Motan集團(tuán)Colortronic公司為該公司位于墨西哥的一個大客戶提供并安裝了一套全自動化且中央材料處理監(jiān)控的設(shè)備
如果在生產(chǎn)設(shè)備里應(yīng)采用泵組作為組合結(jié)構(gòu)件時，那么這些泵必須能夠持續(xù)提供關(guān)于生產(chǎn)條件的信息，并且能夠?qū)崟r的對生產(chǎn)條件的變化作出反應(yīng)。在輸送作業(yè)中所生成敏感介質(zhì)時，智能系統(tǒng)的應(yīng)用則明顯有益。
在人工合成材料的輸送中，部分使用強(qiáng)磨料顆粒。在此，非常重要的是要盡可能確保材料流的穩(wěn)定輸送。在人工合成材料的生產(chǎn)中，生產(chǎn)流程的數(shù)字化能夠?qū)τ谌斯ず铣刹牧系臋C(jī)器和設(shè)備始終保持在一個數(shù)字化變化的現(xiàn)實(shí)水平上起著至關(guān)重要的作用。在此，泵的作用很重要，其中最重要的是保護(hù)輸送劑量和烘干裝置的側(cè)通道壓縮機(jī)和爪式真空泵。在人工合成材料生產(chǎn)中，最新技術(shù)的傳感裝置和頻率調(diào)節(jié)式驅(qū)動器的應(yīng)用，使得這些部件不僅僅只是成為加工原材料的主動生產(chǎn)部件的一個組成部分，而且還參與到形成產(chǎn)品及其形成產(chǎn)品所需的泵和設(shè)備之間的實(shí)時的信息交換。
如何具體看材料流智能化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和采用這些智能化系統(tǒng)能夠使生產(chǎn)力達(dá)到怎樣的改善呢?Motan集團(tuán)和Gardner Denver集團(tuán)的Elmo Rietschle技術(shù)公司在K2016展覽會上對此進(jìn)行了展示。作業(yè)中，Motan集團(tuán)的Metro G輸送裝置與側(cè)通道壓縮機(jī)和爪式真空泵協(xié)同作業(yè)。 Motan集團(tuán)展示的輸送裝置為模塊化的標(biāo)準(zhǔn)單元式裝置，借助于模塊化的標(biāo)準(zhǔn)單元式裝置，Motan可為客戶提供與之實(shí)際應(yīng)用相匹配的個性化技術(shù)解決方案。
整體的功能大于零件組合功能
數(shù)字化首先便意味著：聯(lián)網(wǎng)。為了使Metro G系列裝置能夠在今后的人工合成材料加工中得以實(shí)際應(yīng)用， Motan集團(tuán)和Gardner Denver集團(tuán)的Elmo Rietschle技術(shù)公司進(jìn)行了必要的合作。為了實(shí)現(xiàn)壓力和真空發(fā)生器結(jié)構(gòu)上的匹配則集成了最新的逆變器技術(shù)。這樣，側(cè)通道壓縮機(jī)和爪式真空泵便組成一個結(jié)構(gòu)緊湊的生產(chǎn)流程可調(diào)的噪聲低且吸力效力高的可調(diào)節(jié)的單元。由此便能夠?qū)崿F(xiàn)可在一個大的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的一級泵或是多級泵的靈活應(yīng)用，并能夠與上級控制裝置相連接。頻率可調(diào)的(和通過能效進(jìn)行調(diào)節(jié)的)側(cè)通道壓縮機(jī)的極限值最大可達(dá)22kW(圖1)。
圖1 能效高的側(cè)通道壓縮機(jī)頻率是可調(diào)式的，其有效效率最大可達(dá)22kW
選擇應(yīng)用發(fā)動機(jī)以及逆變器單元作為分中心，或是應(yīng)用用于運(yùn)行的開關(guān)箱調(diào)節(jié)器可使設(shè)備結(jié)構(gòu)具備重要的靈活性。這樣，經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動技術(shù)解決方案便可具有高性能，也可作為帶有電位計(jì)設(shè)定值的“單機(jī)”變頻器或是與Profibus界面聯(lián)網(wǎng)。
為了能夠使人工合成材料顆粒在人工合成材料輸送時對管道的磨損達(dá)到最低，必須保持均衡的輸送速度。人工合成材料氣動式的輸送不受輸送管道長度的影響，人工合成材料顆粒必須達(dá)到一個設(shè)定的速度，這樣人工合成材料的輸送流才能夠 與輸送管道的容積相匹配。由變頻器來調(diào)節(jié)側(cè)通道壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，工合成材料的輸送速度以及輸送量便能夠符合現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)作業(yè)需求。此外，通過短時間的提高側(cè)通道壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)還可重新回收這些投放在輸送管道里的材料顆粒。設(shè)備的加工機(jī)器材料的可靠供給是按照作業(yè)的最高峰狀況來設(shè)計(jì)的。這樣便能夠?qū)⑼C(jī)時間縮短至最低。
用于生產(chǎn)的側(cè)通道壓縮機(jī)
例如，生產(chǎn)場地位于墨西哥Monterrey的一家生產(chǎn)廠是Motan集團(tuán)一個大客戶。Motan集團(tuán)Colortronic公司為該客戶提供并安裝了全套自動化設(shè)備和材料處理中央監(jiān)控設(shè)備。該客戶的生產(chǎn)系統(tǒng)使用了1500多個人工合成材料輸送器，此外，該客戶使用的500余個重量分析式的混合和劑量器按合成材料顏色的不同分為不同的系列。為了生產(chǎn)中設(shè)備供應(yīng)人工合成材料，Motan集團(tuán)為該客戶安裝了24臺大型圓形料倉，這些大型圓形料倉安裝在稱重單元上，與48個全自動化的Metrolink材料選擇和分配裝置相連接，并且，為了連接各臺注塑機(jī)還設(shè)置了整整長達(dá)100km的管道。為了材料烘干，該客戶采用了16臺容量為2400m3的Luxor- á型烘干機(jī)以及104臺烘干調(diào)節(jié)裝置。最末端的綜合裝置通過控制網(wǎng)生產(chǎn)流程和設(shè)備控制裝置來實(shí)現(xiàn)整套設(shè)備的操作與監(jiān)控。該全套自動化設(shè)備和材料處理的控制方案基于Ethernet 進(jìn)行信息傳輸，借助于一個上級圖像化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了材料的烘干、混合、輸送以及儲料所需控制設(shè)備的集成。Motan集團(tuán)Colortronic公司的銷售經(jīng)理Detlev Schmidt說明，為了實(shí)現(xiàn)該套設(shè)備的安全運(yùn)行，該設(shè)計(jì)方案必須采用真空技術(shù)。這樣，該大客戶的每條生產(chǎn)線均設(shè)置有25臺注塑機(jī)，每臺注塑機(jī)帶有兩臺側(cè)通道壓縮機(jī)，以供應(yīng)新材料和準(zhǔn)備研磨的材料。為此，鼓風(fēng)噴射裝置選擇交替開和關(guān)作業(yè)模式，以保持各單個機(jī)組的作業(yè)運(yùn)行時間基本相等。此項(xiàng)應(yīng)用選用的是Gardner Denver集團(tuán)的Elmo Rietschle技術(shù)公司提供的Velocis型側(cè)通道壓縮機(jī)。Detlev Schmidt說：“該型側(cè)通道壓縮機(jī)絕對不需保養(yǎng)，且在整個作業(yè)流程中噪聲很低。”他認(rèn)為該型側(cè)通道注塑機(jī)的另一優(yōu)點(diǎn)是，頻率調(diào)節(jié)裝置通過適配空氣量來達(dá)到所需的個性化材料通行能力，從而實(shí)現(xiàn)合適的且高效率的材料輸送。
確保作業(yè)的節(jié)能潛力高
從圖表中便可清楚看出，該設(shè)備通過智能變頻器技術(shù)的應(yīng)用在材料流量不同的情況下均能夠達(dá)到節(jié)能(圖2)，該圖表中的例子是一個由單個頻率調(diào)節(jié)的1kW側(cè)通道壓縮機(jī)的作業(yè)運(yùn)行能耗計(jì)算的實(shí)例。在20000h的作業(yè)運(yùn)行時間內(nèi)，如果在該作業(yè)期間僅能夠節(jié)電10%的話，電的價格以每千瓦0.13歐元計(jì)算，那么，該側(cè)通道壓縮機(jī)便可節(jié)省3900歐元。
圖2 側(cè)通道壓縮機(jī)在運(yùn)行時通過應(yīng)用智能化調(diào)節(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能
由此可見，設(shè)備的可持續(xù)性節(jié)省生產(chǎn)成本的可能性還沒有完全開發(fā)出來。在該堅(jiān)實(shí)耐用的、低噪聲和無需保養(yǎng)的壓縮機(jī)和真空泵的模塊化的設(shè)備方案中，裝配有適配的且按作業(yè)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)裝置，節(jié)省運(yùn)行成本的潛力還很大，設(shè)備制造商或是設(shè)備使用廠家可通過頻率調(diào)節(jié)的驅(qū)動設(shè)備線及其與設(shè)備技術(shù)裝置的靈活匹配來進(jìn)一步開發(fā)可持續(xù)性節(jié)省生產(chǎn)成本的可能性。
圖3 裝有頻率調(diào)節(jié)的IE3發(fā)動機(jī)的C-VLR 301型極限真空泵每小時抽氣能力為370m3，在持續(xù)作業(yè)中極限真空壓為200mbar，通過采用發(fā)聲技術(shù)能明顯降低音輻射壓
在K 2016展覽會上，人們對一個裝有隔音材料輸送管的材料輸送系統(tǒng)表現(xiàn)出了特殊興趣，該裝有隔音材料輸送管連接著一個頻率調(diào)節(jié)的側(cè)通道壓縮機(jī)。該系統(tǒng)可這樣作差別化調(diào)整，在材料輸送時強(qiáng)力降低噪聲，以達(dá)到萬無一失的輸送材料，并使對材料輸送對管道的損害達(dá)到最低化(圖3)。在人工合成材料顆粒的磨蝕性強(qiáng)的情況下，特別適合采用這樣的裝有隔音材料輸送管的材料輸送系統(tǒng)。
標(biāo)準(zhǔn)單元式結(jié)構(gòu)可提高系統(tǒng)作業(yè)的靈活性
如果生產(chǎn)需要發(fā)生變化，那么Metro G系列的帶有壓力和真空發(fā)生器的模塊化標(biāo)準(zhǔn)單元式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)則能夠與作業(yè)所需的材料流量實(shí)現(xiàn)最佳匹配。此外，Gardner Denver集團(tuán)的Elmo Rietschle技術(shù)公司還為各種不同容量的輸送器研發(fā)出了不同尺寸大小的材料入口和材料出口，以確保各種不同容量的輸送器精準(zhǔn)的與材料的輸送流量以及輸送間隔相匹配。以這種方式可實(shí)現(xiàn)與不斷增大的數(shù)字化材料加工的必要靈活性和匹配度，并且可依此來滿足工業(yè)4.0意義上的智能化材料流的基本前提條件。
