Применения    —    Производство строительных материалов

Разработка автоматического предвспенивателя пенополистирола

Предприятие «ВяткаСтройДеталь» -  разработчик и поставщик технологических линий по производству пенопласта пенополистирольного и изделий из него. Для решения очередной задачи – автоматизации предвспенивателя пенополистирола – предприятием вновь были выбраны приборы ОВЕН: панель оператора ИП320, программируемый логический контроллер ПЛК150, тензодатчик с преобразователем сигнала МВ110-224.1ТД, преобразователь частоты ПЧВ101-К75-А.

Особенности технологии производства пенополистирола

Пенополистирольный пенопласт был изобретён и запатентован фирмой BASF в 1951 году. С тех пор этот популярный материал используется в строительстве, упаковке и для решения различных технических задач. Эффективность материала в деле тепло- и звукоизоляции заключается в наполнении полимера воздухом, поэтому сырьё для производства называют вспенивающимся. В  производственном процессе полистирол проходит три стадии: расширение, сушку и формование. На первом этапе гранулы  увеличиваются в объеме, наполняясь воздухом до 98 % за счет содержания в полимере газа пентана. Таким образом, вспенивание полистирола является одним из основных процессов при производстве пенопласта и значительно влияет на качество конечного продукта. Данный процесс происходит в предвспенивателе, где под действием тепловой обработки происходит первичное вспенивание гранул полистирола.

Необходимость автоматизации

До автоматизации работа оборудования постоянно контролировалась  человеком. Оператору необходимо было внимательно следить за показателями температуры, времени парообработки гранул, давлением и количеством пара, за высотой роста гранул в рабочей камере. Если, по какой либо причине технология нарушалась, то это приводило к разрушению гранул и к порче сырья.

Кроме того, оператор был занят нелегким физическим трудом: при каждой загрузке рабочий взвешивал и засыпал в предвспениватель сырьё, масса которого порой могла достигать до 50 кг – в зависимости от желаемой марки пенопласта.

Немаловажно будет отметить и тот факт, что в производственной линии разные единицы оборудования имеют разную производительность. И ранее комплекс подготовки сырья отставал от формовочного узла, снижая эффективность работы и производительность всего цеха в целом. 

Автоматизированный предвспениватель

Компания «ВяткаСтройДеталь» в целях увеличения производительности и уменьшения человеческого риска ошибки выпустила полностью автоматический вспениватель гранул пенополистирола. 

В результате автоматизации оператору необходимо нажать только кнопку «Пуск» и задать через панель оператора ИП320 необходимые параметры технологического процесса. Контроллер ПЛК150 в связке с модулем дискретного ввода/вывода МДВВ полностью осуществляет управление и контроль процесса вспенивания.

Согласно запрограммированному циклу сначала осуществляется процесс прогревания камеры предвспенивателя до заданной через панель оператора температуры. Одновременно по шнековому транспортеру ведется загрузка сырья в весовой терминал. В весовом терминале установлен тензодатчик с преобразователем сигнала МВ110-224.1ТД. С преобразователя сигнала тензодатчика на вход контроллера поступает сигнал 4-20мА. Контроллер ПЛК150 в зависимости от сигнала с тензодатчика управляет скоростью вращения шнекового транспортера через частотный преобразователь ПЧВ101-К75-А. Данный способ позволяет достичь максимально точного веса сырья для предвспенивания. Так, при 50 килограммах сырья погрешность составила всего 9 граммов.

Как только в весовом терминале окажется нужное количество сырья, и камера будет прогрета до заданной температуры, осуществляется процесс загрузки сырья в камеру предвспенивателя и начинается процесс вспенивания.

Сырье в процессе вспенивания должно достичь объем  1 м³. За процессом вспенивания следят оптические датчики. Как только сырье достигло нужного объема, внизу предвспенивателя открывается окно выгрузки вспененного полистирола. Далее сырье попадает в сушилку и бункеры выдержки.

Далее предвспениватель начинает новый цикл с дозировки сырья. Количество циклов предвспенивателя также устанавливается через панель оператора ИП320.

Результат автоматизации

Данная автоматизация повысила производительность предвспенивателя с 80 до 140 м³ в смену и позволило свести к нулю количество брака.

Демонстрацию работы полностью автоматизированного цеха для производства пенопласта, смонтированного в Болгарии, можно увидеть на сайте http://www.penolider.ru/ в разделе «Видео».

Автоматической предвспениватель и система управления пневмотранспортом

Разработчик и исполнитель:

ГП «ВяткаСтройДеталь» (г. Киров)

Тел.: (8332) 521-121

Тел.: (8332) 51-33-22

http://avtomat.v-s-d.ru/

avtomat@v-s-d.ru

Контактные лица: Суднишников Денис, Кулыгин Артем