Nový řídící systém stroje pro vakuové formování

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F25%3A00014391" target="_blank" >RIV/46747885:24210/25:00014391 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/46747885:24620/25:00014391

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Nový řídící systém stroje pro vakuové formování

Popis výsledku v původním jazyce

Předmětem funkčního vzorku je modulární řídicí systém navržený pro precizní, zónovou a energeticky efektivní regulaci plošných teplotních polí v průmyslových aplikacích. Ačkoliv byla architektura primárně optimalizována a celý systém byl testován pro specifika procesů tepelného tvarování plastů (termoforming), koncepce systému je univerzální a aplikovatelná v libovolném technologickém procesu vyžadujícím dynamické řízení sálavého ohřevu s vysokou mírou homogenity a opakovatelnosti. Jádrem systému je hierarchická topologie s distribuovaným sběrem dat. Výkonnou vrstvu tvoří průmyslové PLC (Fatek) propojené s distribuovanými I/O moduly (ADAM) a sadou polovodičových relé (SSR). Tato vrstva zajišťuje deterministické řízení výkonu topných elementů pomocí PWM modulace na základě zpětné vazby z kontaktních senzorů teploty. Nadřazenou vrstvu tvoří průmyslové PC s integrovaným systémem bezkontaktního měření teploty (termokamera), které usnadní počáteční nastavení systému pro konkrétní produkt a dovoluje použít i pokročilé supervizní řízení. Unikátní vlastností řešení je implementace dvojité kaskádové regulace. Vnitřní regulační smyčka (v PLC) zajišťuje rychlou stabilizaci teploty zdrojů tepla a bezpečnost, zatímco vnější smyčka (v PC) může provádět real-time korekci žádaných hodnot na základě skutečného teplotního profilu ohřívaného produktu. Tento přístup umožňuje efektivně kompenzovat nelinearity procesu, změny vlastností materiálu i rušivé vlivy okolního prostředí. Systém je vybaven uživatelským rozhraním s plnou digitalizací procesu, podporou recepturového řízení, vizualizací teplotního pole a autodiagnostickými funkcemi pro zajištění bezpečnosti provozu.

Název v anglickém jazyce

New vacuum forming machine control system

Popis výsledku anglicky

The subject of the functional sample is a modular control system designed for precise, zonal and energy-efficient regulation of surface temperature fields in industrial applications. Although the architecture was primarily optimized and the entire system was tested for the specifics of plastic thermoforming processes, the system concept is universal and applicable in any technological process requiring dynamic control of radiant heating with a high degree of homogeneity and repeatability. The core of the system is a hierarchical topology with distributed data collection. The executive layer consists of an industrial PLC (Fatek) connected to distributed I/O modules (ADAM) and a set of semiconductor relays (SSR). This layer ensures deterministic control of the heating elements‘ power using PWM modulation based on feedback from contact temperature sensors. The superior layer consists of an industrial PC with an integrated non-contact temperature measurement system (thermal camera), which facilitates the initial setup of the system for a specific product and also allows the use of advanced supervisory control. A unique feature of the solution is the implementation of double cascade control. The internal control loop (in the PLC) ensures rapid stabilization of the temperature of the heat sources and safety, while the external loop (in the PC) can perform real-time correction of the setpoints based on the actual temperature profile of the heated product. This approach allows for effective compensation of process nonlinearities, changes in material properties and environmental disturbances. The system is equipped with a user interface with full process digitalization, recipe control support, temperature field visualization and self-diagnostic functions to ensure operational safety.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20205 - Automation and control systems

Projekt

<a href="/cs/project/FW06010642" target="_blank" >FW06010642: Rozvoj energeticky a environmentálně úsporných blistrů pro robotizované balení a iSMART packaging s využitím pokročilých metod modelování</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

FW06010642-V2

Číselná identifikace

TUL1001529205

Technické parametry

Výkonová část a topná soustava: • Topný výkon: 16 kW celkový instalovaný výkon. • Konfigurace zářičů: 20× infračervený keramický zářič (800 W / element) s integrovaným termočlánkem typu K. • Uspořádání: Rozložení do dvou řad s možností nezávislého řízení každého elementu (20 zón). • Akční členy: Polovodičová relé (SSR) Relpol se spínáním v nule; řízení metodou PWM (Pulse Width Modulation). • Energetický management: Mechanicky pohyblivý blok zářičů se systémem „tepelné garáže” (parkování do tepelně izolované komory v neaktivní fázi cyklu). Řídicí systém a instrumentace: • Procesní regulátor (Master): PLC Fatek s rozšířeným komunikačním modulem. • Měření teplot (Data Acquisition): 3× distribuovaný I/O modul Advantech ADAM (rozhraní RS485). • Nadřazený systém (Supervisor): Průmyslové PC s dotykovým LCD panelem. • Bezkontaktní měření: Termokamera TopDon s rozlišením 256x192 pro snímání teplotního pole produktu v reálném čase. • Komunikace: Dvě fyzicky oddělené linky RS485 (Protokol Modbus RTU): o Bus 1: PLC ↔ ADAM (prioritní smyčka sběru dat). o Bus 2: PLC ↔ PC (supervizní smyčka a vizualizace). • Bezpečnostní monitoring: Měření teploty v prostoru nad zářiči (ochrana kabeláže) a uvnitř rozvaděče (ochrana elektroniky). Kontaktní osoba: Tomáš Martinec - tomas.martinec@tul.cz

Ekonomické parametry

Okamžitá náhlada stávajícího energeticky náročného systému s prokázanou úsporou energie 40% na konkrétním výrobku (experimenálně ověřeno).

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

46747885

Název vlastníka

TUL

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—