Aktuální vydání

celé číslo

04

2019

Plnicí a balicí stroje, výrobní logistika a správa skladových zásob

Průmyslové počítače, PLC

celé číslo

Automatizace linek na výrobu kabelů

Automa 6/2001

Pavel Rojdl, Adax, Kladno

Automatizace linek na výrobu kabelů

V posledních pěti letech pracovníci firmy Adax úspěšně rekonstruovali několik řídicích systémů linek na výrobu kabelů, a to především ve firmách Prakab Praha, a. s., a Kablo Kladno, a. s. Do provozu byly uvedeny i nové linky. Hlavním úkolem řídicího systému linky na výrobu kabelů je ovládání jednotlivých strojů tak, aby výsledný kabel (nebo izolovaný vodič) měl parametry odpovídající technologickému zadání.

Obr. 1.

Původní řešení
Nejprve si stručně popišme, jak se vyrábí plášť kabelu. Princip je obdobný pro silové i sdělovací kabely i pro izolované vodiče. Jádro kabelu, složené z jednotlivých vodičů, popř. jednotlivý vodič, se odvíjí z cívky a vchází do hlavy protlačovacího lisu (extrudéru). Tloušťka výsledné izolace závisí na množství izolačního materiálu vytlačovaném lisem a na rychlosti posuvu kabelu. Vytlačované množství materiálu je závislé nejen na otáčkách podávacího šneku, ale výrazně také na typu izolačního materiálu a na jeho teplotě. Vzhledem k tomu, že tloušťka izolace je jedním z nejdůležitějších technologických parametrů, měří se vstupní průměr před hlavou lisu a za ní speciálními laserovými měřiči (např. firmy Zumbach). Kabel se dále chladí vodou v chladicím žlabu, za nímž se suší tlakovým vzduchem, a kontinuálně se měří jeho elektrická pevnost a délka. Poté kabel vstupuje do odtahových pásů, které určují rychlost posuvu kabelu a jeho napnutí. Nakonec se kabel navíjí na cívku. Uvedený popis je velmi zjednodušený: podle typu výrobku se např. používají současně dva extrudéry, zařízení pro barvení izolace, potisk kabelu aj.

Před rekonstrukcí byly jednotlivé stroje většinou ovládány pomocí reléové logiky. Obsluha linky nastavila otáčky šneku lisu a potom se, podle měřeného průměru kabelu, snažila změnami rychlosti odtahových pásů udržet předepsanou tloušťku izolace. Není třeba zvláště zdůrazňovat, že tento způsob řízení předpokládal značné zkušenosti pracovníků obsluhy a neodpovídal požadavkům mezinárodních norem zabezpečování jakosti.

Nový řídicí systém kabelových linek
Z uvedeného popisu výroby kabelů vyplývá, že pro dosažení požadovaných parametrů je třeba přesně řídit všechny stroje linky v reálném čase. Firma Adax má zpracovány algoritmy pro řízení protlačovacích lisů, navíječů a odvíječů kabelů a dalších strojů používaných k výrobě kabelů.

Pro řízení strojů jsou namísto původní reléové logiky použity programovatelné automaty Siemens S7 300. Ty jsou komunikační linkou MPI (Multi Point Interface) propojeny s operátorským počítačem typu PC. Linka MPI je k PC připojena přes komunikační kartu firmy Applicom typu PCI1500-S7. Tato karta má vlastní výkonný mikroprocesor, což minimalizuje zatížení počítače, ve kterém je nainstalována. Samozřejmé jsou galvanické oddělení a optimalizační algoritmus pro řízení komunikace. Technologická data jsou do nadřazeného systému typu SCADA (Supervizory Control and Data Acquisition) předávána prostřednictvím OPC (OLE for Process Control) serveru Applicom. Použité řešení se ukázalo jako velmi spolehlivé a pro uvedenou aplikaci dostačující i co se týče rychlosti komunikace. Navíc nebylo nutné do programovatelného automatu instalovat dosti drahý modul komunikačního procesoru, protože rozhraní MPI je součástí centrální jednotky automatu. Přenos dat do PC funguje spolehlivě, přestože je k témuž rozhraní MPI současně (on-line) připojen programovací nástroj STEP 7. Vizualizaci, správu alarmů, záznam a zobrazení časových průběhů veličin zajišťuje produkt Genesis 32 firmy Iconics. Vzhledem k tomu, že všechny komponenty programu Genesis 32 jsou založeny na standardu OPC, nebyl problém je propojit s serverem OPC Applicom. Použité technologie COM a DCOM navíc umožňují distribuovat technologická data do podnikové sítě, popř. na internet. Pro grafickou prezentaci procesu je v systému Genesis 32 použit modul GraphWorX 32 (obr. 1). Ten je z  hlediska přenosu dat klientem OPC. GraphWorX má implementován programovací jazyk VBA (Visual Basic for Applications). Pomocí VBA je naprogramováno např. řízení podle receptur a generování protokolů o kvalitě výrobků. Receptury pro výrobu jednotlivých produktů zadává technolog ve formátu .xls (MS Excel) ze vzdáleného počítače prostřednictvím podnikové sítě LAN. Před zahájením výroby vybere obsluha linky z databáze výrobků požadovanou recepturu. Řídicí systém zajistí zahřátí protlačovacích lisů na předepsanou teplotu a nastaví všechny potřebné parametry jednotlivých strojů linky. Po „rozjetí“ linky se zapnou regulátory, které udržují nastavenou tloušťku izolace a další provozní hodnoty. O každém výrobku jsou jednotlivé údaje zaznamenány do databáze. Tento záznam obsahuje statistické vyhodnocení parametrů kabelu, popř. označení místa, kde je izolace kabelu porušena. Tato data jsou opět k dispozici v podnikové síti.

Podrobnější popis ostatních modulů programového balíku Genesis 32 použitých v popsaných aplikacích překračuje rámec tohoto článku. Další informace o aplikaci a produktech firem Applicom International, Iconics Inc. a Zumbach lze získat přímo ve firmě Adax nebo na stránkách www.adax.cz

ADAX
U Hvězdy 2279
272 01 Kladno
tel.: 0312/68 16 61
fax: 0312/68 39 58
e-mail: adax@adax.cz