聚酯光學膜自控生產系統的製作方法
2023-12-03 05:50:11 2
聚酯光學膜自控生產系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種聚酯光學膜自控生產系統，包括相互連接且與主控系統線路連接的配料系統、乾燥系統、擠出機系統、鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、收卷系統和分切系統，鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統和分切系統均與廢料回收系統連接，廢料回收系統的出口端連接有粉碎系統，所述粉碎系統與配料系統的入口端連接，橫拉系統和縱拉系統之間設有在線塗布系統；鑄片系統和縱拉系統之間設有第一厚度控制系統，橫拉系統和收卷系統之間的牽引系統上設有第二厚度控制系統。本實用新型能對廢膜回收利用，能實現生產線的集中與分散控制，實現生產控制和生產管理的有機結合，能實現全套自動化生產，實現動態的全過程監控。
【專利說明】聚酯光學膜自控生產系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種聚酯光學膜生產系統，具體涉及一種聚酯光學膜自控生產系統。
【背景技術】
[0002]目前，聚酯光學膜主要應用於平板顯示、各種保護膜的基膜材料等方面，其主要質量指標有:斷裂強度、斷裂伸長率、透光率、霧度等，而在聚酯光學膜的生產過程中，薄膜厚度的均勻性是一個重要的質量指標。作為質量控制管理的要求，應該對它進行適時檢測並調整，使其在符合規定要求的範圍內，最終製造出高質量的光學膜。我國聚酯光學膜從80年代後，引進、吸收了國外的先進技術和設備，聚酯光學薄膜得到迅速發展。目前國內聚酯光學膜生產線的設計和加工方面也取得很大的進展，從當前的聚酯光學膜產量上看，國產的聚酯光學膜薄膜不但可以滿足國內的需要，而且還可以部分出口。從聚酯光學膜的質量上來看，國產薄膜的質量己達到國外同類產品的水平。但現在自動控制及監測僅為分散控制，無法實現集中控制與分散控制相結合，從而無法保證產品生產線的全過程監測，影響企業的經濟效益。而且從牽引站來的邊膜以及不可避免地產生的一些廢膜，無法回收利用，增加了生產成本。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種能對廢膜回收利用，且能夠實現整個生產線的集中控制與分散控制，實現生產控制和生產管理的有機結合，從而進一步提高企業的經濟效益，能實現全套自動化生產，實現動態的全過程監控的聚酯光學膜自控生產系統。
[0004]其技術方案是:聚酯光學膜自控生產系統，包括相互連接的配料系統、乾燥系統、擠出機系統、鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、收卷系統和分切系統，所述鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統和分切系統均通過廢料出口與廢料回收系統連接，所述廢料回收系統的出口端連接有粉碎系統，所述粉碎系統與配料系統的入口端連接，所述橫拉系統和縱拉系統之間設有在線塗布系統；所述鑄片系統的模頭處設有靜電吸附裝置，所述牽引系統上設有電暈處理裝置；所述鑄片系統和縱拉系統之間設有第一厚度控制系統，所述橫拉系統和收卷系統之間的牽引系統上設有第一厚度控制系統；所述乾燥系統、擠出機系統、鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、收卷系統和分切系統分別通過線路與主控系統連接。
[0005]所述主控系統包括用於控制配料系統及整個乾燥系統的第一 PLC、用於控制分切系統和廢料回收系統的第五PLC、用於控制擠出機系統和鑄片系統的第二 PLC、用於控制縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、第一厚度控制系統和第二厚度控制系統的第三PLC，以及用於控制收卷系統的第四PLC。
[0006]所述生產系統採用閉環與開環相結合結構。
[0007]所述縱拉系統、橫拉系統、牽引系統和收卷系統中均設置有張力系統。[0008]所述乾燥系統的出口端設有過濾裝置。
[0009]本實用新型與現有技術相比較，具有以下優點:能對廢膜回收利用，且能夠實現整個生產線的集中控制與分散控制，實現生產控制和生產管理的有機結合，從而進一步提高企業的經濟效益，能實現全套自動化生產，實現動態的全過程監控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型生產系統的結構流程圖；
[0011]圖2是本實用新型生產系統的控制系統框圖；
[0012]圖3是本實用新型生產系統的結構框圖。
【具體實施方式】
[0013]參照圖1、圖2和圖3，聚酯光學膜自控生產系統，包括相互連接的配料系統9、乾燥系統8、擠出機系統7、鑄片系統6、縱拉系統5、橫拉系統3、牽引系統2、收卷系統I和分切系統12，所述鑄片系統6、縱拉系統5、橫拉系統3和分切系統12均通過廢料出口與廢料回收系統10連接，所述廢料回收系統10的出口端連接有粉碎系統11，所述粉碎系統11與配料系統9的入口端連接，所述橫拉系統3和縱拉系統5之間設有在線塗布系統4 ;所述鑄片系統6的模頭處設有靜電吸附裝置14，所述牽引系統2上設有電暈處理裝置15 ;所述鑄片系統6和縱拉系統5之間設有第一厚度控制系統16，所述橫拉系統3和收卷系統I之間的牽引系統2上設有第二厚度控制系統17 ;所述乾燥系統8、擠出機系統7、鑄片系統6、縱拉系統5、橫拉系統3、牽引系統2、收卷系統I和分切系統12分別通過線路與主控系統連接。
[0014]所述主控系統包括用於控制配料系統及整個乾燥系統的第一 PLC、用於控制分切系統和廢料回收系統的第五PLC、用於控制擠出機系統和鑄片系統的第二 PLC、用於控制縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、第一厚度控制系統和第二厚度控制系統的第三PLC，以及用於控制收卷系統的第四PLC。
[0015]所述生產系統採用閉環與開環相結合結構。分切系統是一個獨立系統。
[0016]所述縱拉系統5、橫拉系統3、牽引系統2和收卷系統I中均設置有張力系統。根據膜的繃緊程度，在縱拉機進出口設置張力檢測系統，主要是將進出口導向輥安裝在測壓傳感器，測壓傳感器根據檢測結果與設定數據來對比從而發出信號使縱拉機系統與上、下遊設備的速度保持同步，系統上設置張力檢測元件，檢測了解薄膜拉伸情況、熱量是否足夠等，如否發生斷膜，若張力顯示為零，則報警，採用PLC測量電機轉速可以保證張力系統穩定性和高精度。實現脈衝信號的測量主要是用PLC的高速計數單元來實現。
[0017]經縱向拉伸的薄膜送至縱拉系統後，在縱拉機入口處通過邊膜跟蹤器自動找正，保證鋏具可以有效地夾住膜邊。在預熱區預熱後，再加熱至拉伸溫度進行橫向拉伸，然後進行熱定型處理，增加結晶，穩定拉伸取向過程，提高薄膜的尺寸具有熱穩定性。經熱處理後，薄膜被送至牽引系統2。
[0018]所述乾燥系統8的出口端設有過濾裝置13。
[0019]工藝流程說明:參照圖1和圖3，
[0020]聚酯切片經稱重入配料系統9，混合配料到乾燥系統8中乾燥塔乾燥後進入擠出機系統7，在擠出機加熱融溶進入熔體線，在熔體線經過粗、精過濾器過濾後到鑄片系統6的模頭，熔體由模唇流出經過冷卻輥冷卻定型成薄膜厚片，薄膜厚片經過縱拉系統5縱向拉伸後進入橫拉系統3進行橫向拉伸、定型、冷卻成膜，經過牽引系統2到收卷系統I收成成品大膜卷。在冷卻輥後和牽引系統2中配有第一厚度控制系統16和第二厚度控制系統17，厚度控制系統和有自動控制調節螺栓的模頭以及速度控制系統組成薄膜厚度調節系統自動調節薄膜厚度。成品大膜卷經過分切系統12分切成成品，經包裝後出廠。生產過程中產生的廢熔體塊和牽引、分切切下的廢邊以及廢膜進入回收系統進行粉碎再造粒後可以一定比例回用。分切系統12是一個獨立系統。當鑄片進入靜電吸附裝置後，本系統通過安裝在側面高壓發生器作用，該高壓發生器的電壓和電流均非常穩定，並能分成主體和邊膜兩部分進行單獨自動調節膜頭的溫度和溼度，模擬四季環境溫度進行自動調節，並保證靜電電壓和電流以調至生產穩定又無靜電條紋時為宜。
[0021]各系統說明:
[0022]配料系統9:按照不同的熔點、水分的聚酯溼切片進行配比組分，加入添加劑的母料進入振動篩及金屬分離器，後進入一級脈衝輸送到溼切片料倉，根據不同品種薄膜的要求，在混料器處按一定比例混合，再經二級脈衝輸送到切片中間停留料倉。
[0023]乾燥系統8:聚酯切片、母粒切片、回收切片進行混合配料後經迴轉送料閥進入沸騰結晶床與乾燥塔。
[0024]擠出系統6:乾燥後的聚酯鑄片通過擠出機、預過濾器、計量泵、精過濾器再進入靜態混合器後進入模頭。本模頭為自動調整模頭，模頭由高精度的模體和模唇組成，模頭在橫向上分成一定的區各自獨立進行加熱，每個區溫度能獨立調整控制。即可根據牽引站系統所傳遞的實際厚度與目標厚度相比來自動調整各點的模唇開度。各加熱單位兩者都配有獨立的空氣冷卻系統，確保鑄片厚度控制精確。
[0025]縱向拉伸系統5:本系統為多輥傳動裝置，採用的是一步拉伸法，從鑄膜經熱輥預熱後，再由紅外加熱器加熱到拉伸溫度，逐步拉伸，然後經冷卻、熱定型後，送至橫拉。更好地拉伸，採用2組邊膜紅外加熱器加熱。
[0026]塗布系統4:將配置好的塗液在線塗在非輥面，可以顯著改善膜面的性能，拓展薄膜的應用。該裝置是首先將調配好的塗液經條噴口噴至膜的電暈面，然後由計量棒進行均化、控制塗層厚度，最後進行烘箱進行乾燥並預熱、進行橫向拉伸，塗層的厚度由採用的計量棒決定。
[0027]橫向拉伸系統3:薄膜進入、預熱區、拉伸區、緊張熱定型區、鬆弛定型區、冷卻區經縱向拉伸的薄膜送至縱拉機後，在縱拉機入口處通過邊膜跟蹤器自動找正，保證鋏具可以有效地夾住膜邊。預熱後，再加熱至拉伸溫度進行橫向拉伸，然後進行熱定型處理，增加結晶，穩定拉伸取向過程，提高薄膜的尺寸具有熱穩定性。經熱處理後，薄膜被送至牽引站。
[0028]牽引系統2:橫拉出聚酯薄膜經冷卻棍、真空吸附輥、第二測厚儀、真空吸附輥、靜電消除經縱、橫向拉伸的薄膜，在送至牽引站後得到進一步的冷卻、展平、成品測厚、切邊(切下的邊膜經真空吸嘴送至回收粉碎造粒)和電暈處理，然後經靜電消除，最後直接卷繞在轉塔式收卷機上，切下的邊膜通過真空吸嘴送至回收粉碎機粉碎再造粒循環使用。
[0029]收卷系統1:從牽引站送來的薄膜已成型，在送至收卷機時經靜電消除後通過張力輥傳送至收卷鋼芯上，可根據膜厚不同來選擇接觸式或間隙式收卷方式，在恰當的張力、壓力下收捲成質量較高的大母卷。在收卷長度達到設定值時可進行手動或自動換卷。[0030]分切系統12:採用高速分切機分切薄膜。母卷在分切機放卷站上被夾緊，膜端由鏈條自動穿過機器或與機器中已有的膜粘接，通過牽引輥傳至分切輥，在分切前，膜經進一步消除靜電，並經邊膜壓輥和弓形輥進一步展平。在分切刀槽輥處根據用戶需要的規格進行分切，分切後的薄膜送至收卷站，然後進行包裝。
[0031]廢料回收系統10:從牽引站來的邊膜以及不可避免地產生一些廢膜，可以粉碎、回收，重新利用生產薄膜。碎片經過熔融、過濾、擠出、造粒、風乾、切粒後，回收切片通過風機輸送至回收切片料倉再循環使用。廢膜、邊膜先通過粉碎機粉碎成小塊碎片，用擠出機擠成細條，經過水槽冷卻、脫水、切粒，再摻入新切片中，重新生產成薄膜。
[0032]參照圖2，本實用新型總體運用機電一體化技術。採用IPC集中過程控制系統是一個由上、下二級組成的集散型控制系統，將從原料輸送與乾燥、擠出、鑄片、縱拉、橫拉、牽弓1、收卷及包裝等生產工藝過程，母卷儲運與分切的整個聚酯光學膜生產過程集中到一個集散控制系統內，實現全套自動化生產，實現動態的全過程監控。
[0033]主控系統包括工作站、印表機、管理者和沿線控制站等，它實現對擠出機、縱拉機、橫拉機、牽引、收卷機等進行集中監視和控制。
[0034]電動信號線聯接控制站、沿線控制站並與主控系統中的工作站、管理者聯接。
[0035]主控系統作為本控制系統的中樞，所有從PLC通訊顯示器與主計算機進行通訊，把所有的實時控制數據及狀態參數上傳至主計算機控制系統，主計算機控制系統下傳控制命令至第一 PLC-第五PLC，主計算機控制系統把生產線監控畫面及狀態參數傳送至主控系統，並接收來自操作員下達的控制命令。
[0036]PC用於存儲生產工藝配方並通過接口傳送至主計算機控制系統。
[0037]現場級第一 PLC、第五PLC實現主線的所有必需功能。每臺PLC從主計算機接收指令，又將現場採集的所有信號傳送到主計算機，其控制功能有:閥門控制；溫度控制；速度與拉伸控制；生產線起動時的協調控制；產品更改時的協調控制；收卷控制。
[0038]其中，第一 PLC控制原材料輸送及整個乾燥系統的所有加熱單元、現場傳感器、變換器、交流電機等所有設備的狀態、設備連鎖、報警信號、控制命令的數據採集、通過電動信號線把生產線監控畫面及狀態參數傳送至顯示器顯示，並接收來自操作員下達的控制命令。並且有設備連鎖信號傳送給主計算機系統實現乾燥系統與主生產線的連鎖。
[0039]第五PLC是個獨立的系統，控制母卷儲運和分切，並控制整個廢料回收再造粒系統的所有加熱單元、現場傳感器、變換器、交直流電機等所有設備的狀態、設備連鎖、報警信號、控制命令及參數修改和控制，並且有設備連鎖信號傳送給從第二 PLC實現廢料回收再造粒系統與主生產線的連鎖。
[0040]第二 PLC控制擠出機、熔體線到模頭的溫度、壓力、厚度、速度的升降及匹配，速度控制設備的狀態及參數的採集和顯示等。縱拉終現場顯示相關直流電機的速比，並可根據實際情況進行修改。
[0041]第三PLC控制縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、厚度控制系統的所有加熱單元、現場傳感器、變換器、交直流電機等所有設備的狀態、設備連鎖、報警信號、控制命令的數據採集、數據上傳至主計算機並負責接收主計算機的所有控制命令及參數修改並且下傳至所有現場設備。
[0042]第四PLC控制整個收卷機的所有功能，即張力壓力調整、現場傳感器、變換器、直流電機等所有設備的狀態、設備連鎖、報警信號、控制命令及參數修改並且下傳至收卷終端的現場設備。
【權利要求】
1.聚酯光學膜自控生產系統，其特徵在於:包括相互連接的配料系統、乾燥系統、擠出機系統、鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、收卷系統和分切系統，所述鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統和分切系統均通過廢料出口與廢料回收系統連接，所述廢料回收系統的出口端連接有粉碎系統，所述粉碎系統與配料系統的入口端連接，所述橫拉系統和縱拉系統之間設有在線塗布系統； 所述鑄片系統的模頭處設有靜電吸附裝置，所述牽引系統上設有電暈處理裝置； 所述鑄片系統和縱拉系統之間設有第一厚度控制系統，所述橫拉系統和收卷系統之間的牽引系統上設有第二厚度控制系統； 所述乾燥系統、擠出機系統、鑄片系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、收卷系統和分切系統分別通過線路與主控系統連接。
2.根據權利要求1所述的聚酯光學膜自控生產系統，其特徵在於:所述主控系統包括用於控制配料系統及整個乾燥系統的第一 PLC、用於控制分切系統和廢料回收系統的第五PLC、用於控制擠出機系統和鑄片系統的第二 PLC、用於控制縱拉系統、橫拉系統、牽引系統、第一厚度控制系統和第二厚度控制系統的第三PLC，以及用於控制收卷系統的第四PLC。
3.根據權利要求1所述的聚酯光學膜自控生產系統，其特徵在於:所述生產系統採用閉環與開環相結合結構。
4.根據權利要求1所述的聚酯光學膜自控生產系統，其特徵在於:所述縱拉系統、橫拉系統、牽引系統和收卷系統中均設置有張力系統。
5.根據權利要求1所述的聚酯光學膜自控生產系統，其特徵在於:所述乾燥系統的出口端設有過濾裝置。
【文檔編號】B29D7/01GK203779820SQ201420208027
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】張琳慶, 周炳陽, 王濤 申請人:山東勝通集團股份有限公司, 山東勝通光學材料科技有限公司