改性塑料生产线手工操作实践

改性塑料生产线手工操作实践

改革塑料是指由不同类型的树脂和添加剂组成的原材料，根据一定比例混合均匀，然后进入挤出机，加热、分散切割和形成塑料薄膜。改性塑料作为一种性能优越的高分子材料,被广泛的应用于家电、交通工具、建筑材料、军工装备等领域,是国家重点发展的科技领域之一。然而目前国内大多数改性塑料生产企业的生产线在原材料称重配料环节,仍然采用传统的手工称重配料的方式。纯手工操作给企业带来了如工人劳动强度高、产品品质波动、现场环境污染、生产过程无追溯等一系列问题。随着下游公司对材料品质要求越来越高和人工成本的不断增加,已经无法满足竞争日益激烈的市场发展需要。文章系统性的介绍了面对改性PVC生产线设计的全自动配料系统方案,解决了改性塑料生产过程中的自动配料问题。且该系统在实际使用验证中分料精度高,运行稳定可靠。1全自动系统设计改性PVC产品的原材料大多数是由PVC粉、碳酸钙、稳定剂以及油类添加剂组成。改性PVC的生产过程是将2~3种PVC粉、碳酸钙、稳定剂按一定比例加入高速混合机中进行混合,原料在高速混合过程中温度不断升高。在升高至100℃时加入油类添加剂混合均匀,最后进行挤出机造粒(如图1)。由于生产不同牌号的PVC产品原材料种类不同,文章设计的全自动系统的设计目标为:(1)实现6种PVC粉、1种碳酸钙、稳定剂、8种油类添加剂的全自动计量及自动加入混合机。(2)该系统能够满足6条单线产能为1t/h生产线的自动配料任务。根据配料系统的设计目标,拟定出全自动配料系统的总架构(如图2)。(1)PVC粉和碳酸钙共计7种吨袋包装原材料,经人工投料站加入集中储料仓中。原料通过负压输送管网,将物料输送至各个机台的自动分料机。自动分料机根据配方比例自动将物料加入高速混合机。(2)油罐车将8种油类添加剂注入室外8个集中储油罐,储料罐将油泵至在厂房楼顶设置缓存罐。缓存罐通过重力补油的方式加入增重式油称,通过增重式油称实现油类添加剂的自动添加。(3)稳定剂的批次添加重量在2~5kg左右,通过人工分料站分称并包装喷印条形码。在机台进行条码扫描确认后,通过自动加料机自动将稳定剂加入高混机。2物料输送系统根据系统设计目标,集中供料系统主要实现6种PVC粉和碳酸钙按配方比例自动加入高混机。该系统需要满足6条产能1t/h的生产线原料自动配料。由于生产订单多种多样,配方物料比例变化较大,所以单一物料的输送配料量目标设计为6t/h。设置采用7个容积为6000L不锈钢铜集中储料仓,吨袋原料投入人工投料站后,采用连续负压输送的方式加入集中储罐中(如图3)。在图中起重能力1t的行吊(1)用于将吨袋包装的物料提升至人工投料站(2)上方。人工投料站设置有小包装物料投料口,用于小包装物料的投料。由于所投物料均为粉体,在投料站后方配置过滤精度为1um的过滤器连接中央除尘系统,防止在投料过程中粉尘飘扬。投料站中的物料通过管道(3)输送至气料分离器(5)中,连续排料旋转阀门(7)在输送过程中连续不断的将气料分离器中物料加入集中储料仓(8)中。采用高真空式气力输送进行物料输送,系统真空度为-50Kpa。首先确定物料与空气的混合比μ=GS/GO式中GS输送物料的质量流量kg/h,GO气体质量流量kg/h。在高真空输送系统中μ经验值为8~20,取10为混合比参数,得出物料通过车间负压输送管道,将集中料仓中的物料输送至各个机台的自动分料机(如图4)。自动分料机主要是由负压吸料罐(14)、自动分料称⑿和增重式称重仓(10)组成。根据上述方法集中储罐和自动分料机间的物料输送管道选用DN65不锈钢管,罗茨风机(15)的参数为:功率5.5kw;流量5m3增重式油称的工艺流程油类添加剂通过油罐车直接将油泵至室外的油罐中,根据物料到货周期及工厂每日消耗油量来设计出室外储罐大小。该系统设置了8个室外集中油罐4个70m在车间铺设8条DN32输油管道,将8种油类添加剂引至6条生产线的增重式油称(如图6)。根据用油量大小及化学性质,8种油类添加剂通过2台120L油称和1台20L油称计量加入高混机。采用增重式称重方式每次称中的油都将排空,不同油类产品切换计量时油称无需清理。油通过气动比例调节阀加入称斗中,补油过程分为三个阶段:(1)在开始计量时比例阀打开100%,实现快速加入。(2)在接近目标值时比例阀开度为20%,此时进入慢喂料。(3)当油重量达到提前关闭值时,关闭气动比例阀。配好的油类添加剂将根据配方工艺要求,打开气动阀门和油泵将油称中的油泵入高混机中。4稳定剂分称投料及投料方式在PVC原料配方中需要加入稳定剂与PVC粉、碳酸钙一起加入高混机中进行混合。稳定剂在单锅混料中用量在2~5kg左右。由于稳定剂在配方中比例较小,所以采用离线配料方式,在人工配料站将稳定剂按配方重量分称。将分好的稳定剂采用pp薄膜袋包装好后,在包装袋表面进行条形码喷印。条形码信息主要包含该稳定剂重量、所属机台号、所属订单编号。将包装好的稳定剂送至各个生产线,工人采用手持扫描枪对稳定剂包装袋表面条形码扫描后,装载入自动加料机(如图7)进行自动投料。自动投料机主体为一条步进控制输送带,每个批次配料时步进皮带转动一格,稳定剂通过投料口自动加入高混机中。同时稳定剂用量信息自动录入控制系统。5系统启动,系统确认配方工艺控制系统架构由上位工控机MES系统、PLC现场控制、触摸屏人机交互界面组成。MES系统负责信息统计及更新,系统将配方工艺按订单号下发至生产机台的控制PLC,工人通过人机交互界面进行系统参数确认及配方工艺确认,经过确认后系统启动自动配料流程。根据配方工艺数据,将PVC粉、碳酸钙、油类添加剂及稳定剂按比例加入高混机中进行混合。同时将物料的耗用信息写入MES系统留下记录,生产完成后可自动计算出物料总耗用量。6机器自动配方的改善了车间环境,降低了工人强度该全自动自动配料系统设计方案实现了改性PV