Автоматизированные технологии и интегрированные системы
Мониторинг в реальном времени и удалённая диагностика через IoT и ПЛК
Самые современные системы для наполнения и герметизации пакетов с носиком интегрируют программируемые логические контроллеры (ПЛК) с датчиками промышленного интернета вещей (IIoT) для мониторинга в реальном времени и удалённого устранения неисправностей. Точность измерения объёма наполнения на таких машинах составляет около 0,3 %, а точность измерения крутящего момента при закручивании — практически идеальная. Интерактивные информационные панели автоматически обновляют данные для операторов и уведомляют их в режиме реального времени. Специальные вибрационные датчики выявляют аномальные движения двигателя и оповещают службу технического обслуживания о необходимости проведения профилактического ремонта до выхода двигателя из строя. Компании, внедрившие такие системы, отмечают значительное сокращение незапланированных простоев: «умные» системы позволяют снизить их продолжительность почти на 40 %.
Прогнозирующее техническое обслуживание, обеспечиваемое облачной аналитикой и вибрационными датчиками
С помощью облачной аналитики прошлые записи и данные в реальном времени объединяются для прогнозирования отказов на основе множества параметров, включая импутированные данные о вибрации и температуре, а также количество циклов работы исполнительных механизмов. Это принципиально меняет подход к техническому обслуживанию — от реактивного (устранение последствий поломок) к предиктивному (прогнозирование потенциальных проблем). Внедрение аналитики позволяет значительно увеличить срок службы оборудования примерно на год, а незапланированное простои сократить приблизительно на 30 %. В 2023 году Институт Понемона опубликовал исследование, посвящённое аналитике, в котором было зафиксировано повышение среднего времени наработки на отказ (MTBF) на 25 % и снижение ежегодных расходов на реактивное техническое обслуживание в среднем на 26 000 долларов США.
Среднее время наработки на отказ (Институт Понемона, 2023)
Взаимодействие ERP/ MES через OPC UA для обеспечения полной прослеживаемости
С использованием архитектуры OPC Unified Architecture взаимодействие между оборудованием для производства пакетов с заливным носиком и бизнес-системами, такими как ERP и MES, может осуществляться безопасно и в режиме реального времени (без привязки к конкретным поставщикам). Во время обработки партий пакетов цифровые производственные задания заполняются автоматически, а вся информация отслеживается по серийному коду — от момента прибытия материалов на предприятие до момента герметизации пакетов. Такая интеграция систем практически полностью исключает ошибки, возникающие при ручном вводе данных, и позволяет сократить время согласования партий на 50 %. Для производителей, ориентированных на обеспечение качества, подобные производственные линии значительно упрощают повседневную эксплуатацию.
Современные технологии дозирования и завинчивания крышек с контролем крутящего момента
Технологии дозирования и завинчивания крышек для пакетов с заливным носиком разработаны с применением новейших решений в области прецизионной инженерии, что обеспечивает минимальные потери продукта и стабильную, надёжную работу оборудования при работе с жидкостями различной вязкости — от низковязких жидкостей до густых паст.
Сервоконтролируемые головки для наполнения, обеспечивающие точность дозирования ±0,3%
Поршневые дозаторы с сервоприводом способны обеспечивать объемную точность в пределах 0,3 % за счет поддержания точности расхода при корректировке параметров в режиме реального времени. Такие машины используют систему обратной связи, то есть исполнительный механизм может измерять и регулировать расход в зависимости от вязкости дозируемого продукта. Не вдаваясь в технические детали, они не имеют мешочков и датчиков наполнения, которые могут остановить всю линию при нарушении выравнивания компонентов. Весь процесс может быть полностью автоматизирован, что устраняет раздражающую проблему дорогостоящего переполнения или недолива, а также избавляет компанию от возможных претензий со стороны регулирующих органов. Это особенно важно при работе с концентрированными растворами или лекарственными препаратами, поскольку стоимость таких дорогостоящих товаров рассчитывается по каплям. Согласно отчетам компаний, переход от традиционных технологий дозирования с гравитационной подачей к таким системам позволил организациям добиться ежегодной экономии в размере от 1,5 до 2 %.
Адаптивное управление крутящим моментом для обеспечения стабильной герметичности горлышка
Электромагнитные устройства для навинчивания крышек работают путём контроля заданного значения крутящего момента — обычно в диапазоне от 8 до 12 Н·м, в зависимости от типа используемой крышки: полипропиленовой (PP), полиэтилентерефталатной (PET) пластиковой или алюминиевой. В этих машинах установлены встроенные датчики силы, которые оценивают каждое укупорочное соединение каждые полсекунды. При обнаружении неисправности укупорки она автоматически отбраковывается, предотвращая возникновение таких проблем, как протечки или повреждение резьбы. Система предотвращает две потенциальные проблемы: недостаточное затягивание, которое может привести к загрязнению, и чрезмерное затягивание, способное разрушить основание горлышка в некоторых конструкциях. Несмотря на производительность до 1200 пакетов в час, система обеспечивает поразительный показатель герметичности укупорок — 99,98 %.
Интеллектуальный встроенный контроль качества для каждого пакета с горлышком
Контроль качества с использованием трёх типов датчиков: измерение массы в линии, визуальный контроль герметичности укупорки и ультразвуковое обнаружение утечек
Новые системы пакетов с носиком интегрированы в полностью автоматизированные производственные линии и обеспечивают трёхмерный контроль качества: во-первых, специальные тензодатчики, контролирующие нетто-вес продукта, наполняемого в каждый пакет, с точностью до 0,5 грамма от заданного веса наполнения (на 0,5 грамма больше или меньше целевого веса); во-вторых, сверхбыстрые камеры (200 кадров/секунду), проверяющие правильность установки носика и крышки, а также способные обнаруживать и анализировать мельчайшие уплотнения, которые могут содержать складку или след постороннего загрязняющего вещества; и, наконец, ультразвуковые датчики утечек, которые без повреждения пакета проверяют его герметичность путём мягкого нагнетания давления и выявляют микротечи (размером до 5 микрон) за счёт мониторинга скорости падения давления. Эта трёхмерная система не только повышает скорость производства, но и благодаря интегрированному контролю качества обеспечивает выявление более чем 99,98 % дефектов продукции, минимизируя количество дефектов, указанных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в данных о добровольных отзывах упаковки за 2022 год, более чем в 25 % случаев вызванных недостатками контроля качества.
Гибкая эксплуатация и ориентированный на человека дизайн для машин для наполнения и герметизации пакетов с носиком
Заполнители и закаточные машины для пакетов с носиком нового поколения объединяют операционную гибкость с дизайном, ориентированным на человека, для тех, кто ими управляет. Заполнители и закаточные машины для пакетов с носиком обеспечивают выдающуюся гибкость размещения на производственной площадке и повышают безопасность труда операторов, одновременно увеличивая производительность в течение всех смен. Система быстрой замены инструментов позволяет производителям менять форму пакетов и типы крышек за рекордно короткое время — часто сокращая продолжительность переналадки на две трети по сравнению со старыми моделями инструментов. Интерфейсы с сенсорными экранами помогают операторам легче задавать параметры, а также предоставляют диагностику в реальном времени, позволяя быстро выявлять возникающие проблемы. Обслуживание упрощено благодаря эргономичным панелям доступа и зонам, где для проведения регламентного технического обслуживания не требуются инструменты. Предприятия, модернизировавшие своё оборудование до этого уровня, могут запускать линии в эксплуатацию на 15–30 % быстрее после перехода на выпуск другого продукта. Это позволяет компаниям эффективно управлять небольшими заказами без потери скорости выпуска и качества готовой продукции.
Часто задаваемые вопросы
Что означает архитектура PLC + IoT?
Архитектура PLC + IoT означает объединение программируемых логических контроллеров (PLC) и датчиков промышленного интернета вещей (IIoT) для целей мониторинга в реальном времени и удалённой диагностики производственных процессов.
Как предиктивное техническое обслуживание способствует повышению надёжности оборудования?
С помощью облачной аналитики и датчиков предиктивное техническое обслуживание снижает количество незапланированных простоев оборудования, увеличивает срок службы оборудования и сокращает затраты на техническое обслуживание за счёт прогнозирования отказов компонентов оборудования до их возникновения.
Какие преимущества OPC UA даёт при интеграции систем?
Для интеграции систем OPC UA обеспечивает безопасную и независимую от поставщика связь между интегрированными системами и операционными технологиями, то есть станками и другим оборудованием, что повышает точность интегрированных данных и сокращает время утверждения партий.
Как сервоконтролируемые наполнительные головки обеспечивают одинаковый уровень точности?
Для поддержания одинакового уровня точности дозирующие головки с сервоприводом постоянно регулируют расход жидкости на основе высокоточной обратной связи, что способствует снижению объёма потерь продукта и недолива.
Какова роль анализа герметичности на основе машинного зрения и ультразвукового обнаружения утечек в системе контроля качества?
Эти две системы обеспечивают целостность продукции и снижают риск отзыва упакованных товаров за счёт высокоточного выявления как герметично упакованных, так и негерметичных упаковок.