Библиографическое описание:

Родионов Д. А., Суворина И. В., Шашков И. В., Князев Ю. В. Управление процессом выдува ПЭТ-бутылок. Технологический процесс // Молодой ученый. — 2016. — №3. — С. 201-203.



 

Современное оборудование для выпуска ПЭТ-тары работает на основе преформ. Вначале происходит их равномерный разогрев, после чего уже осуществляется непосредственный выдув.

Перед тем как выполнять разогрев, преформы проходят предварительный этап, на котором происходи их сортировка и ориентирование. В большинстве случаев они устанавливаются положением горлышко вверх. Далее преформы перемещаются в питатель, где отсеивается брак.

Равномерный прогрев преформ выполняется при помощи инфракрасных ламп, проходя по ленте перед которыми, преформы вращаются вокруг своей оси.

Для выдува ПЭТ-бутылок используют специальные формы, в которых разогретые преформы растягиваются штоками, а затем в них подается сжатый воздух под давлением около 40 бар.

Технология выдува ПЭТ-бутылок основана на свойствах полиэтилентерефталата, обуславливающих то, что при высоком давлении повышается термостойкость, а также газонепроницаемость.

После выполнения операции выдува, бутылки охлаждаются, и из пресс-формы попадает на транспортер, по которому она перемещается на линию розлива и упаковки.

Одним из главных недостатков любой ПЭТ-тары является низкие барьерные характеристики, в результате чего в бутылку попадает ультрафиолет и кислород, а из нее выходит углекислота, снижая, тем самым, свойства и срок хранения продукции.

Поэтому, современное оборудование по выпуску ПЭТ-тары, должно быть ориентировано на максимальное повышение газо- и светонепроницаемости.

Для этого применяются различные технологии, наиболее популярными из которых, на сегодняшний день, являются использование многослойной структуры, а также нанесение специального защитного слоя, так называемого «барьера».

Пэт-тара, произведенная по многослойной технологии, состоит из нескольких прослоек полиэтилентерефталата, между которыми находится специальный полимер, такой, например, как нейлон, который может быть активным или пассивным барьером. В первом случае слой полимера поглощает кислород, а, во втором, не пропускает сквозь себя лучи ультрафиолета.

Главным недостатком многослойной технологии производства ПЭТ-тары является высокая конечная стоимость продукции.

Напыление барьерного слоя на поверхность ПЭТ-тары также является весьма трудоемким и дорогостоящим технологическим процессом, для которого потребуется специальное оборудование, стоимостью более миллиона долларов США, что и делает данный способ выпуска ПЭТ-тары не слишком распространенным на сегодняшний день. [1]

Автоматическая система управления выдувом ПЭТ-бутылок.

Автоматическое управление широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья. Цель управления тем или иным образом связывается с изменением во времени регулируемой (управляемой) величины — выходной величины управляемого объекта. Для осуществления цели управления, с учётом особенностей управляемых объектов различной природы и специфики отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта — управляющее воздействие. Оно предназначено также для компенсации эффекта внешних возмущающих воздействий, стремящихся нарушить требуемое поведение регулируемой величины. Управляющее воздействие вырабатывается устройством управления (УУ). Совокупность взаимодействующих управляющего устройства и управляемого объекта образует систему автоматического управления. [1]

Управление процессом выдува ПЭТ-бутылок ранее было построено на релейной автоматике, а регулирование температуры осуществлялось переменным резистором. Такой уровень управления не обеспечивал надлежащего качества и не выпуска обходимого объема продукции, тормозил расширение производственных мощностей, значительно усложнялись наладочные работы при смене типа выдуваемой бутылки. Поэтому модернизация системы управления выдувной машиной стала неотложной задачей с особым вниманием к точности соблюдения температуры.

Учитывая сложность процесса управления движением преформ, их замыканием-размыканием, включением-выключением клапанов, точностью регулировки температуры и выполнением множества мелких операций, было решено построить систему управления на базе программируемого логического контроллера ОВЕН ПЛК100-24.Р-L. Требуемую точность температуры в данном случае обеспечивает функциональный блок ПИД-регулятор с автонастройкой. Автонастройка ПИД-регулятора происходит при каждом включении выдувной машины, т. к. величина температуры варьируется в определенном интервале и зависит и от конкретных заготовок, и от их формы, поддержка нужной температуры очень важно для качественного выдува ПЭТ-бутылок. Автонастройку можно запустить в любое время с операторской графической панели. Она же служит для задания параметров управления и отображения аварийных ситуаций.

В процессе отладки проекта выяснилось, что реализация ПИД-регулирования в каждой из шести зон, связанных между собой, оказалась неэффективной. Поэтому температура контролируется в одной зоне — ведущей. В остальных зонах распределяется от 0 до 100 % мощности. Величина мощности, распределяемая по зонам, также устанавливается на операторской панели.

Нагрев в зонах осуществляется лампами КГЦ, по 2200 Вт на зону. Для большей долговечности лампы во время работы должны быть всегда включены, поэтому управление лампами методом «перехода через ноль» не подходило. Для решения этой проблемы решено было использовать модуль МВУ-У с унифицированным сигналом (0…10 В) с шестью модулями МРМ3-60-8, которые обеспечивают управление 60-амперной нагрузкой фазовым методом. Управление модулем МРМ3-60-8 осуществляется сигналом напряжения 0…5 В: при пяти вольтах на входе нагрузка отключена, а при нуле — на нее передается 100 % мощности. Для питания входных цепей модулей МРМ3-60-8 используется блок питания БП15Б-Д2-5. Согласование сигналов МВУ-У и МРМ3-60-8 обеспечивает программа контроллера. Управление исполнительными органами осуществляется посредством модуля вывода ОВЕН МВУ8-У. [3]

Предполагается, что в результате использования данной системы управления выдувом ПЭТ-бутылок удастся резко снизить процент производственного брака, а также значительно упростить наладочные работы при смене типа выдуваемой бутылки. Таким образом, будут сокращены простои оборудования и снизятся затраты на закупку преформ и на электроэнергию. Все это даст ощутимый экономический эффект.

 

Литература:

 

  1.                http://standart-plus.ru/vyiduv-pet-butyilok/
  2.                http://onmcso.narod.ru/cay/
  3.                http://www.owen.ru/63449094

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle