)解決方案非常必要，西門子經(jīng)濟(jì)型控制方案的設(shè)計，不僅給客戶節(jié)省了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。還大大減少了人工支出費(fèi)用。

   （圖1、圖2、圖3）

紙托生產(chǎn)工藝：
 

傳統(tǒng)的紙托生產(chǎn)工藝分為紙漿制造，機(jī)器成型，產(chǎn)品烘干和熱壓整形四個過程。紙漿制造是指把原料，例如廢報紙、長纖維紙板等投入碎漿機(jī)混入水制成紙漿，并把紙漿放入供漿池。機(jī)器成型是指把紙漿供入成型機(jī)的漿桶，通過真空把紙漿吸入成型機(jī)里面的模具，從而生產(chǎn)出一定形狀的濕狀紙托。烘干是指把濕的紙托進(jìn)行室外晾干或者送入烘干線把紙托烘干。熱壓整形是指把干的紙托（通常由于熱脹冷縮問題，烘干的紙托會起皺變形，不能直接用于包裝產(chǎn)品）放入裝有紙托形狀模具的熱壓機(jī)，通過熱壓重塑產(chǎn)品形狀，并且使產(chǎn)品壓縮更加結(jié)實(shí)。（圖4、圖5）

控制系統(tǒng)選型:
 

控制系統(tǒng)主要有三部分組成：控制器，觸摸屏及變頻器，在某設(shè)備自控系統(tǒng)的選型中，采用了西門子的小型自動化解決方案：S7-200 SMART，SMART LINE和V20變頻器，主要基于以下因素：

八面轉(zhuǎn)鼓式蛋托成型機(jī)是一種典型的紙托生產(chǎn)設(shè)備機(jī)型，從工藝上由配漿系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)和整形系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)的具體構(gòu)成如下：

配漿系統(tǒng)：
22kw碎漿機(jī)兩臺，5.5kw供漿泵6臺，4kw供水泵兩臺；

成型系統(tǒng)
：六臺半自動往復(fù)送料成型機(jī)，該成型機(jī)由氣缸推動，配備S7-200 SMART PLC和SMART LINE觸摸屏；

烘干系統(tǒng)
：采用天然氣為能源的55米烘干線。該設(shè)備由兩臺燃?xì)馐饺紵龣C(jī)，2臺4kw抽濕風(fēng)機(jī)，6臺5.5kw循環(huán)風(fēng)機(jī)，和7.5kw帶變頻驅(qū)動的鏈輪電機(jī)組成；

整形系統(tǒng)：
由八臺5噸氣液熱壓機(jī)組成。

西門子方案應(yīng)用
 

配漿系統(tǒng)電箱主要控制部件
：（圖6）

配漿系統(tǒng)介紹：22kw碎漿機(jī)半個小時可以生產(chǎn)紙漿55kg。漿池分為濃漿池，配漿池，和供漿池。三個漿池容積都為12m³。（圖7）

整套方案可以做到以下動作：自動提示加入制漿原材料，然后自動混加水，然后在設(shè)定好的時間內(nèi)把原料碎成紙漿。自動把紙漿排放到相應(yīng)的池子，并混水調(diào)節(jié)到需要的濃度。

烘干系統(tǒng)主要控制部件
：（圖8）

該控制系統(tǒng)可以清楚的顯示烘干線的工作狀態(tài)，同時根據(jù)PLC的智能曲線控制，使溫度和鏈輪運(yùn)行速度，循環(huán)風(fēng)機(jī)速度相應(yīng)匹配，自動調(diào)節(jié)。另外加入了計數(shù)裝置，可以計算烘干產(chǎn)品的數(shù)量。通過設(shè)定參數(shù)，還可以知道烘干的產(chǎn)品總重量。

 

中心控制電箱主要部件
（圖9、圖10）

如圖所示，通過傳統(tǒng)的網(wǎng)線，把九個PLC同時連入交換機(jī)，中心工作臺上面的10寸觸摸屏作為監(jiān)控和設(shè)置主機(jī)。

整套方案簡潔明了，投入成本低，自動化，智能化得到大大的提升。

中心控制臺的作用是監(jiān)視整個工廠的生產(chǎn)狀況，同時協(xié)調(diào)四個工藝的進(jìn)行。控制上，通過對PLC進(jìn)行編程，可以對個個數(shù)據(jù)進(jìn)行加減乘除運(yùn)算，例如制漿系統(tǒng)里的原材料消耗，紙漿消耗，濃度換算，成型系統(tǒng)的數(shù)量統(tǒng)計，消耗紙漿重量統(tǒng)計等等。

附：中心控制系統(tǒng)控制圖（圖11）

總結(jié)
 

   國內(nèi)中小型生產(chǎn)廠家的自動化改造對提高中國現(xiàn)行工業(yè)產(chǎn)能具有非常重要的意義。西門子SMART系列小型自動化解決方案的推出，就助推了這一方向的發(fā)展。現(xiàn)行的這套改革方案，通過了廠家的驗(yàn)收，對比同一類型的普通廠家，該方案大大提高了廠家的生產(chǎn)能力，同時，使整個生產(chǎn)安排更加簡單有效的運(yùn)行。我相信，隨著西門子公司的中國本地化發(fā)展，更多靈活，經(jīng)濟(jì)，多元化的控制方案將出現(xiàn)在各個領(lǐng)域，為中國的工業(yè)發(fā)展起到越來越重要的作用。

圖1 紙漿制作

圖2 成型與烘干

圖3 熱壓整形

圖7 配漿系統(tǒng)示意圖

圖8 烘干系統(tǒng)主要控制部件

圖9 中心控制電箱主要控制部件

圖10 示意圖

圖11 部分控制界面