Москва: (495) 785-75-53      Санкт-Петербург: (812) 702-65-90      Ростов-на-Дону: (863) 201-07-00
Заявки на оборудование и компоненты вы можете отправлять по адресу: info@prst.ru
ПРОМЫШЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

Система управления линией горячего цинкования

Система управления линией горячего цинкованияООО МЗ «Тонар» (www.tonar.info) — ведущий российский производитель прицепов для легковых и грузовых автомобилей. На заводе выпускаются серийно  тентовые и изотермические полуприцепы для тягачей, специализированная сельскохозяйственная техника, самосвалы, передвижные торговые павильоны и многое другое. С недавнего времени производятся тягачи под собственной торговой маркой. Предприятие существует с 1991 г. и имеет производственные площади более 20 тыс. кв. м.

Исходная ситуация. На предприятии была создана собственная линия горячего цинкования, имевшая ручной режим управления. После начала ее эксплуатации возник ряд проблем, которые невозможно было устранить без последующей модернизации. Влияние человеческого фактора приводило к снижению качества изделий из-за несоблюдения временных циклов обработки. Из-за неравномерной загрузки линии и без отсутствия программ оптимизации производительность была невысока. Требования техники безопасности ограничивали время нахождения персонала вблизи ванн с кислотами и горячим цинком, это так же снижало качество наносимого покрытия. Специалистами «Тонара» было принято решение доработать и автоматизировать имеющееся оборудование.

Описание конструкции линии и принципов ее работы. Общий вид линии показан на рисунке 1. Она представляет собой последовательный ряд из 16 ванн (поз. 1), заполненных растворами кислот, реагентов и промывочной жидкостью. Некоторые ванны остаются пустыми, играя роль промежуточных накопителей или осушителей. Над ваннами по рельсам передвигаются три независимых автооператора (поз. 2, 3 и 4), которые осуществляют транспортировку обрабатываемых деталей между ваннами. Каждый автооператор имеет собственный шкаф электроавтоматики, укомплектованный пультом дистанционного управления. С помощью пультов производится управление перемещениями в ручном режиме при загрузке и выгрузке линии.
Система управления линией горячего цинкования

Рисунок 1. Общий вид линии горячего цинкования

Напротив  ванны цинкования смонтирован центральный пульт оператора (поз. 5), с которого подаются основные управляющие команды, ведется контроль над процессом цинкования.

Первый автооператор, работающий вблизи зоны загрузки, перемещает подвес с закрепленными на нем деталями в одну из свободных ванн для обезжиривания. После окончания этого процесса автооператор перемещает подвес в следующую ванну для промывки, затем для флюсования. Время выдерживания подвеса в каждой ванной строго регламентировано и контролируется программой с центрального пульта оператора. После подъема подвеса из ванной он выдерживается над ней в течение  нескольких минут для стекания растворов. По окончании процесса цинкования подвес с помощью главного автооператора перемещается в  ванну охлаждения и сушки, а затем в зону выгрузки. Готовые изделия снимаются и отправляются к следующему производственному участку.

Описание выбранного решения. После первоначального обследования объекта и консультаций было принято решение о модернизации механической части, т. к. она не обеспечивала требуемой жесткости. Для того чтобы добиться равномерности перемещений и отсутствия перекосов, было решено  использовать дополнительные приводы перемещения автооператоров, синхронизированные между собой.
Система управления линией горячего цинкования

Рисунок 2. Устройство автооператора

На рисунке 2 показаны основные узлы и детали, входящие в состав автооператора. Автооператор — это кран-балка (поз. 1), на которой установлены две электрические лебедки (поз. 2). Работа лебедок синхронизирована по скорости. К ним цепляется подвес (поз. 3) с деталями, закрепленными в зоне погрузки. В шкафу электроавтоматики (поз. 4) расположенны модули входов-выходов, коммуникационные модули и преобразователи частоты. Мотор-редукторы (поз. 5) передвигают кран-балку по рельсам над ваннами.

Главный автооператор имеет усложненную конструкцию. Кран-балка снабжена направляющими для избегания раскачивания и возможности опускать подвес под углом. Также имеется дополнительный поддон, который выдвигается после подъема подвеса из ванной цинкования, чтобы предотвратить разбрызгивание реагентов.

Управление мотор-редукторами, осуществлявшими перемещение автооператоров, и электромоторами лебедок происходит с помощью частотных преобразователей серии SMV и Position Servo (Lenze-ACTECH, Германия-США). Преобразователь ESV402N04TXB с замкнутым контуром управляет ведущей лебедкой, преобразователь E94 090T4 X — ведомой лебедкой автооператора. Преобразователь ESV222N04TXB контролирует скорость и момент приводов перемещения кран-балки.

В проекте была реализована концепция, когда все активные элементы (датчики), с помощью которых происходило позиционирование, находились на автооператорах. Пассивные элементы (флажки, маячки, отражатели) размещались на стационарных элементах линии.

На рисунке 3 схематично показана часть кран-балки с указанием расположения основных датчиков. Крайние кран-балки (поз. 1) ограничены в своем ходе с помощью концевых индуктивных датчиков PR30, c расстоянием срабатывания 30 мм, (производства Autonics, Южная Корея). Для избегания столкновения главного автооператора с крайними применены оптические датчики BEN5M (Autonics) с дискретным выходом и расстоянием срабатывания 5000 мм  (поз. 2). Высота опускания груза, закрепленного на подвесе (поз. 4) контролируется с помощью компактных энкодеров E40H (Autonics) с разрешением 2048 им. на оборот  (поз. 5), установленных на лебедках (поз. 3). Команда на останов кран-балки над ванной поступает с оптического датчика BEN5M (поз. 6), который выдает сигнал при обнаружении отражателя MS-2, Autonics (поз. 7), закрепленного на стене цеха и расположенного строго над ванной. По отражателям также ведется отсчет ванн при длинных перемещениях автооператора. В памяти управляющей программы хранятся данные о текущем положении каждой кран-балки и подвесах, опущенных в ванны.

Система управления линией горячего цинкования

Рисунок 3. Расположение основных датчиков на автооператоре

Для того чтобы избежать ошибки от неверной команды оператора, наличие подвеса в ванной отслеживается с помощью оптических датчиков BA2M (Autonics) с расстоянием срабатывания 2000 мм. Эти датчики определяют наличие или отсутствие подвеса в ванной. Управляющая программа не отрабатывает команду оператора, данную в ручном режиме, и не пытается «забрать» подвес, если его в ванной нет.

Связь между шкафами управления автооператоров и центральным  пультом оператора осуществляется по промышленному  помехозащищенному  двухпроводному интерфейсу RS-485.

Описание системы управления. Главный пульт управления располагается около ванной цинкования. В двери шкафа вмонтирован промышленный компьютер, на который выводятся все данные о системе: положение кран-балок и подвесов, время выдерживания в растворах, данные об их температуре и составе. В проекте был применен одноплатный промышленный компьютер EX-93513  (TOPS CCC, Тайвань) с сенсорным дисплеем.

Управляющая программа имеет три режима работы — ручной, полуавтоматический и автоматический. В ручном режиме операторы могут задавать все перемещения в системе при помощи дистанционных пультов управления (серия F21, Telecrane, США).

В полуавтоматическом режиме система управления выдает сигнал оператору о необходимости переместить подвес из одной ванны в другую после окончания этапа обработки. После подтверждения операции, выполняется перемещение. Позиционирование в этом случае происходит автоматически по датчикам. Такой способ управления был выбран заказчиком как основной.

Третий режим управления подразумевает полностью автоматическую работу линии от момента, когда на подвесе закреплены заготовки и до момента, когда цикл завершен, и готовые детали можно получать в зоне выгрузки.

Механические работы и монтаж датчиков осуществлялся силами заказчика. Нами давались рекомендации по изменению конструкции, проводилась сборка шкафов, написание программы управления, шеф-монтажные и пуско-наладочные работы.

Система управления линией горячего цинкования

Заключение. Реализованный проект полностью оправдал ожидания заказчика. Благодаря автоматизации процесса обработки был полностью исключен человеческий фактор, работа линии перестала зависеть от квалификации операторов. Использование промежуточных ванн и специальный алгоритм оптимизации обработки позволили увеличить производительность. Теперь сразу несколько подвесов с деталями могли находиться на той или иной стадии процесса.

Полученный в ходе реализации проекта опыт позволяет нам и в дальнейшем участвовать в разработке систем управления линиями оцинковки при создании нового оборудования или модернизации уже имеющегося.

Если вас заинтересовал этот проект, мы будем рады ответить на ваши вопросы по телефону (495) 785-75-53 или по электронной почте project@promsytex.ru.

Система управления линией горячего цинкования

Москва:
107241, г. Москва, ул. Байкальская, д. 4, этаж 3
Схема проезда
Тел.: (495) 785-75-53
E-Mail: info@promsytex.ru
  Санкт-Петербург:
192019, Санкт-Петербург, ул. Книпович, д. 9
Схема проезда
Тел.: (812) 702-65-90, 412-81-23
E-Mail: spb@promsytex.ru
  Ростов-на-Дону:
344091, Ростов-на-Дону, ул. Малиновского 9а, 5 этаж
Карта
Тел.: (863) 201-07-00, 307-78-90
E-Mail: rostov@promsytex.ru
  Наши дилеры
в других городах →