Pomiary i sterowanie w produkcji szkła

Tytułowa produkcja odbywa się w warunkach nieprzyjaznych ludziom – w jej trakcie personel linii technologicznych jest narażony na wysokie temperatury, duże zapylenie i kontakt ze szkodliwymi dodatkami chemicznymi. Stąd też w sektorach produkujących szkło czy materiały budowlane udział pracowników jest ograniczany, zaś wiele zadań automatyzowanych. W artykule przedstawiamy przykłady wdrożeń automatyki i systemów pomiarowych w różnych obszarach z tym związanych.

Posłuchaj
00:00
Spis treści

Maszyny specjalistyczne w produkcji butelek

Na linii produkcji butelek masa szklana z wanny szklarskiej wypływa przez specjalne kanały (zasilacze). Stąd, po wcześniejszym rozdzieleniu na porcje (krople), jest podawana do automatów do formowania opakowań. Są to maszyny specjalistyczne, których działanie jest wzorowane na pracy hutników wydmuchujących szklane przedmioty. W zależności od typu butelek, a tym samym grubości ich ścian i rozmiaru otworów, stosuje się różne techniki produkcji. Na przykład butelki o grubych ściankach i wąskich otworach wytwarza się metodą blow and blow.

Jest to proces dwuetapowy. W pierwszej kolejności w porcji szkła wyrabia się otwór i wydmuchuje z niego bańkę. Potem przekłada się ją do formy w kształcie wyrobu gotowego i znów wydmuchuje, tym razem właściwy kształt.

Butelki z cienkimi ściankami, wykonywane metodą press and blow, także produkuje się w dwóch krokach. Najpierw bańkę wyrabia się przez sprasowanie środka masy szklanej za pomocą tłoka. Wtedy wykonuje się także wylot butelki. W drugim kroku bańkę przenosi się do formy końcowej i wydmuchuje gotowy wyrób. Gdy butelka uzyska ostateczny kształt, jest schładzana do temperatury poniżej temperatury deformacji. Następnym krokiem jest odprężanie, polegające na powolnym studzeniu szkła w celu relaksacji naprężeń termicznych. Dalsze etapy obróbki zależą od specyfiki produktu – butelki znakuje się albo zdobi.

Pomiary i sterowanie w produkcji szkła

Kluczową zmienną procesową w produkcji szkła jest temperatura. Mierzy się ją w kilku miejscach pieca szklarskiego, m.in.: w sklepieniu wanny, na dnie wanny, w zasilaczach. Temperatura sklepienia pieca musi być kontrolowana z kilku powodów. Utrzymanie tej właściwej ma na przykład wpływ na żywotność pieca, jego przegrzanie przyspiesza bowiem erozję ogniotrwałej wykładziny. Za niska temperatura z kolei wpływa na efektywność topienia surowców oraz zużycia paliwa. Analogiczne przesłanki skłaniają do pomiaru tej wielkości w dnie wanny. W kontroli temperatury w sklepieniach oraz na dnach części pieców szklarskich wykorzystuje się zwykle termopary. Czujniki te są także używane do kontroli temperatury masy szklanej w zasilaczach. Ponadto w tym celu korzysta się z pirometrów.

W piecach szklarskich mierzy się też takie wielkości jak: ciśnienie, poziom i przepływ. Ciśnienie i przepływ należy kontrolować na przykład w przypadku paliwa (gazu) i powietrza. Ciśnienie mierzy się także w przestrzeni ogniowej pieca i w kanałach spalinowych. Dzięki temu można przykładowo sprawdzić szczelność pieca. Ważną wielkością jest oprócz tego poziom masy szklanej.

Na podstawie wyników pomiarów kontroluje się elementy wykonawcze. Na przykład zaworami, które dozują paliwo i powietrze do palników, steruje się w oparciu o odczyty temperatury, z kolei automatami, które ładują surowce do wanny – na podstawie zmian w poziomie stopionej masy szklanej. W związku z tym, że w procesie wytopu szkła występuje wiele zaburzeń, na przykład waha się temperatura powietrza do spalania, zmienia się skład surowców oraz właściwości paliwa (kaloryczność), w sterowaniu piecami szklarskimi stosuje się m.in. algorytmy adaptacyjne. W kontroli pracy tych obiektów znajduje również zastosowanie logika rozmyta.

Spis treści
Zobacz więcej w kategorii: Temat miesiąca
Artykuły
Oil&gas i sektor chemiczny - automatyka i pomiary w branżach procesowych
Silniki i napędy
Nowoczesne przekładnie i motoreduktory - kompendium
Obudowy, złącza, komponenty
Nowoczesne kable, złącza i osprzęt kablowy
Przemysł 4.0
Smart Factory 2024
Bezpieczeństwo
Automatyka i urządzenia do zastosowań specjalnych
Przemysł 4.0
Nowoczesna intralogistyka i logistyka zakładowa
Powiązane treści
Kontrola jakości wyrobów szklanych
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Rynek
Nie tylko technologie
Rynek
Produkcja przemysłowa
Rynek
Pomiary i utrzymanie ruchu

Poradnik doboru rozwiązań drukujących - drukarki mobilne, stacjonarne i przemysłowe

Jak dobrać drukarkę do zastosowań w logistyce, przemyśle czy handlu? Na co zwrócić uwagę, jeżeli chodzi o cechy i funkcje urządzenia? Jak zapewnić wysoką niezawodność pracy oraz trwałość systemu drukującego? A co z oprogramowaniem? W artykule odpowiadamy na powyższe pytania, przedstawiając przykłady nowoczesnych urządzeń drukujących, które z powodzeniem sprawdzają się w wymienionych zastosowaniach.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów