Skip to main content
Эта страница переведена автоматически. Перейти к английской версии?
Пример из практики

Эффективное производство пластмассовых изделий

Ротационная формовочная машина SHUTTLE-5700 HYBRID, разработанная и изготовленная компанией Orex, позволяет использовать возобновляемые источники энергии в процессе формования пластмасс, обеспечивая экономию материалов и повышение производительности.

Orex производит специализированные ротационные формовочные машины, используемые для производства пластмассовых изделий методом ротационного формования. Эти машины используются для производства резервуаров для хранения воды, игрушек, корпусов и других предметов сложной формы. Для клиента из Германии компания Orex спроектировала и изготовила специальную машину: SHUTTLE-5700 HYBRID. Это первая машина такого размера и технологической сложности, разработанная польской компанией. По сравнению с другими решениями, доступными на рынке, оно отличается гибкостью в использовании источников энергии и высокой эффективностью, обеспечивающей значительную экономию. Решение основано на технологии Siemens и шкафах управления, поставляемых компанией Rittal.

Как работает ротационная формовка?

Ротационное формование, также известное как ротационное формование, представляет собой производственный процесс, используемый для производства трехмерных пластиковых изделий.

«Ротационное формование имеет значительные преимущества по сравнению с альтернативными методами формования пластмасс. Это сводит к минимуму отходы материалов, способствует повышению качества продукции и снижает затраты на производство коротких тиражей. Это также позволяет производить изделия сложной формы и сложной геометрии»,
объясняет Славомир Кокур, специалист по закупкам и логистике в отделе автоматизации Orex.

Центральным компонентом ротационных формовочных машин Orex является духовка. Внутри печи пластиковый материал осаждается на стенки формы при высоких температурах, в то время как форма вращается по двум осям. Ключевую роль в этом процессе играет система отопления, включающая такие компоненты, как газовые горелки и другие отопительные технологии. Формирование продукта стало возможным благодаря системе вращения, которая обеспечивает равномерное распределение расплавленного пластика по внутренним поверхностям формы, что приводит к равномерной толщине стенок. Дополнительную функцию ротационных формовочных машин обеспечивает система охлаждения. Он охлаждает изделие после формования, помогая сохранить его окончательную форму.

Для достижения высокого качества продукции требуется точное управление технологическим процессом. Ротационные формовочные машины Orex, включая SHUTTLE-5700 HYBRID, оснащены передовыми системами автоматизации и управления, которые не только обеспечивают точное управление процессом формования, но и позволяют контролировать параметры и программировать различные производственные циклы и конфигурации пресс-форм.

Orex Case Study 02 img

Процесс ротационного формования требует строгого соблюдения технологических параметров и тщательного контроля на каждом этапе производства.

Orex Case Study 03 img

Процесс формования можно контролировать вручную или автоматически. В основе системы управления лежит ПЛК SIMATIC S7-1500 S7-1500, а управление процессом и мониторинг осуществляются через сенсорный интерфейс SIMATIC Comfort HMI.

Гибридные решения

SHUTTLE-5700 HYBRID сочетает в себе различные технологии нагрева пресс-форм, повышая энергоэффективность, сокращая выбросы парниковых газов и повышая производительность процесса. Ключевым преимуществом гибридных машин является возможность альтернативного использования газовых горелок или электрических нагревателей, работающих на возобновляемых источниках энергии, таких как солнечные панели и ветрогенераторы, для нагрева формовочной камеры.

«Гибридные решения, внедренные Orex, чрезвычайно важны в контексте защиты климата. Замена традиционных источников энергии возобновляемыми помогает сократить выбросы парниковых газов и снизить общий углеродный след»,
подчеркивает Марчин Котер, менеджер по продажам Siemens Poland.

SHUTTLE-5700 HYBRID — одна из наиболее важных гибридных моделей машин производства Orex для термической обработки порошкообразных полиэтиленовых (ПЭ) материалов методом ротационного формования. Эти машины оснащены передовыми системами мониторинга и диагностики, которые обеспечивают непрерывный анализ параметров машины и помогают предотвратить потенциальные эксплуатационные проблемы. Кроме того, решения Orex, основанные на технологии Siemens, обеспечивают точное управление технологическими процессами, что приводит к повышению качества продукции и эффективному управлению производством.

Технология Siemens для решений для ротационного формования Solutions

Процесс ротационного формования требует строгого соблюдения технологических процедур и тщательного контроля параметров на каждом этапе производства. Во время производства правильно подготовленная форма, содержащая порошкообразный полиэтилен, вращается внутри камеры печи в течение определенного периода времени с соответствующими скоростями и с запрограммированным изменением направления вращения. Ключевым фактором обеспечения правильности процесса является достижение и поддержание надлежащей температуры формования. Машина OREX SHUTTLE-5700 HYBRID была адаптирована для работы с электрическими нагревательными элементами, состоящими из 24 нагревательных панелей мощностью 40 кВт каждая, а также газомасляной отопительной системы, состоящей из двух горелок мощностью 1250 кВт каждая. Поскольку горелки установлены в теплообменнике, это решение обеспечивает циркуляцию чистого воздуха в камере печи и улучшает условия сгорания природного газа и печного топлива.

«Машина SHUTTLE оснащена современными системами управления движением и положением, ПИД-регуляторами нагрева, быстрыми контакторами SSR и датчиками температуры, давления и положения. Это позволяет точно адаптировать технологический процесс, обеспечивая широкие производственные и технологические возможности»,
говорит Славомир Коцур.

Case Study - Orex - 06 img

Машина, созданная Orex, включает в себя ряд решений Siemens из семейств продуктов SIMATIC, SIMATIC NET и SINAMICS, а также низковольтное коммутационное и защитное оборудование SIRIUS/SENTRON.

Case Study - Orex - 07

Решения на базе Siemens, используемые в Orex, обеспечивают точное управление технологическими процессами, что, в свою очередь, приводит к повышению качества продукции и эффективному управлению производством.

Процесс формования можно контролировать вручную или автоматически. В основе системы управления лежит ПЛК SIMATIC S7-1500, которая управляет исполнительными компонентами, собирает данные измерений и обрабатывает полученную информацию для выполнения алгоритмов процесса. Управление процессами, мониторинг и сбор данных обеспечиваются через Комфортный человеческий интерфейс SIMATIC сенсорный интерфейс. Еще один важный аспект — использование надежных коммутационных и защитных устройств от SIRIUS/СЕНТРОН семейство продуктов.

«Система управления включает в себя новейшие технологии Siemens, обеспечивающие точное управление процессом. Ключевые компоненты, отвечающие за управление машиной, включают Сервоприводы SINAMICS оснащен передовыми функциями безопасности. Их реализация обеспечивает плавное регулирование скорости как большой, так и малой оси вращения в диапазоне от 0,5 до 7 об/мин», говорит Кшиштоф Сташек, эксперт по программированию промышленной автоматизации в Orex Rotomoulding.

Использование абсолютных энкодеров на приводных осях позволяет точно контролировать вращательное движение рычагов машины. Благодаря этой передовой технологии пресс-форму можно точно позиционировать, обеспечивая эксплуатационную безопасность и быструю обработку во время погрузки, разгрузки и технического обслуживания.

В стандартной комплектации машина Orex оснащена счетчиком потребления электроэнергии, анализатором качества электроэнергии и счетчиком расхода газа.

Безопасность прежде всего

Ключевым аспектом любой производственной линии является защита персонала от травм и оборудования от повреждений. В решении Orex эти требования строго соблюдаются и контролируются специальными системами безопасности, поддерживаемыми, в частности, технологиями Siemens.

«Безопасность машины SHUTTLE на протяжении всего срока службы обеспечивается комплексным набором устройств и систем безопасности, поддерживаемым современными активными газодетекторами, детекторами пламени, блокировочными замками и блокировщиками движения. В сочетании со специально отведенными и защищенными рабочими зонами, а также обученным и заботящимся о безопасности обслуживающим персоналом машина обеспечивает безопасную и современную рабочую среду», говорит Кшиштоф Сташек.

Для дальнейшего повышения эксплуатационной безопасности камера печи оснащена системой аварийного отвода отработавших газов и дополнительным теплообменным вентилятором. Кроме того, доступ к машине защищен защитным ограждением со специальными шлюзами для технологических процессов и технического обслуживания. Машина включает в себя специально отведенные зоны, доступ в которые разрешен только уполномоченному персоналу, выполняющему задачи по эксплуатации или техническому обслуживанию.

Управление SHUTTLE-5700 HYBRID и мониторинг производственного процесса осуществляются с помощью сенсорной панели управления.

Case Study - Orex - 08 img

Безопасность машины SHUTTLE на протяжении всего срока ее эксплуатации обеспечивается комплексной системой устройств и средств защиты, поддерживаемой современными системами активного обнаружения газа, датчиками пламени, блокировочными предохранителями и блокировщиками движения.

Каждая рабочая станция оснащена независимой панелью ручного управления. Безопасность и качество технологического процесса контролируются системой SAFETY, реализованной с помощью отказоустойчивого ПЛК Siemens, а также нашими первоклассными сервоприводами SINAMICS, оснащенными встроенными функциями SAFETY
Марчин Котер, менеджер по продажам, Siemens Польша

Оборудование шкафа управления

Case Study - Orex - 10 img

Важной частью оборудования машины является ряд решений, поставляемых Rittal, включая шкафы управления и распределения VX25 со встроенным климат-контролем, а также системы распределения электроэнергии VX25 Ri4Power и RiLine60.

Помимо решений Siemens, машина SHUTTLE-5700 HYBRID включает оборудование, поставляемое Rittal, в том числе шкафы управления и распределения питания VX25 со встроенным климат-контролем, а также системы распределения питания VX25 Ri4Power и RiLine60. Всего машина оснащена 12 шкафами Rittal, в которых размещено низковольтное электрооборудование.

«Два основных шкафа питания оснащены главным автоматическим выключателем Siemens 2500 A и разъединителями предохранителей Rittal NH3 630 A. В отходящих фидерных шкафах, питающих отдельные нагревательные элементы, установлены шинные системы RiLine60 с медными шинами 30 × 10 мм, разъединители предохранителей и соединительные адаптеры», объясняет Бартош Казмерчик, менеджер по продукции, отвечающий за сегмент распределения электроэнергии в Rittal.

Система шкафов и шин представляет собой комплексное решение для изготовления сертифицированных низковольтных распределительных устройств с внутренней секцией. Система VX25 Ri4Power была протестирована с электрооборудованием Siemens в соответствии со стандартом EN 61439, включая воздушный выключатель 3WL1225 2500 A (ACB), использованный в этом проекте.

«Это решение предназначено для приложений с номинальным током до 6300 А. VX25 Ri4Power сочетает в себе технологии распределения и управления питанием в одном корпусе. Комплексная модульная система позволяет быстро и гибко реализовать любую секцию распределительного устройства с формами разделения от 1 до 4b. Это также позволяет создавать отсеки для шин с индивидуальной конфигурацией, функциональные блоки и соединительные зоны»,
говорит Бартош Казмерчик из Rittal.

Проект также включает четыре кондиционера Blue e+, каждый из которых имеет мощность охлаждения 2 кВт. Каждый блок установлен непосредственно на дверце распределительного шкафа. Для повышения энергоэффективности компания Rittal использует инновационную гибридную технологию в своих системах кондиционирования воздуха. Эта технология сочетает в себе обычную систему охлаждения на основе компрессора и систему тепловых трубок, обеспечивающую пассивное охлаждение. Компрессор работает только тогда, когда одного пассивного охлаждения недостаточно. В результате решение обеспечивает снижение потребления энергии и сокращение выбросов CO2.

Case Study - Orex - 11 img

Для обеспечения оптимального теплового режима оборудования, установленного внутри шкафов, были установлены кондиционеры Blue e+ мощностью охлаждения 2 кВт».

Высокое качество, экономия затрат и экологические преимущества

Использование экологически чистых решений и материалов, в том числе энергосистем, основанных на возобновляемых источниках энергии и источниках энергии с низким уровнем выбросов, является одной из отличительных черт машин, разработанных Orex. Другие преимущества гибридных решений компании включают сокращение отходов материалов и снижение производственных затрат, особенно при небольших производственных тиражах.

По сравнению с другими технологиями формования, такими как литье под давлением или прессование, процесс ротационного формования не требует высокого давления, необходимого для прессования материала в форму. Эта характеристика делает его идеальным методом для изготовления больших цельных изделий, таких как резервуары, контейнеры и внешние корпуса. Кроме того, ротационное формование значительно сводит к минимуму отходы материала. В отличие от конкурирующих методов производства, где избыточный материал часто обрезают и выбрасывают, почти весь пластик, используемый в процессе ротационного формования, становится частью конечного продукта. Это приводит к более эффективному использованию материалов и снижению общих производственных затрат.

«Инструменты, используемые при ротационном формовании, обычно проще и дешевле, чем инструменты, необходимые для других технологий формования. В результате этот процесс становится более доступным для производителей, особенно для производителей мелкосерийных партий. Кроме того, продукция, изготовленная с использованием этого процесса, отличается более высоким качеством. Они бесшовные, без сварных швов и соединений, что делает их более устойчивыми к износу, повреждениям и механическим воздействиям. Все эти преимущества делают ротационное формование привлекательным выбором для изделий, которые должны работать в сложных условиях окружающей среды»
заключает Пшемыслав Орлик, генеральный директор Orex Rotomoulding.

Case Study - Orex - 13 img
Case Study - Orex - 14 img
Case Study - Orex - 15 - img
Case Study - Orex - 16 - img