выдув пэт тары что это
Выдув пэт тары что это
ТЕМА ПЭТ-БУТЫЛОК В ПОСЛЕДНИЕ НЕСКОЛЬКО ЛЕТ АКТИВНО ОБСУЖДАЕТСЯ, ПРИЧИНОЙ ТОМУ «ВОЙНЫ ЛОББИСТОВ», ОДНИ БОРЮТСЯ ЗА ЗАПРЕТ, ДРУГИЕ – ИМ ПРОТИВОСТОЯТ. ОДНАКО ЭТО НЕ ТЕМА НАШЕЙ ИСТОРИИ. МЫ ПОПЫТАЛИСЬ РАЗОБРАТЬСЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ, УВИДЕТЬ СВОИМИ ГЛАЗАМИ, В ЧЕМ ЖЕ ОСОБЕННОСТИ ЭТОГО ВИДА УПАКОВКИ, ЧЕМ ОНА – ЛУЧШЕ ИЛИ ХУЖЕ ДРУГИХ. РЕШИЛИ НАЧАТЬ СОБСТВЕННО С КАМНЯ ПРЕТКНОВЕНИЯ – ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЭТ-ТАРЫ ДЛЯ НУЖД ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ПИВА.
Для газировки, минералки и пива; для растительного масла; для напитков и воды; для соков и молока – для каждого вида жидкости выработано свое горлышко. Зачем так много? Дело в свойствах наливаемой в бутылку жидкости.
Поскольку ПЭТ-гранулы активно поглощают водяные пары из воздуха, перед литьем преформ их хорошенько просушивают в специальных сушилках. Если гранулят осушен плохо, то заготовки для бутылок получаются мутные или желтоватые, в них могут образоваться полости и пузыри. Впоследствии бутылка под давлением может деформироваться.
После сушки гранулят вновь расплавляют и засыпают краситель, собственно также, как и при производстве стеклянных бутылок, когда в расплавленную стекломассу добавляют, например, соединения кобальта для синего цвета или хрома для зеленого.
Красят ПЭТ-бутылки (как собственно и стеклянные) вовсе не для красоты, ведь килограмм высококачественного красителя для гарнулята может стоить столько же, сколько тонна самого гранулята. Без красителя любые бутылки пропускают ультрафиолетовые (УФ) лучи, которые плохо сказываются на потребительских свойствах напитка. Цвет красителя обычно значения не имеет, но исторически сложилось так, что классический цвет пивных ПЭТ-бутылок – коричневый или зеленый. В бутылки желтого, красного и других цветов разливают лимонад и прочие напитки.
Льют преформы в специальных литьевых машинах – термопластавтоматах. Расплавленную смесь гранулята под давлением впрыскивают в охлажденную форму. При этом на выходе температура готовой преформы не должна превышать 50-55°С, иначе во время хранения ее легко можно деформировать.
В расплав гранулята перед литьем преформ вводят специальную смесь с добавлением нейлона и еще одного полимера — амосорба. Конечно, преформа из-за этого становится мутноватой (потому что «в природе» свойства нейлона и ПЭТФа не совместимы), но для цветной бутылки это не страшно. Зато пиво в такой таре сохраняется в четыре раза лучше, поскольку нейлон удерживает СО2 и не дает проникать УФ-лучам, а амосорб поглощает кислород.
Иногда для этих целей используют еще технологию производства многослойных бутылок, которые похожи на слоеные пироги из-за того, что между наружным и внутренним слоями ПЭТа находятся еще 1-3 слоя барьерных материалов.
Бутылки выдувают непосредственно перед тем, как наполнить их напитком. Все производство представляет собой единый цикл – засыпали в выдувную машину преформы, на выходе получили готовый продукт с крышкой и этикеткой.
И хотя выдуть здесь можно бутылку любой формы, полет дизайнерской мысли прерывается самым банальным образом. На «Балтике» поясняют, что при всем желании не смогут сделать бутылку с треугольным дном, поскольку ее невозможно будет транспортировать, или квадратную, так как из-за своих углов она может застрять на ленте транспортера.
Бракованные преформы на «Балтике» даже не попадают в печь для нагрева, поскольку перед этим они проходят электронный инспектор, который измеряет их и убирает нестандартные заготовки.
Далее контроль качества осуществляет выдувная машина. Она следит за движениями штока: если при выдуве очередной бутылки он не опустился до дна, такая бутылка автоматически бракуется.
Бракуются бутылки и из-за сбоев во время розлива и укупоривания. В этом случае все, что находилось на выдуве и в печи нагрева считается также браком и автоматически сбрасывается, поскольку процесс нагрева-раздува должен быть непрерывным.
Наконец, контроль качества ПЭТ-тары происходит на этапе подготовки ее к наполнению, для предотвращения вспенивания напитка, содержащего углекислый газ, в бутылку для выравнивания давления подается CO2 – его излишки, образующиеся в процессе брожения, используются в других производственных операциях, например, при розливе в ПЭТ-тару. Дырявая бутылка просто не сможет его удержать и будет сброшена с конвейера.
Для начала ее продувают углекислым газом, который, как мы уже сказали, получают здесь же, на заводе, в процессе брожения пивного сусла. Дальше в бутылку практически до самого дна опускают наливную трубку и нагнетают давление. При давлении в 3,5 атмосферы подают пиво. Проходя по такой длинной трубке и заполняя бутылку, пиво вытесняет наверх смесь воздуха и СО2. При этом площадь их соприкосновения остается минимальной.
Чтобы окончательно убрать воздух даже из горлышка бутылки, пиво вспенивают. Сбоку с расстояния 25 мм в него под высоким давлением впрыскивают капельку воды. Выдавливая пеной воздух из горлышка бутылки.
Ни одна страна мира не запрещает использование ПЭТ-бутылок в пищевой промышленности по соображениям безопасности. Более того, Европейский союз считает ПЭТ перспективной отраслью производства, в том числе в пивоваренном секторе.
Безопасность ПЭТ-упаковки подтверждают результаты научных исследований. Одно из последних проводили специалисты из Института технологий и упаковки Фраунгофера, который входит в общество Фраунгофера, объединяющее 17 тысяч немецких ученых. Образцы ПЭТ-тары анализировали на возможное содержание различных вредных веществ: фталаты (дибутилфталат, изобутилфталат и еще 11 фталатов), бисфенол, метанол, формальдегид. Согласно официальному заключению: «Ни одно из исследованных веществ не было обнаружено в образцах ПЭТ и ПЭТ-бутылок, исследованные образцы соответствуют всем требованиям безопасности Статьи 3 Рамочного положения (EC) № 1935/2004 при контакте со всеми типами пищевых продуктов, при любых условиях контакта и при любом уровне наполнения». Все исследования проводились по аттестованным ЕС методикам с точностью измерения до 1 нанограмма на грамм вещества.
Безопасность ПЭТ-тары подтвердили и исследования Международной независимой организации Campden BRI (Великобритания), Университета Брешиа (Италия, 1994 г.), Международного института биологических наук (США, 2000 г.), Федерального института оценки риска (Германия, 2009 г.).
С 2002 года ПЭТ признан безопасным для использования в качестве пищевой упаковки на территории ЕС, а с 2003-го одобрен Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов в США.
В 2011 году российский Аналитический центр МГУ им. М.В. Ломоносова провел собственное исследование, результаты которого также подтвердили безопасность использования ПЭТ для упаковки пива.
На заводе «Балтики» в Туле посчитали, что если заменить всю производимую им ПЭТ-тару на алюминиевые банки, то ежегодные выбросы углекислого газа увеличились бы на 13%, а при замене не стекло – на 74%.
Что касается потребления энергии, то на производство ПЭТа требуется менее 1 МВт/час, на производство стекла – 1,2 МВт/час, бумаги и картона для упаковки – 2 МВт/час, алюминия для банок – 20 МВт/час.
При этом сжигание ее абсолютно нецелесообразно, хотя при этом и не выделяются диоксины (так как ПЭТ не содержит хлора). Просто на сжигание уходит много энергии и ценного полимера. А ПЭТ-упаковка может быть переработана на 100%. Также полностью подлежит переработке лишь алюминиевая банка. Стеклянная бутылка – только на 80%, а бумажная и картонная тара – на 50%. Российские перерабатывающие предприятия сегодня способны перерабатывать до 160 тыс. тонн или до 30% всех использованных ПЭТ-бутылок. За последние десять лет количество этих предприятий увеличилось с одного до тридцати.
Существует и химическая переработка ПЭТа, основанная на его разложении на исходные составляющие. Исследования показали, что разлагать ПЭТ на терефталевую кислоту и этиленгликоль способны также бактерии Ideonella sakaiensis 201-F6.
Использованные ПЭТ-бутылки можно пустить и на производство тех же бутылок. Но сегодня в России есть только два завода, которые этим занимаются. Один расположен в Солнечногорске, второй – на Урале. Здесь старые бутылки собирают, сортируют по цветам, моют, дробят и перерабатывают, расплавляя и получая тот же ПЭТФ-гранулят, только окрашенный.
Нередко пустые ПЭТ-бутылки пригождаются в хозяйстве. Из них делают скворечники, воронки, горшочки для рассады, используют в качестве пугала в огороде или как водонепроницаемые колпаки для верхушек столбов. В некоторых африканских странах из них делают сандалии, а в Индонезии — стабилизаторы, придающие рыбацким лодкам большую устойчивость.
Статьи
С момента появления на рынке коммерческой тары первых партий бутылок из полиэтилентерефталата прошло уже более 40 лет. За это время дешевая и удобная ПЭТ тара практически вытеснила стекло на линиях розлива минеральной воды, кваса и сладких безалкогольных напитков, растительного масла и большей части объемов производства пива. Выдув ПЭТ тары давно перестал быть исключительным видом деятельности специализированных предприятий.
Сегодня производитель напитков может приобрести и установить на своих площадях высокопроизводительную линию выдува ПЭТ тары, напрямую соединив ее с автоматизированным оборудованием розлива. Такой подход позволяет существенно снизить себестоимость продукции, избежать расходов на внутризаводские перевозки и складирование пустой тары, рациональнее использовать складские помещения.
Технология производства ПЭТ тары отработана до тонкостей, и позволяет с высокой скоростью изготавливать емкости объемом от 0,01 до 30 литров, менять цвет и совершенствовать дизайн. Это двухстадийный процесс, на первом этапе которого изготавливаются ПЭТ преформы – миниатюрные заготовки будущих бутылок. На втором выполняется окончательный выдув ПЭТ тары. Эти функции могут быть совмещены в одной машине, либо реализованы в двух отдельных установках.
Преформа как ключевое звено технологии выдува ПЭТ тары
Изготовление преформ – сложный процесс, требующий постоянного контроля поступающего сырья и параметров технологического процесса. Преформа – это ПЭТ бутылка в миниатюре, оснащенная готовым горлышком с резьбой и специальным технологическим кольцом. Остальная часть будущей бутылки почти не выдувается и остается в состоянии заготовки. Изготавливают преформы в многоячеечных формах – до полутора сотен за один цикл.
Для удобства производителей выпускаются машины, в которых только что сформованные преформы тут же выдуваются в готовую тару. Такой процесс выдува и соответствующее ему оборудование называют одностадийным. В эти машины загружают гранулы полиэтилентерефталата и на выходе получают ПЭТ бутылки. Другой, альтернативный способ выдува тары – двухстадийный: преформы и готовые бутылки изготавливают в различных машинах.
Двухстадийная схема оставляет производителю напитков возможность структурного и технологического маневра. На стадии создания предприятия достаточно купить машины только для конечного выдува, а преформы можно в любых количествах закупать у сторонних поставщиков. Данный подход имеет несколько преимуществ:
Основные этапы выдува ПЭТ тары
Технологический процесс выдува бутылок из полиэтилентерефталата состоит из нескольких этапов, которые показательно рассмотреть на примере работы выдувной машины линейного типа:
1.Загрузка преформ из бункера, ориентирование, захват, автоматический контроль пригодности, подача на механизм узла нагрева.
2.Разогрев до заданной температуры при проходе преформы через печь нагрева. Равномерный прогрев преформы со всех сторон обеспечивается за счет вращательного движения заготовок вокруг своей оси.
3.Окончательный выдув и вытягивание. После печи разогрева манипуляторы передают преформы в отделение выдува. Здесь разогретые заготовки группами по нескольку штук, количество которых зависит от конструкции машины, одновременно подаются в открытую составную пресформу в силовой установке. Как только преформы займут свои места в «гнездах», пресс-форма закрывается, и вытяжной металлический шток, вставленный в каждую заготовку, вытягивает ее в вертикальной плоскости. Одновременно внутрь преформы под давлением до 18 бар подают воздух. Заготовка увеличивается в размерах, и, чтобы завершить процесс выдува, давление воздуха увеличивают до 40 бар. Раздутая бутылка занимает весь внутренний объем своей ячейки. За счет соприкосновения с холодным металлом ее стенки охлаждаются и становятся жесткими. Пресс-форма сдвигается, открывается, и манипулятор выносит готовые бутылки. После чего весь цикл многократно повторяется.
Современное оборудование для производства ПЭТ тары
Кропоткинский завод МиССП выпускает оборудование для выдува ПЭТ тары с 1998 года. Линейка автоматов выдува, включает машины с производительностью от 2 до 12 тысяч бутылок в час. В рекордсмене скорости – автомате выдува ПЭТ тары А-8000-12 используются две четырехместные пресс-формы, с каждого из гнезд которых в час выходит 1500 готовых ПЭТ бутылок. Машина гибко перестраивается в диапазоне объемов от 0,25 до 2,0 литра. Это надежное и эффективное промышленное оборудование, стоимость которого значительно ниже цены импортных автоматов выдува со сходными техническими характеристиками.
Статьи
Выдув ПЭТ: особенности технологии и выбора оборудования
Исходное сырье и его свойства
В качестве сырья для производства ПЭТ-тары, в том числе и бутылок используется полиэтилентерефталат в гранулированном виде. Если не нарушена технология расплавки и последующего после формирования тары охлаждения, бутылки из такого материала получаются прочными, достаточно (для выполнения их функций) жесткими. Они не теряют цвет, который кроме декоративности играет также защитную роль, предотвращая негативное воздействие света на содержимое тары.
Технологический процесс выдува ПЭТ
Основная часть технологии реализуется на термопластавтомате, куда устанавливаются разогретые до определенной температуры преформы (визуально в этот момент они похожи на пластичные пробирки). Выдув ПЭТ в общих чертах напоминает создание мыльных пузырей – под высоким давлением сжатый воздух «расправляет» податливый после нагрева материал, а соответствие заданной конфигурации обеспечивают стенки формы.
Важнейший момент – правильная подача сжатого воздуха, при которой давление будет одинаковым в каждой из точек. При выполнении этого условия полученная тара будет правильной формы, а толщина стенок – соответствующей требованиям.
Готовые бутылки охлаждаются путем обдува сжатым воздухом или с использованием жидкой двуокиси углерода.
Необходимое оснащение производственных линий
Выдув ПЭТ может производиться на различном оборудовании. Причем основной агрегат выбирается в зависимости от необходимого количества экземпляров тары и других условий, а вспомогательное – в соответствии с типом основной машины и особенностями технологического процесса.
Основная техника
Кроме указанных выше отличий термопласт-машины разделяются на две основные категории в зависимости от того, насколько автоматизирован на них процесс производства.
Видео работы автомата выдува ПЭТ
Видео работы полуавтомата выдува ПЭТ
К тому же автоматы и полуавтоматы отличаются производительностью – порядка 12000 и 700 бутылок в час соответственно.
Вспомогательное оборудование
Если планируется двухфазное производство, кроме термопласт-машины потребуется специальная печь для разогрева преформ. Заготовки в такой печи равномерно на конвейере перемещаются, поворачиваясь при этом. Такой способ обеспечивает качественное равномерное повышение температуры.
При установке линии на предприятии, производящем напитки или другую продукцию, упаковывающуюся в бутылки ПЭТ, потребуются также:
Практика показывает, что инвестиции в приобретение оборудования для выдува ПЭТ-тары при условии правильного выбора комплектации быстро окупаются, а современное оснащение производства повышает производительность труда и обеспечивает соответствие продукции санитарным нормам.
Как производят ПЭТ-бутылки?
В последнее время выдув ПЭТ-тары – динамично развивающееся направление в пищевой индустрии. Конечно, производители стекла и алюминия способствуют запрету на изготовление разливной продукции в пластиковых бутылках. Но прогресс не остановить. И сегодня мы разберёмся в особенностях производства такого вида ёмкостей.
Кто придумал материал ПЭТФ для тары?
Полиэстер, лавсан, термопластик – это все названия полиэтилентерефталата, используемого для изготовления известных нам пластиковых бутылок. Появился он ещё в 1941 году благодаря стараниям Джеймса Диксона и Джона Винфильда, работающих на компанию British Calico Printers. Вначале материал применяли для формирования текстильных волокон, затем создания упаковочной плёнки. И лишь к началу 70-х придумали автомат для выдува ПЭТ-бутылок и тары из полиэтилентерефталата.
Поспособствовал этому Натаниэль Уайет – американский энтузиаст-изобретатель и инженер-механик. Благодаря открытию в создании бутылок его в 1981 году отметило наградой Общество Инженеров Пластмасс. Спустя 5 лет после этого Натаниэль пополнил своим именем Зал славы Пластмасс. Помимо изготовления ПЭТ-бутылок, пластичный материал используют для другой пластиковой тары, одноразовой посуды, рентгеновских и прочих плёнок.
В чём же секрет успеха такого производства? Пластиковые бутылки отличаются небольшим весом, высокой прочностью, герметичностью. Само производство тары из полиэтилентерефталата несложное и недорогое.
Преимущества и недостатки пищевой ПЭТ-тары
Полиэтилентерефталат существенно отличается от стекла и алюминия. Поэтому характеристики материала и изготавливаемые из него изделия разнятся. В чём преимущество пластиковых бутылок:
Именно благодаря устойчивости к спирту в ПЭТ-тару можно разливать пиво и другой алкоголь. Недостаток тары в повышенной газопроницаемости, что уменьшает срок хранения продукции. К тому же ПЭТ-бутылки рассчитаны на одноразовое использование. Зато их можно легко утилизировать и переработать.
Производство ПЭТФ-бутылок из гранул
Перед изготовлением тары, из гранул материала нужно удалить лишнюю влагу, так как они вытягивают её даже из воздуха. С этой целью используют специальные сушильные агрегаты. Правильность выполнения процесса влияет на качество будущей ёмкости. Недостаточно высушенные гранулы образуют мутные заготовки с полостями внутри стенок.
После удаления лишней влаги ПЭТФ-гранулят необходимо расплавить и добавить краситель. Делается это не для придания привлекательного вида таре. Затемнение пластика улучшает защиту содержимого от воздействия ультрафиолета. Из подготовленного материала вначале формируют заготовки – преформы. Их внешний вид напоминает лабораторные пробирки с нарезкой вверху.
Горлышко у заготовок уже сформировано и рассчитано на жидкость, которую будут затем наливать. Для каждого вида продукции оно имеет определённые характеристики. Вот здесь инженерам приходится постараться над разработкой нужной формы. Например, горлышко тары для пива снабжается канавками. Благодаря этому во время отвинчивания бутылки выходит лишний углекислый газ.
В процессе создания преформ используются термопластавтоматы. Они формируют заготовки из ПЭТ-гранул для изготовления бутылок. Машины расплавляют получаемый материал и в таком виде впрыскивают в форму. Этот процесс либо включают в производство, либо приобретают уже готовые основы для изготовления ёмкостей.
Перед выдувом тары ей придают пластичность, отправляя в печь. Равномерность нагрева обеспечивается вращением заготовок по оси. Подготовленные преформы направляют в специальный аппарат для выдува. Податливая основа под давлением приобретает требуемые параметры.
Оборудование для изготовления пластиковой тары
Организация производства – процесс несложный, главное, купить необходимое оснащение. Для выдува ПЭТ-бутылок и другой тары потребуется специализированное оборудование.
Изготовление преформы выполняется на термопластавтоматах с использованием матрицы. Литьевая машина состоит из инжекционного узла, прессовой формы, привода, управляющего блока. Термопластавтоматы бывают следующих видов:
После литьевой машины заготовки направляются в печь для разогревания. Но не сразу, перед этим проверяют качество преформы для последующего выдува ПЭТ-бутылок. Не должно быть никаких дефектов, которые влияют на готовую продукцию. Электронная система контроля не пропустит некондиционный материал. 
После печи готовую заготовку в разогретом виде направляют в пресс-форму. Для тары различного объёма и конфигурации используются разные матрицы. Для выдува пластиковых ёмкостей не обойтись без компрессора. Именно он создаёт давление, с помощью которого подаётся воздушная струя.
Оборудование для изготовления пластиковых бутылок бывает двух видов: полуавтоматическое и автоматическое. Для первого вида загрузка/выгрузка заготовок и тары выполняется вручную. Поэтому производительность таких систем невысокая. В автоматическом оснащении перемещение продукции между процессами осуществляют манипуляторы и транспортёры. Они часто используются для производства ПЭТ-бутылок в линиях по розливу пива, соков, других жидких продуктов. 
Маркировка пластиковой тары
Одно из достоинств тары из полиэтилентерефталата – возможность многократного использования. Что только не придумывают домашние «изобретатели» из пластиковых бутылок! Однако то, как в дальнейшем можно использовать тару, зависит от её способа и материала изготовления. Как правило, производство ПЭТ-упаковки предполагает одноразовое применение. Но нужно смотреть на маркировку:
Независимо от вида материала, не советуют использовать пластиковую тару в микроволновках. Не годится она и для консервирования овощей и других продуктов.
Управление процессом выдува ПЭТ-бутылок. Технологический процесс
Рубрика: Технические науки
Дата публикации: 02.02.2016 2016-02-02
Статья просмотрена: 7468 раз
Библиографическое описание:
Родионов, Д. А. Управление процессом выдува ПЭТ-бутылок. Технологический процесс / Д. А. Родионов, И. В. Суворина, И. В. Шашков, Ю. В. Князев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 3 (107). — С. 201-203. — URL: https://moluch.ru/archive/107/25807/ (дата обращения: 26.12.2021).
Современное оборудование для выпуска ПЭТ-тары работает на основе преформ. Вначале происходит их равномерный разогрев, после чего уже осуществляется непосредственный выдув.
Перед тем как выполнять разогрев, преформы проходят предварительный этап, на котором происходи их сортировка и ориентирование. В большинстве случаев они устанавливаются положением горлышко вверх. Далее преформы перемещаются в питатель, где отсеивается брак.
Равномерный прогрев преформ выполняется при помощи инфракрасных ламп, проходя по ленте перед которыми, преформы вращаются вокруг своей оси.
Для выдува ПЭТ-бутылок используют специальные формы, в которых разогретые преформы растягиваются штоками, а затем в них подается сжатый воздух под давлением около 40 бар.
Технология выдува ПЭТ-бутылок основана на свойствах полиэтилентерефталата, обуславливающих то, что при высоком давлении повышается термостойкость, а также газонепроницаемость.
После выполнения операции выдува, бутылки охлаждаются, и из пресс-формы попадает на транспортер, по которому она перемещается на линию розлива и упаковки.
Одним из главных недостатков любой ПЭТ-тары является низкие барьерные характеристики, в результате чего в бутылку попадает ультрафиолет и кислород, а из нее выходит углекислота, снижая, тем самым, свойства и срок хранения продукции.
Поэтому, современное оборудование по выпуску ПЭТ-тары, должно быть ориентировано на максимальное повышение газо- и светонепроницаемости.
Для этого применяются различные технологии, наиболее популярными из которых, на сегодняшний день, являются использование многослойной структуры, а также нанесение специального защитного слоя, так называемого «барьера».
Пэт-тара, произведенная по многослойной технологии, состоит из нескольких прослоек полиэтилентерефталата, между которыми находится специальный полимер, такой, например, как нейлон, который может быть активным или пассивным барьером. В первом случае слой полимера поглощает кислород, а, во втором, не пропускает сквозь себя лучи ультрафиолета.
Главным недостатком многослойной технологии производства ПЭТ-тары является высокая конечная стоимость продукции.
Напыление барьерного слоя на поверхность ПЭТ-тары также является весьма трудоемким и дорогостоящим технологическим процессом, для которого потребуется специальное оборудование, стоимостью более миллиона долларов США, что и делает данный способ выпуска ПЭТ-тары не слишком распространенным на сегодняшний день. [1]
Автоматическая система управления выдувом ПЭТ-бутылок.
Автоматическое управление широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья. Цель управления тем или иным образом связывается с изменением во времени регулируемой (управляемой) величины — выходной величины управляемого объекта. Для осуществления цели управления, с учётом особенностей управляемых объектов различной природы и специфики отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта — управляющее воздействие. Оно предназначено также для компенсации эффекта внешних возмущающих воздействий, стремящихся нарушить требуемое поведение регулируемой величины. Управляющее воздействие вырабатывается устройством управления (УУ). Совокупность взаимодействующих управляющего устройства и управляемого объекта образует систему автоматического управления. [1]
Управление процессом выдува ПЭТ-бутылок ранее было построено на релейной автоматике, а регулирование температуры осуществлялось переменным резистором. Такой уровень управления не обеспечивал надлежащего качества и не выпуска обходимого объема продукции, тормозил расширение производственных мощностей, значительно усложнялись наладочные работы при смене типа выдуваемой бутылки. Поэтому модернизация системы управления выдувной машиной стала неотложной задачей с особым вниманием к точности соблюдения температуры.
Учитывая сложность процесса управления движением преформ, их замыканием-размыканием, включением-выключением клапанов, точностью регулировки температуры и выполнением множества мелких операций, было решено построить систему управления на базе программируемого логического контроллера ОВЕН ПЛК100-24.Р-L. Требуемую точность температуры в данном случае обеспечивает функциональный блок ПИД-регулятор с автонастройкой. Автонастройка ПИД-регулятора происходит при каждом включении выдувной машины, т. к. величина температуры варьируется в определенном интервале и зависит и от конкретных заготовок, и от их формы, поддержка нужной температуры очень важно для качественного выдува ПЭТ-бутылок. Автонастройку можно запустить в любое время с операторской графической панели. Она же служит для задания параметров управления и отображения аварийных ситуаций.
В процессе отладки проекта выяснилось, что реализация ПИД-регулирования в каждой из шести зон, связанных между собой, оказалась неэффективной. Поэтому температура контролируется в одной зоне — ведущей. В остальных зонах распределяется от 0 до 100 % мощности. Величина мощности, распределяемая по зонам, также устанавливается на операторской панели.
Нагрев в зонах осуществляется лампами КГЦ, по 2200 Вт на зону. Для большей долговечности лампы во время работы должны быть всегда включены, поэтому управление лампами методом «перехода через ноль» не подходило. Для решения этой проблемы решено было использовать модуль МВУ-У с унифицированным сигналом (0…10 В) с шестью модулями МРМ3-60-8, которые обеспечивают управление 60-амперной нагрузкой фазовым методом. Управление модулем МРМ3-60-8 осуществляется сигналом напряжения 0…5 В: при пяти вольтах на входе нагрузка отключена, а при нуле — на нее передается 100 % мощности. Для питания входных цепей модулей МРМ3-60-8 используется блок питания БП15Б-Д2-5. Согласование сигналов МВУ-У и МРМ3-60-8 обеспечивает программа контроллера. Управление исполнительными органами осуществляется посредством модуля вывода ОВЕН МВУ8-У. [3]
Предполагается, что в результате использования данной системы управления выдувом ПЭТ-бутылок удастся резко снизить процент производственного брака, а также значительно упростить наладочные работы при смене типа выдуваемой бутылки. Таким образом, будут сокращены простои оборудования и снизятся затраты на закупку преформ и на электроэнергию. Все это даст ощутимый экономический эффект.