Система керування технологічною лінією виготовлення пластикових пляшок
Автор: Рибаков Денис Олександрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У рамках магістерської кваліфікаційної роботи реалізовано технологічну лінію виробництва пластикових пляшок, розроблено алгоритми роботи для системи керування, написано код програми технологічного процесу видувної машини. Об’єкт дослідження – технологічна лінія виробництва пластикових пляшок, яка охоплює усі етапи відформовування полімерних матеріалів до отримання готового продукту. Предмет дослідження – система управління технологічною лінією, що виготовляє пластикові пляшки. Основний акцент робиться на оптимізації та автоматизації процесів виробництва. Мета роботи – полягає у розробці ефективної системи керування для підвищення продуктивності виробництва пластикових пляшок. Основні завдання включають в себе визначення оптимальних параметрів технологічних процесів, розробку програмно-апаратної системи контролю, та підвищення якості виготовлених продуктів. У вступі висвітлено актуальність теми в контексті сучасних технологічних змін у виробничих процесах. Зазначено стратегічне значення систем керування технологічними лініями в контексті виробництва пластикових пляшок, які є ключовим елементом упаковочних матеріалів. Визначено вимоги до ефективності та гнучкості робочих технологічних ліній в умовах ринкової конкуренції та високих стандартів якості. У першому розділі надано детальний огляд системи видувної машини, яка є важливою частиною виробництва пластикових пляшок та інших продуктів із пластмаси. Описано основні компоненти цієї виробничої системи, включаючи видувний блок, підсистему нагріву та робочий простір, де формується кінцевий продукт. Висвітлено основні характеристики системи видувної машини, такі як процес видування, виробнича продуктивність, область застосування та типи виробів, які можуть бути виготовлені за допомогою цієї технології. Зазначено важливі елементи, такі як автоматизація та контроль за процесом, а також вимоги до обслуговування та обладнання. Важливим аспектом є безпека експлуатації системи видувної машини, яка потребує відповідності стандартам безпеки, оскільки вона включає в себе роботу з високою температурою та тиском. Також він включає огляд різних методів видування, використовуваних у виробництві пластикових контейнерів. Екструзія застосовується для формування продуктів із гарячої пластмасової сировини. Мультикомпонентне видування дозволяє об’єднати різні матеріали в одному виробі. Ультразвукове видування використовує ультразвук для безклеєвого з’єднання шарів. Реакційне видування підходить для виробництва геометрично складних виробів. Електростатичне видування використовує статичний електричний заряд для формування пластикових виробів. Висвітлює важливість прес-форм у виробництві ПЕТ-пляшок. Детально описано процес розробки та виготовлення прес-форм, включаючи етапи від постановки технічних завдань до випробувань на термопластичних автоматах. Зокрема, наголошено на використанні високоміцного алюмінієвого сплаву Д16Т для прес-форм. Також описано використання поліетилентерефталату (ПЕТ) у виробництві пластикових пляшок, а також різновиди біопластику, включаючи їхнє застосування та маркування. Зазначено властивості кожного типу пластику та його придатність для харчової промисловості. В цілому, цей розділ надає повну та докладну інформацію про основні аспекти системи видувної машини, що може бути використана для подальшого дослідження, оптимізації та вдосконалення виробничих процесів у сфері виробництва пластикових виробів. У другому розділі описані компоненти для оптимізації технологічного процесу. Частотний перетворювач дозволяє регулювати напругу та частоту для різних типів електродвигунів. Електродвигун постачає механічну енергію. Пневморозподільник контролює розподіл повітря для управління пневматичним обладнанням. Фільтр-регулятор оптимізує тиск та якість повітря. Пневмоциліндр відповідає за рух обладнання. Індуктивний давач служить для контролю положення об’єктів. Електромагнітна котушка керує елементами системи через електромагнітне поле. Ці компоненти спільно взаємодіють для забезпечення ефективності та надійності технологічного процесу. У третьому розділі було детально описано блок видування, а саме принцип його роботи та з чого він складається. Розроблена електрична схема та пневматична. Було надано детальний опис блоку розігріву преформ, включаючи його конструкцію, транспортер, привід, охолодження, та систему управління. Розроблена електрична схема. Також був створений алгоритм видувної машини, детальний аналіз, блок-схему алгоритму роботи , подано послідовність етапів та дій в роботі прес-форми для виготовлення пляшок за допомогою пневмоформування. Описано механізми замикання прес-форми, фіксацію матриці, включення видувних головок, рух розтяжних штоків, попереднє видування, основне видування з урахуванням часу утримання тиску в пляшці, скидання надлишкового тиску, відключення фіксаторів та повернення механізмів у вихідне положення. У висновках магістерської роботи було резюмовано ключові досягнення та результати дослідження. Зокрема, було вказано на розробку та успішну імплементацію алгоритму роботи видувальної машини, який визначає послідовність дій для виготовлення продукції Ключові слова – видувна машина, система управління котушками, контроль датчиків, процесор. Перелік використаних літературних джерел 1. "Moldflow Design Guide: A Resource for Plastics Engineers" (Paul D. Smith, 2013). 2. "Injection Molding Handbook" (D. Rosato, M. Rosato, M. P. Benedikt, 2000). 3. "Plastics Processing Data Handbook" (D. V. Rosato, N. Rosato, останнє оновлення - 2012). 4. "Blow Molding Handbook: Technology, Performance, Markets, Economics" (N. C. Lee, Chris Rauwendaal, 2016). 5. "Plastic Part Design for Injection Molding: An Introduction" (Robert A. Malloy, 2010). 6. "Introduction to Plastics Processing" (National Polymer Processing Centre). 7. "Blow Molding Design Guide" (Graham Engineering Corporation). 8. "Plastics Technology Handbook" (Donald V. Rosato, Marlene G. Rosato,2006). 9. "Blow Molding: Materials and Processing" (Journal of Polymer Engineering). 10. "Control Systems for Plastic Extrusion and Injection Molding" (IEEE Control Systems Magazine,). 11. "Optimization of Injection Molding Parameters for PLA-Talc Composite" (International Journal of Polymer Science,).