De Marveloc-CURTAIN-systemen van Hammer-IMS kunnen worden toegepast in geautomatiseerde matrijzenbesturingssituaties voor extrusie. Het automatisch regelen van de opening van de extrusiematrijs helpt bij het verkrijgen van reproduceerbare productkwaliteit, minimaliseert insteltijden en voorkomt menselijke fouten die de kwaliteit van de geëxtrudeerde folie, plaat of schuim beïnvloeden.
Het moet benadrukt worden dat, als vuistregel, feedback alleen economisch haalbaar zou zijn voor productiepartijen die meer dan één werkshift beslaan. Voor kunststofextrusie betekent dit dat de productie meerdere tientallen tonnen per batch zou moeten overschrijden. Mogelijk moet je eerst enkele interne processen optimaliseren die deze grotere productiebatches mogelijk maken, voordat je kunt overstappen naar een volledig geautomatiseerde extrusiematrijs.
Een overzicht van een typisch systeem wordt gegeven in de afbeelding. De volgende componenten kunnen van links naar rechts worden geïdentificeerd: panel-pc HMI, industriële kast met het op PLC gebaseerde I/O-systeem en power-elektronica-infrastructuur, Marveloc-CURTAIN-scanner. Hammer-IMS gaat ervan uit dat de matrijs al is uitgerust met de juiste afsteltechnologie. Dit is ofwel een matrijsafstelrobot of een set thermobouten inclusief een globaal koelsysteem.
Aangezien operators en kwaliteitsingenieurs zullen werken met de panel-pc en de Extrusie Feedback Module van Connectivity 3.0, zullen we de relevante functies hier introduceren. We zullen hier geen gedetailleerde introductie geven van onze Connectivity 3.0 softwareomgeving. In plaats daarvan raden we aan de relevante webpagina te raadplegen mocht er behoefte zijn aan meer informatie.
De kwaliteit van uw product wordt altijd weergegeven op het hoofdvenster van de Connectivity 3.0 softwareomgeving, met waarden voor elke actieve bout. Een typisch diagram wordt hieronder weergegeven, met diktewaarden voor elke bout.
De Extrusie Feedback-module wordt zo eenvoudig mogelijk gehouden. Toch zijn alle relevante functies aanwezig. Het bestaat uit één venster met drie verschillende tabbladen: machine-status, controllerinstellingen en matrijsinstellingsinstellingen, respectievelijk gelabeld als 'Status', 'Controller' en 'Matrijsinstelling'.
Het Status-tabblad biedt een visueel overzicht van de huidige lijnsnelheid, de actuele pompdebiet en het gemiddelde boutvermogen als percentage ten opzichte van het maximum (typisch 100-200 Watt). Voor optimale productie en compensatieruimte moeten deze waarden altijd in het middenbereik liggen. Merk op dat automatische feedback kan worden in- of uitgeschakeld via de hoofdschakelaar in de rechterbovenhoek van het tabblad. Het hoofdmenu van Connectivity 3.0 toont de status van de feedbackcontroller duidelijk in een eenvoudig controlelampje in de hoofdwerkbalk van Connectivity. Groen betekent aan, rood betekent uit.
Het systeem werkt met drie regelkringen, die elk in- en uitgeschakeld kunnen worden met een bijbehorende schakelknop: lijnsnelheidscontroller, pompdebietcontroller en boutvermogencontroller. De eerste twee regelkringen kunnen niet tegelijkertijd worden ingeschakeld. De module regelt het gemiddelde profiel door in te grijpen met de lijnsnelheid of alternatieven het pompdebiet. Regelgeving via het laatste heeft als voordeel dat de productieomzet constant blijft in de tijd. De twee mechanismen werken dus exclusief, wat betekent dat wanneer de module ingrijpt met de lijnsnelheidinstelling, het pompdebiet op een standaardwaarde wordt ingesteld. Omgekeerd, wanneer de module ingrijpt met het pompdebiet, zal de lijnsnelheid gebaseerd zijn op een standaardwaarde. De twee schakelaars naast de lijnsnelheids- en pompdebietwaarden werken dus uitsluitend. Hammer-IMS kan er een van deze permanent uitschakelen als de klant alleen de voorkeur geeft aan één van de bovenstaande mechanismen in alle gevallen.
Het balkdiagram biedt een snel overzicht van het vermogen van elke individuele bout. Het vermogen zou normaal gesproken in het middenbereik moeten liggen onder normale werkcondities. Lokale pieken en dalen kunnen defecte bouten, defecte verwarmers of matrijsverontreinigingen vertegenwoordigen, dus het is goed om regelmatig een blik op dit diagram te werpen. Grijs gemarkeerde balken aan de zijkanten (hier 4 in totaal) vertegenwoordigen bijgesneden bouten wanneer een smalle plaat in een bredere matrijs wordt geproduceerd. Het uitvoervermogen van bijgesneden bouten zal altijd nul zijn. Alternatief kunnen bijgesneden bouten waardevol zijn als de klant niet wil dat de materiaalranden worden gecontroleerd door de geautomatiseerde feedback.
Het tweede tabblad toont alle controleparameters die van belang zijn voor een volledig geautomatiseerde matrijs, evenals twee belangrijke schakelaars met betrekking tot de productie-opstart. Een screenshot wordt aan de linkerzijde weergegeven. Het bewerken van de parameters is doorgaans alleen mogelijk door de interne controle-expert van de klant na het invoeren van een 4-cijferig wachtwoord. Operators zouden hier niet moeten ingrijpen. Merk op dat schakelaars wel toegankelijk blijven voor operators. Er is een boost-startfunctie in de linkerbovenhoek. Deze boost-startfunctie stelt de machine in staat zich snel te stabiliseren aan het begin van een productiepartij. Het is in wezen een open-luscontroller die de standaardreceptwaarden van het product naar pompdebiet en lijnsnelheid uitvoert, terwijl het uitvoervermogen van elke bout op 50% wordt ingesteld. De boost-startfunctie kan zichzelf uitschakelen wanneer het dikteprofiel binnen een aanvaardbaar tolerantieniveau valt. Deze optie is ingeschakeld wanneer de schakelaar ‘Type of switching to PI’ op ‘Auto’ staat. Het tolerantieniveau wordt ingesteld via de invoer ‘Criterion for automatic switching to PI (%)’.
Het tabblad maakt ook het bewerken van de vaste feedbackparameters van de PI-regelaars mogelijk voor alle drie geïnstalleerde regelkringen: boutvermogenregeling, lijnsnelheidsregeling en pompdebietregeling. Merk op dat de laatste twee niet tegelijkertijd kunnen werken, zoals hierboven al besproken. Deze zogenaamde vaste feedbackparameters worden samen met de machinestatus gebruikt om de daadwerkelijke PI-parameters af te leiden, die verantwoordelijk zijn voor de regeling en naast de invoervelden worden weergegeven.
De secties ‘lijnsnelheid’ en ‘pompdebiet’ specificeren een werkbereik waarin de regelaar ‘mag zwerven’ bij het regelen van het proces. Handmatige waarden voor lijnsnelheid en pompdebiet kunnen worden opgegeven. Huidige waarden worden hier herhaald voor gebruiksgemak.
De meeste van deze parameters worden als onveranderlijk beschouwd over het productbereik van de klant. Desondanks kunnen sommige ervan worden gekoppeld aan het recept van het product, wat betekent dat de juiste waarde automatisch wordt ingesteld wanneer de extrusieapparatuur is voorbereid voor het volgende product.
Het laatste tabblad stelt de gevorderde gebruiker in staat om het bolt-mapping-algoritme te kiezen en te configureren. Dit is in wezen het softwareonderdeel dat de gemeten diktegegevens van de scanner koppelt aan de daadwerkelijke thermobout die afgesteld moet worden. Vier mapping-algoritmes zijn beschikbaar: lineaire mapping, gladgemaakte niet-lineaire mapping, stukgewijze niet-lineaire mapping of echte niet-lineaire mapping. Alle vier kunnen dienovereenkomstig worden geparametreerd.
Het ongedaan maken van de dwarsgevoeligheid van de bout of het compenseren van de invloed van naburige bouten kan worden gedaan door middel van een gewogen buur-gebaseerd lineair FIR-filter, dat ook in dit tabblad geparametreerd kan worden.
Ten slotte kan een functie genaamd randomisatie bijdragen aan een nog beter extrusieproduct. Deze functie kan op verzoek worden geïnstalleerd in onze Extrusie Feedback Module en wordt niet weergegeven in de screenshot aan de rechterkant.
