V današnjem konkurenčnem svetu proizvodnje se številne tovarne še vedno zanašajo na stare stroje za oblikovanje. Ti stroji so nekoč igrali ključno vlogo, zdaj pa se soočajo s težavami, kot so nizka učinkovitost, nestabilna kakovost izdelkov in visoki stroški vzdrževanja. Njihova zamenjava z novimi stroji zahteva veliko denarja, kar je za večino malih in srednje-velikih podjetij veliko breme. Na srečo obstaja boljša rešitev: naknadno opremljanje starih strojev za vlivanje s sodobnimi PLC-ji Siemens. Ta članek bo raziskal, kako ta projekt naknadnega opremljanja postane stroškovno-učinkovita posodobitvena pot za tovarne, in delil tudi praktične vpoglede o tem, kako naknadno opremiti stare stroje za vlivanje s Siemens PLC.
Izzivi starih modelirnih strojev v sodobni proizvodnji
Stari stroji za vlivanje, kot so nekateri tradicionalni stroji za brizganje in stroji za vlivanje s spiralnimi rezili, postopoma niso zadostili potrebam sodobne proizvodnje. Njihove težave se odražajo predvsem v štirih vidikih:
Nizka proizvodna učinkovitost in velika odvisnost od dela
Večina starih modelirnih strojev se zanaša na ročno upravljanje za postopke, kot so menjava kalupa, dovajanje materiala in jemanje izdelka. To ne samo poveča delovno intenzivnost, ampak povzroči tudi pogoste prekinitve proizvodnje. Na primer, ročni stroj za navijanje lahko proizvede samo 50 kvadratnih metrov izdelkov na dan, kar še zdaleč ne zadosti povpraševanju po množični proizvodnji 500 kvadratnih metrov na dan v industriji gradbenih materialov. Poleg tega je odzivna hitrost starega relejnega krmilnega sistema počasna, kar povzroča dolge cikle oblikovanja in nizko stopnjo izkoriščenosti opreme (manj kot 60 % v nekaterih delavnicah).
Nestabilna kakovost izdelka in visoka stopnja odpadkov
Stari nadzorni sistem ne more natančno nadzorovati ključnih proizvodnih parametrov, kot so temperatura, tlak in hitrost. Če za primer vzamemo stroje za brizganje, je odstopanje velikosti izdelka pri izdelavi natančnih plastičnih delov veliko, stopnja odpadkov pa ostaja visoka. Pri strojih za oblikovanje spiralnih rezil lahko odstopanje naklona rezil, proizvedenih s tradicionalnimi stroji za segmentno oblikovanje, doseže ±3 mm, kar povzroči blokade med transportom. Te težave s kakovostjo neposredno vplivajo na tržno konkurenčnost izdelkov.
Visoka poraba energije in stroški vzdrževanja
Napajalni sistemi starih modelirnih strojev so običajno zastareli. Nekateri tradicionalni hidravlični stroji za brizganje na primer porabijo 30 %-50 % več energije kot novi energetsko varčni modeli. Hkrati je veliko komponent starih strojev zastarelih in jih je težko kupiti, kar povzroča dolge cikle vzdrževanja in visoke stroške. Letni stroški zamenjave spiralnih rezil v rudarski industriji predstavljajo 35 % stroškov vzdrževanja opreme, kar je velik strošek za podjetja.
Slaba združljivost in razširljivost
Z diverzifikacijo tržnega povpraševanja morajo podjetja nenehno prilagajati proizvodne procese in vrste izdelkov. Vendar pa se krmilni sistemi starih modelirnih strojev ne morejo učinkovito povezati z novo opremo za avtomatizacijo ali sistemi za upravljanje proizvodnje. Pri uvajanju novih kalupov ali širitvi proizvodnih linij morajo podjetja pogosto opraviti veliko modifikacij, kar je zamudno-in drago.
Zakaj izbrati Siemens PLC za naknadno opremljanje starih strojev za vlivanje?
Naknadno opremljanje starih modelirnih strojev s Siemensovim PLC-jem ni le bolj ekonomično kot nakup novih strojev, ampak lahko tudi znatno izboljša zmogljivost opreme. Siemens PLC ima številne prednosti, ki so še posebej primerne za naknadno opremljanje strojev za vlivanje, zaradi česar je prva izbira za številne projekte modernizacije podjetij.
Visoka zanesljivost in stabilno delovanje
Siemens PLC je znan po visoki zanesljivosti v industrijskih okoljih. Stabilno lahko deluje v težkih pogojih, kot so visoka temperatura, vlaga in elektromagnetne motnje, kar je ključnega pomena za neprekinjeno proizvodnjo v tovarnah. Na primer, PLC Siemens S7-1515F, ki se uporablja pri naknadnem opremljanju segmentnih manipulatorjev, ima močne zmožnosti nadzora gibanja in industrijsko zanesljivost, kar zagotavlja minimalne izpade. Ta stabilnost lahko močno zmanjša stopnjo napak starih modelirnih strojev po naknadni vgradnji.
Natančen nadzor in izboljšana kakovost izdelkov
Siemens PLC lahko natančno nadzoruje ključne proizvodne parametre, kot so temperatura, tlak in hitrost strojev za oblikovanje. S povezovanjem s senzorji in aktuatorji lahko zbira-podatke o proizvodnji v realnem času in pravočasno prilagaja parametre. V projektu naknadnega opremljanja 5 starih strojev za brizganje v majhni in srednje veliki-tovarni plastičnih izdelkov se je po uporabi Siemens S7-1200 PLC stopnja kvalifikacije izdelka povečala za 15 %, natančnost velikosti natančnih plastičnih delov pa je bilo mogoče nadzorovati v okviru ±0,01 mm. To v celoti dokazuje, da lahko Siemens PLC učinkovito reši problem nestabilne kakovosti izdelkov starih strojev.
Stroškovna-učinkovitost in zmanjšana naložba
Stroški naknadne opremljanja starih modelirnih strojev s Siemens PLC so le delček nakupa novih strojev. Po podatkih iz industrije lahko naknadno opremljanje prihrani 50 %-70 % stroškov v primerjavi z nakupom nove opreme. Hkrati lahko projekt naknadnega opremljanja ponovno uporabi mehanske dele starih strojev, ki so še vedno v dobrem stanju, s čimer se izognemo zapravljanju virov. Za podjetja z omejenimi sredstvi je to zelo stroškovno učinkovita pot posodobitve. Poleg tega se lahko poraba energije pri naknadno vgrajenih strojih zmanjša za približno 20 %, kar še dodatno prihrani obratovalne stroške za podjetja.
Močna združljivost in razširljivost
PLC Siemens ima dobro združljivost in ga je mogoče preprosto povezati z različnimi senzorji, aktuatorji in vmesniki človek-stroj (HMI). Podpira tudi več komunikacijskih protokolov, kar omogoča priročno integracijo s sistemom upravljanja proizvodnje v podjetju za uresničitev nadzora in upravljanja podatkov na daljavo. Na primer, po naknadni opremljanju s Siemensovim PLC-jem lahko stroji za vlivanje naložijo podatke o proizvodnji v sistem upravljanja prek OPC UA ali Modbus, kar upraviteljem omogoča, da v realnem-času dojamejo stanje delovanja opreme. Poleg tega, ko se proizvodne potrebe podjetja spremenijo, je mogoče dodati nove funkcije s spreminjanjem programa PLC, brez potrebe po obsežnih-spremembah strojne opreme, ki ima močno razširljivost.
Ključni koraki za naknadno opremljanje starih strojev za vlivanje s Siemens PLC
Postopek naknadnega opremljanja starih modelirnih strojev s Siemensovim PLC-jem je treba izvesti na urejen način. Sledijo ključni koraki za zagotovitev uspeha projekta naknadnega opremljanja, ki je tudi pomemben del korakov za naknadno opremljanje Siemens PLC opreme za oblikovanje.
Predhodna preiskava in načrtovanje programa
Najprej je treba opraviti celovito preiskavo starega stroja za vlivanje, vključno z razumevanjem mehanske strukture, izvirnega nadzornega sistema, proizvodnega procesa in obstoječih težav. Na tej podlagi oblikujte ciljni načrt za naknadno opremljanje, določite model Siemens PLC (kot je S7-1200 za majhne in srednje-projekte, S7-1515F za obsežne projekte z visokimi zahtevami za nadzor gibanja) in izberite podporno opremo, kot so HMI, senzorji in aktuatorji. Na primer, če mora stroj za vlivanje nadzorovati tlak in temperaturo, je treba dodati analogni modul, kot je SM 1231 AI. Načrt zasnove mora upoštevati tudi prihodnjo razširljivost opreme, da bi se izognili ponavljajočim se spremembam.
Namestitev strojne opreme in ožičenje
Ko je načrt določen, začnite namestitev strojne opreme. Najprej odstranite stare krmilne komponente, ki niso več v uporabi, nato pa namestite Siemens PLC, HMI, senzorje in drugo novo opremo. Med postopkom ožičenja je treba dosledno upoštevati shemo ožičenja, da zagotovite pravilnost in trdnost napeljave, ter paziti na izolacijo močne in šibke električne energije, da se izognete elektromagnetnim motnjam. Na primer, pri povezovanju senzorja tlaka in senzorja temperature na PLC uporabite oklopljene žice, da zmanjšate motnje signala. Ko je namestitev končana, znova preverite napeljavo, da se prepričate, da ni napak, kot so kratki ali odprti tokokrogi.
Programiranje in odpravljanje napak
Uporabite programsko opremo Siemens TIA Portal za programiranje PLC-ja glede na zahteve proizvodnega procesa stroja za oblikovanje. Program mora realizirati krmilno logiko vsake proizvodne stopnje stroja za vlivanje, kot so zapiranje kalupa, vbrizgavanje, vzdrževanje tlaka, hlajenje, odpiranje kalupa in izmet izdelka. Program lahko na primer nastavi pogoj zapiranja kalupa kot "brez napake + kalup ni zaprt", stanje vbrizgavanja pa kot "zaprt kalup + temperatura do standarda". Ko je programiranje končano, izvedite odpravljanje napak. Najprej preizkusite vsako dejanje posebej, da zagotovite, da vsak del deluje normalno, nato pa izvedite testiranje povezave celotnega procesa. Med postopkom odpravljanja napak uporabite funkcijo spletnega spremljanja portala TIA, da preverite vrednosti spremenljivk v realnem-času, poiščete in pravočasno rešite težave. Hkrati prilagodite parametre glede na dejansko proizvodno situacijo, da optimizirate proizvodni proces.
Zagon in usposabljanje osebja
Po končanem razhroščevanju opreme izvedite poskusno delovanje v dejanskem proizvodnem okolju. Med poskusnim obratovanjem opazujte stanje delovanja opreme, učinkovitost proizvodnje in kakovost izdelka ter končno prilagodite parametre. Poleg tega je potrebno usposobiti tovarniško osebje, vključno z delovanjem novega krmilnega sistema, prilagajanjem parametrov in dnevnim vzdrževanjem. Šele ko lahko osebje strokovno uporablja naknadno vgrajeno opremo, je mogoče doseči največji učinek projekta prenove.
Analiza stroškov-dobitev naknadnega opremljanja PLC Siemens
Za podjetja je glavna skrb naknadnega opremljanja razmerje med-stroški in koristmi. Vzemimo za primer majhno in srednje veliko-tovarno plastičnih izdelkov, da analiziramo stroške in koristi naknadne opremljanja starih strojev za brizganje s Siemens PLC, kar vam lahko pomaga razumeti stroške naknadne opremljanja Siemens PLC strojev za vlivanje.
Stroški naknadnega opremljanja
Stroški naknadne opremljanja enega samega starega stroja za brizganje s Siemens PLC večinoma vključujejo: Siemens S7-1200 PLC (približno 1500 USD), HMI (približno 800 USD), senzorje in aktuatorje (približno 1200 USD), napeljavo in druge dodatke (približno 500 USD) in stroške dela (približno 1000 USD). Skupni strošek je približno 5000 dolarjev. Če tovarna naknadno opremi 5 strojev naenkrat, je skupni strošek približno 25.000 USD.
Prednosti naknadnega opremljanja
1. Zmanjšani stroški dela: Po naknadni vgradnji lahko stroj realizira 24-urno neprekinjeno delovanje brez ročnega upravljanja, kar zmanjša 2 operaterja na stroj. Preračunano na 3.000 USD na operaterja na mesec lahko 5 strojev prihrani 36.000 USD na leto pri stroških dela.
2. Izboljšana proizvodna učinkovitost: Proizvodna učinkovitost naknadno vgrajenega stroja se poveča za 50 %. Prvotno vsak stroj proizvede 10.000 izdelkov na mesec, po naknadni opremi pa lahko proizvede 15.000 izdelkov. Preračunano z dobičkom 0,1 USD na izdelek lahko 5 strojev poveča letni dobiček za 30.000 USD.
3. Zmanjšana stopnja odpadnega materiala in stroški surovin: Stopnja odpadnega materiala se zmanjša za 30 %, pri čemer prihranite približno 12.000 USD pri stroških surovin na leto za 5 strojev.
4. Zmanjšani stroški energije: Poraba energije se zmanjša za 20 %, prihranek približno 6.000 $ pri stroških električne energije na leto za 5 strojev.
Skupaj lahko tovarna povrne stroške naknadnega opremljanja v približno 8 mesecih, letni čisti dobiček pa se lahko po tem poveča za približno 60.000 USD. To v celoti dokazuje, da ima naknadno opremljanje starih strojev za vlivanje s Siemens PLC pomembne gospodarske koristi.
Pogoste težave in rešitve pri naknadnem opremljanju
V procesu naknadnega opremljanja starih modelirnih strojev s Siemensovim PLC-jem se lahko pojavijo nekatere pogoste težave. Obvladovanje ustreznih rešitev lahko zagotovi nemoten napredek projekta naknadnega opremljanja.
Problem 1: Nemoteno gibanje stroja
Razlog: cikel skeniranja PLC je predolg ali pa so parametri proporcionalnega ventila nepravilno nastavljeni.
Rešitev: Optimizirajte logiko programa, zmanjšajte zapletene izračune, da skrajšate cikel skeniranja; prilagodite vrednost ojačanja proporcionalnega ventila, da bo gibanje bolj gladko.
Težava 2: Nestabilen tlak ali temperatura
Vzrok: Natančnost senzorja je nezadostna ali položaj namestitve ni ustrezen.
Rešitev: zamenjajte z visoko{0}}natančnimi senzorji in zagotovite, da so senzorji nameščeni trdno in stran od virov motenj.
Problem 3: Pogosti alarmi opreme
Razlog: Prag alarma je nastavljen preveč občutljivo.
Rešitev: Preverite pogoje alarma, razumno nastavite obseg praga in se izognite lažnim alarmom.
Problem 4: Nezdružljivost med novimi in starimi komponentami
Razlog: Novi Siemens PLC in podporna oprema niso združljivi s starimi mehanskimi komponentami.
Rešitev: Pri načrtovanju načrta naknadnega opremljanja v celoti upoštevajte združljivost novih in starih komponent; če je potrebno, uporabite prilagojene adapterske plošče za vzpostavitev povezave med novimi in starimi komponentami.
Zaključek: Naknadno opremljanje PLC Siemens je pametna izbira za posodobitev podjetja
V kontekstu vse večje konkurence na trgu je izboljšanje učinkovitosti proizvodnje in kakovosti izdelkov ključnega pomena za razvoj proizvodnih podjetij. Naknadno opremljanje starih modelirnih strojev s sodobnimi PLK-ji Siemens zagotavlja podjetjem stroškovno{1}}učinkovito posodobitveno pot. Ne rešuje le težav z nizko učinkovitostjo, nestabilno kakovostjo in visokimi stroški starih strojev, ampak tudi pomaga podjetjem uresničiti digitalno preobrazbo proizvodnje. Prednosti Siemensovega PLC-ja za posodobitev starega stroja za vlivanje so očitne, vključno z izboljšano zanesljivostjo, natančnim nadzorom, prihrankom stroškov in močno razširljivostjo.
Za podjetja, ki še vedno oklevajo, ali naj zamenjajo stare stroje, je dogradnja PLC Siemens nedvomno bolj racionalna izbira. Z upoštevanjem znanstvenih korakov za naknadno opremljanje in pravočasnim reševanjem pogostih težav lahko podjetja hitro povrnejo naložbo in pridobijo dolgoročne-gospodarske koristi. V prihodnosti bo imel Siemens PLC z nenehnim razvojem tehnologije industrijske avtomatizacije pomembnejšo vlogo pri modernizaciji proizvodnih podjetij. Izbira Siemens PLC za naknadno opremljanje je izbira boljše razvojne prihodnosti podjetja, je pa tudi konkretna praksa nadgradnje starega stroja za vlivanje s Siemens PLC.
