Mūsdienu konkurētspējīgā ražošanas pasaulē daudzas rūpnīcas joprojām paļaujas uz vecām formēšanas mašīnām. Šīm mašīnām kādreiz bija galvenā loma, taču tagad tās saskaras ar tādām problēmām kā zema efektivitāte, nestabila produktu kvalitāte un augstas uzturēšanas izmaksas. Lai tos aizstātu ar jaunām iekārtām, ir nepieciešama liela naudas summa, kas ir smags slogs vairumam mazo un vidējo uzņēmumu{2}}. Par laimi, ir labāks risinājums: veco formēšanas iekārtu modernizēšana ar moderniem Siemens PLC. Šajā rakstā tiks pētīts, kā šis modernizācijas projekts kļūst par{5}}ekonomiski izdevīgu rūpnīcu modernizācijas ceļu, kā arī dalīsies praktiskā atziņā par to, kā modernizēt vecās formēšanas iekārtas, izmantojot Siemens PLC.
Veco liešanas mašīnu izaicinājumi mūsdienu ražošanā
Vecās formēšanas mašīnas, piemēram, dažas tradicionālās iesmidzināšanas formēšanas mašīnas un spirālveida asmeņu formēšanas mašīnas, pakāpeniski nav spējušas apmierināt mūsdienu ražošanas vajadzības. Viņu problēmas galvenokārt atspoguļojas četros aspektos:
Zema ražošanas efektivitāte un liela atkarība no darbaspēka
Lielākā daļa veco formēšanas mašīnu ir atkarīgas no manuālas darbības tādiem procesiem kā veidņu maiņa, materiālu padeve un produktu ņemšana. Tas ne tikai palielina darbaspēka intensitāti, bet arī izraisa biežas ražošanas pauzes. Piemēram, ar manuālu tinumu formēšanas mašīnu dienā var saražot tikai 50 kvadrātmetrus produkcijas, kas ir tālu no masveida ražošanas pieprasījuma 500 kvadrātmetru dienā būvmateriālu nozarē. Turklāt vecās releja vadības sistēmas reakcijas ātrums ir lēns, kā rezultātā ir gari formēšanas cikli un zems aprīkojuma izmantošanas līmenis (dažās darbnīcās mazāk nekā 60%).
Nestabila produktu kvalitāte un augsts lūžņu daudzums
Vecā vadības sistēma nevar precīzi kontrolēt galvenos ražošanas parametrus, piemēram, temperatūru, spiedienu un ātrumu. Piemēram, iesmidzināšanas formēšanas mašīnas, ražojot precīzas plastmasas daļas, produkta izmēra novirze ir liela, un lūžņu daudzums joprojām ir augsts. Spirālveida lāpstiņu formēšanas mašīnām tradicionālo segmentveida formēšanas mašīnu ražoto asmeņu slīpuma novirze var sasniegt ±3 mm, kas transportēšanas laikā izraisa aizsprostojumus. Šīs kvalitātes problēmas tieši ietekmē produktu konkurētspēju tirgū.
Augsts enerģijas patēriņš un uzturēšanas izmaksas
Veco formēšanas mašīnu energosistēmas parasti ir novecojušas. Piemēram, dažas tradicionālās hidrauliskās iesmidzināšanas iekārtas patērē par 30%-50% vairāk enerģijas nekā jaunie enerģiju taupošie modeļi. Tajā pašā laikā daudzas veco iekārtu sastāvdaļas ir novecojušas un grūti iegādājamas, kā rezultātā rodas gari apkopes cikli un augstas izmaksas. Ikgadējās spirālveida asmeņu nomaiņas izmaksas kalnrūpniecības nozarē veido 35% no aprīkojuma uzturēšanas izmaksām, kas uzņēmumiem ir milzīgi izdevumi.
Slikta saderība un mērogojamība
Dažādojot tirgus pieprasījumu, uzņēmumiem pastāvīgi jāpielāgo ražošanas procesi un produktu veidi. Tomēr veco formēšanas iekārtu vadības sistēmas nevar efektīvi savienoties ar jaunām automatizācijas iekārtām vai ražošanas vadības sistēmām. Ieviešot jaunas veidnes vai paplašinot ražošanas līnijas, uzņēmumiem bieži ir jāveic daudz pārveidošanas darbu, kas ir laikietilpīgi un dārgi.
Kāpēc izvēlēties Siemens PLC veco liešanas mašīnu modernizēšanai?
Veco formēšanas iekārtu modernizēšana ar Siemens PLC ir ne tikai ekonomiskāka nekā jaunu iekārtu iegāde, bet arī var ievērojami uzlabot iekārtu veiktspēju. Siemens PLC ir daudz priekšrocību, kas ir īpaši piemērotas formēšanas iekārtu modernizēšanai, padarot to par pirmo izvēli daudzu uzņēmumu modernizācijas projektos.
Augsta uzticamība un stabila veiktspēja
Siemens PLC ir pazīstams ar savu augsto uzticamību rūpnieciskā vidē. Tas var stabili darboties skarbos apstākļos, piemēram, augstā temperatūrā, mitrumā un elektromagnētiskos traucējumos, kas ir ļoti svarīgi nepārtrauktai ražošanai rūpnīcās. Piemēram, segmentu manipulatoru modernizācijā izmantotajam Siemens S7-1515F PLC ir spēcīgas kustības kontroles iespējas un rūpnieciska uzticamība, nodrošinot minimālu dīkstāvi. Šī stabilitāte var ievērojami samazināt veco formēšanas iekārtu atteices līmeni pēc modernizācijas.
Precīza kontrole un uzlabota produktu kvalitāte
Siemens PLC var precīzi kontrolēt galvenos ražošanas parametrus, piemēram, temperatūru, spiedienu un formēšanas mašīnu ātrumu. Savienojot ar sensoriem un izpildmehānismiem, tas var apkopot{1}}reāllaika ražošanas datus un savlaicīgi pielāgot parametrus. 5 veco iesmidzināšanas formēšanas iekārtu modernizēšanas projektā mazā un vidēja izmēra plastmasas izstrādājumu rūpnīcā pēc Siemens S7-1200 PLC izmantošanas produktu kvalifikācijas rādītājs palielinājās par 15%, un precīzās plastmasas detaļu izmēra precizitāti varēja kontrolēt ±0,01 mm robežās. Tas pilnībā parāda, ka Siemens PLC var efektīvi atrisināt veco iekārtu nestabilas produktu kvalitātes problēmu.
Izmaksu-efektivitāte un mazāki ieguldījumi
Veco formēšanas iekārtu modernizēšanas izmaksas ar Siemens PLC ir tikai daļa no jaunu iekārtu iegādes. Saskaņā ar nozares datiem, modernizēšana var ietaupīt 50%-70% no izmaksām, salīdzinot ar jauna aprīkojuma iegādi. Tajā pašā laikā modernizācijas projektā var atkārtoti izmantot veco mašīnu mehāniskās daļas, kas joprojām ir labā stāvoklī, izvairoties no resursu izšķērdēšanas. Uzņēmumiem ar ierobežotiem līdzekļiem tas ir ļoti rentabls modernizācijas ceļš. Turklāt modernizēto iekārtu enerģijas patēriņu var samazināt par aptuveni 20%, vēl vairāk ietaupot uzņēmumu darbības izmaksas.
Spēcīga saderība un mērogojamība
Siemens PLC ir laba saderība, un to var viegli savienot ar dažādiem sensoriem, izpildmehānismiem un cilvēka{0}}mašīnas saskarnēm (HMI). Tā atbalsta arī vairākus sakaru protokolus, padarot to ērti integrējamu ar uzņēmuma ražošanas vadības sistēmu, lai realizētu attālo uzraudzību un datu pārvaldību. Piemēram, pēc modernizācijas ar Siemens PLC formēšanas mašīnas var augšupielādēt ražošanas datus pārvaldības sistēmā, izmantojot OPC UA vai Modbus, ļaujot vadītājiem reāllaikā izprast aprīkojuma darbības statusu. Turklāt, mainoties uzņēmuma ražošanas vajadzībām, pārveidojot PLC programmu, var pievienot jaunas funkcijas, bez nepieciešamības veikt liela mēroga{5}}aparatūras modifikācijas, kurām ir spēcīga mērogojamība.
Galvenie soļi veco liešanas mašīnu modernizēšanai ar Siemens PLC
Veco formēšanas iekārtu modernizēšanas process ar Siemens PLC ir jāveic kārtīgi. Tālāk ir norādīti galvenie soļi, lai nodrošinātu modernizācijas projekta panākumus, kas arī ir svarīga daļa no Siemens PLC modernizācijas soļiem formēšanas aprīkojumam.
Iepriekšēja izpēte un programmas izstrāde
Pirmkārt, ir jāveic visaptveroša vecās formēšanas mašīnas izpēte, tostarp jāsaprot mehāniskā struktūra, sākotnējā vadības sistēma, ražošanas process un esošās problēmas. Pamatojoties uz to, izstrādājiet mērķtiecīgu modernizācijas plānu, nosakiet Siemens PLC modeli (piemēram, S7{2}}1200 maziem un vidējiem{4}}projektiem, S7-1515F liela mēroga projektiem ar augstām kustības kontroles prasībām) un atlasiet atbalsta aprīkojumu, piemēram, HMI, sensorus un izpildmehānismus. Piemēram, ja formēšanas iekārtai ir jākontrolē spiediens un temperatūra, jāpievieno analogs modulis, piemēram, SM 1231 AI. Projektēšanas plānā jāņem vērā arī iekārtas mērogojamība nākotnē, lai izvairītos no atkārtotām modifikācijām.
Aparatūras uzstādīšana un elektroinstalācija
Kad plāns ir noteikts, sāciet aparatūras instalēšanu. Vispirms noņemiet vecās vadības sastāvdaļas, kuras vairs neizmanto, pēc tam instalējiet Siemens PLC, HMI, sensorus un citu jauno aprīkojumu. Elektroinstalācijas procesa laikā ir stingri jāievēro elektroinstalācijas shēma, lai nodrošinātu elektroinstalācijas pareizību un stingrību, un jāpievērš uzmanība spēcīgas un vājas elektrības izolēšanai, lai izvairītos no elektromagnētiskiem traucējumiem. Piemēram, pievienojot spiediena sensoru un temperatūras sensoru PLC, izmantojiet ekranētus vadus, lai samazinātu signāla traucējumus. Kad instalēšana ir pabeigta, vēlreiz pārbaudiet vadu, lai pārliecinātos, ka nav kļūdu, piemēram, īssavienojumi vai atvērtas ķēdes.
Programmēšana un atkļūdošana
Izmantojiet Siemens TIA portāla programmatūru, lai programmētu PLC atbilstoši formēšanas mašīnas ražošanas procesa prasībām. Programmai ir jārealizē katras formēšanas iekārtas ražošanas posma vadības loģika, piemēram, veidņu aizvēršana, iesmidzināšana, spiediena noturēšana, dzesēšana, veidņu atvēršana un produkta izmešana. Piemēram, programma var iestatīt veidnes aizvēršanas stāvokli kā "nav kļūdu + veidne nav aizvērta" un iesmidzināšanas stāvokli kā "veidne aizvērta + temperatūra līdz standartam". Kad programmēšana ir pabeigta, veiciet atkļūdošanu. Vispirms pārbaudiet katru darbību atsevišķi, lai pārliecinātos, ka katra daļa darbojas normāli, un pēc tam veiciet visa procesa savienojuma pārbaudi. Atkļūdošanas procesa laikā izmantojiet TIA portāla tiešsaistes uzraudzības funkciju, lai pārbaudītu mainīgo vērtības reāllaikā-, atrastu un savlaicīgi atrisinātu problēmas. Tajā pašā laikā pielāgojiet parametrus atbilstoši faktiskajai ražošanas situācijai, lai optimizētu ražošanas procesu.
Nodošana ekspluatācijā un personāla apmācība
Kad iekārtu atkļūdošana ir pabeigta, veiciet izmēģinājuma darbību faktiskajā ražošanas vidē. Izmēģinājuma darbības laikā novērojiet iekārtas darbības statusu, ražošanas efektivitāti un produkta kvalitāti un veiciet galīgās parametru korekcijas. Papildus nepieciešams apmācīt rūpnīcas darbiniekus, tostarp jaunās vadības sistēmas darbību, parametru regulēšanu un ikdienas apkopi. Tikai tad, kad darbinieki var prasmīgi izmantot modernizēto aprīkojumu, var panākt maksimālu modernizācijas projekta efektu.
Izmaksu{0}}Siemens PLC modernizēšanas ieguvumu analīze
Uzņēmumiem galvenā modernizācijas problēma ir izmaksu{0}}ieguvumu attiecība. Ņemsim par piemēru mazu un vidēju plastmasas izstrādājumu rūpnīcu, lai analizētu izmaksas un ieguvumus, ko rada veco iesmidzināšanas formēšanas iekārtu modernizēšana ar Siemens PLC, kas var palīdzēt izprast Siemens PLC formēšanas iekārtu modernizācijas izmaksas.
Modernizācijas izmaksas
Vienas vecās iesmidzināšanas formēšanas iekārtas modernizēšanas izmaksas ar Siemens PLC galvenokārt ietver: Siemens S7-1200 PLC (apmēram 1500 USD), HMI (apmēram 800 USD), sensorus un izpildmehānismus (apmēram 1200 USD), vadus un citus piederumus (apmēram 500 USD) un darbaspēka izmaksas (apmēram USD 1,0). Kopējās izmaksas ir aptuveni 5000 USD. Ja rūpnīcā vienlaikus tiek modernizētas 5 mašīnas, kopējās izmaksas ir aptuveni 25 000 USD.
Modernizācijas priekšrocības
1. Samazinātas darbaspēka izmaksas: pēc modernizācijas iekārta var realizēt 24 stundu nepārtrauktu darbību bez manuālas darbības, samazinot 2 operatorus uz vienu mašīnu. Aprēķinot 3000 USD vienam operatoram mēnesī, 5 mašīnas var ietaupīt USD 36 000 gadā darbaspēka izmaksās.
2. Uzlabota ražošanas efektivitāte: modernizētās iekārtas ražošanas efektivitāte tiek palielināta par 50%. Sākotnēji katra iekārta ražo 10 000 produktu mēnesī, un pēc modernizācijas tā var ražot 15 000 produktu. Aprēķinot ar peļņu 0,1 $ par produktu, 5 iekārtas var palielināt gada peļņu par 30 000 $.
3. Samazināta lūžņu likme un izejvielu izmaksas: lūžņu likme tiek samazināta par 30%, ietaupot aptuveni 12 000 USD izejvielu izmaksās gadā 5 mašīnām.
4. Samazinātas enerģijas izmaksas: enerģijas patēriņš tiek samazināts par 20%, ietaupot aptuveni 6000 USD elektroenerģijas izmaksās gadā 5 mašīnām.
Kopumā rūpnīca var atgūt modernizācijas izmaksas aptuveni 8 mēnešos, un pēc tam gada tīro peļņu var palielināt par aptuveni 60 000 USD. Tas pilnībā parāda, ka veco formēšanas iekārtu modernizēšanai ar Siemens PLC ir ievērojams ekonomisks ieguvums.
Bieži sastopamās problēmas un risinājumi modernizēšanā
Modernizējot vecās formēšanas mašīnas ar Siemens PLC, var rasties dažas izplatītas problēmas. Atbilstošo risinājumu apgūšana var nodrošināt modernizācijas projekta raitu norisi.
1. problēma: nevienmērīga mašīnas kustība
Iemesls: PLC skenēšanas cikls ir pārāk garš vai proporcionālie vārsta parametri ir iestatīti nepareizi.
Risinājums: optimizējiet programmas loģiku, samaziniet sarežģītus aprēķinus, lai saīsinātu skenēšanas ciklu; noregulējiet proporcionālā vārsta pastiprinājuma vērtību, lai kustība būtu vienmērīgāka.
2. problēma: nestabils spiediens vai temperatūra
Iemesls: sensora precizitāte ir nepietiekama vai uzstādīšanas pozīcija ir nepareiza.
Risinājums: nomainiet ar augstas{0}}precizitātes sensoriem un pārliecinieties, ka sensori ir uzstādīti stingri un prom no traucējumu avotiem.
3. problēma: biežas aprīkojuma trauksmes
Iemesls: trauksmes slieksnis ir iestatīts pārāk jutīgi.
Risinājums: pārbaudiet trauksmes apstākļus, saprātīgi iestatiet sliekšņa diapazonu un izvairieties no viltus trauksmes.
4. problēma: jauno un veco komponentu nesaderība
Iemesls: jaunais Siemens PLC un atbalsta aprīkojums nav saderīgi ar vecajiem mehāniskajiem komponentiem.
Risinājums: izstrādājot modernizācijas plānu, pilnībā jāņem vērā jauno un veco komponentu savietojamība; ja nepieciešams, izmantojiet pielāgotas adaptera plāksnes, lai izveidotu savienojumu starp jauniem un veciem komponentiem.
Secinājums: Siemens PLC modernizēšana ir saprātīga izvēle uzņēmuma modernizācijai
Pieaugošās tirgus konkurences apstākļos ražošanas efektivitātes un produktu kvalitātes uzlabošana ir ražošanas uzņēmumu attīstības atslēga. Veco formēšanas iekārtu modernizēšana ar moderniem Siemens PLC nodrošina rentablu{1}}modernizācijas ceļu uzņēmumiem. Tas ne tikai atrisina problēmas, kas saistītas ar zemu efektivitāti, nestabilu kvalitāti un veco iekārtu augstām izmaksām, bet arī palīdz uzņēmumiem realizēt ražošanas digitālo pārveidi. Siemens PLC priekšrocības veco formēšanas iekārtu modernizācijai ir acīmredzamas, tostarp uzlabota uzticamība, precīza vadība, izmaksu ietaupījumi un spēcīga mērogojamība.
Uzņēmumiem, kuri joprojām šaubās par to, vai nomainīt vecās iekārtas, Siemens PLC modernizēšana neapšaubāmi ir racionālāka izvēle. Veicot zinātniskas modernizācijas darbības un laikus risinot izplatītas problēmas, uzņēmumi var ātri atgūt ieguldījumus un gūt ilgtermiņa ekonomiskus ieguvumus{1}}. Nākotnē, nepārtraukti attīstoties rūpnieciskās automatizācijas tehnoloģijai, Siemens PLC ieņems nozīmīgāku lomu ražošanas uzņēmumu modernizācijā. Siemens PLC izvēle modernizācijai nozīmē labākas attīstības nākotni uzņēmumam, un tā ir arī konkrēta prakse veco formēšanas iekārtu jaunināšanai ar Siemens PLC.
