linee per la produzione di vetro cavo azionate da sistemi

NOTIZIE TECNICHE
LINEE PER LA PRODUZIONE DI VETRO CAVO
AZIONATE DA SISTEMI SINCRONIZZATI.
di A. Franceschelli
I
ntroduzione
Come è noto, il vetro è impiegato per la produzione di manufatti diversi, come le lastre
(vetro piano),le lampadine, le bottiglie, i bicchieri,
i barattoli ed i contenitori di vario tipo(vetro cavo),
le fibre e altri speciali oggetti.
Il processo produttivo è diverso per ciascuna delle
suddette categorie di manufatti.
In questa nota si esaminerà esclusivamente la produzione del vetro cavo.
Descrizione del processo
Il vetro è un materiale costituito dalla miscela di
ossido di silicio con diversi altri ossidi, che conserva allo stato solido varie proprietà tipiche dello
stato liquido Esso viene ottenuto fondendo la
miscela a temperatura superiore ai 1200 °C e raffreddandola quindi in modo sufficientemente rapido da impedire il passaggio allo stato cristallino.
Tutti gli impianti per la produzione di qualsiasi
manufatto di vetro presuppongono l’impiego di un
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L
INES FOR HOLLOW GLASS PRODUCTION, OPERATED BY SYNCHRONIZED SYSTEMS MADE OF VARIABLE
FREQUENCY SINGLE-MOTOR DRIVES.
Introduction
As we all know, glass is used to produce different
kinds of manufactured articles, such as panes (flat
glass), bulbs, bottles, drinking glasses, vases and
kitchenware (hollow glass), fibers and other special products.
Every manufactured article has a unique production procedure. This note will exclusively explain
the hollow glass production.
Procedure description
The glass is a material consisting of a mixture of
silicon oxide and other oxides, which at the solid
state retains some properties typical of the liquid
state. It is obtained by melting the mixture at a
temperature higher than 1200°C and then quickly
cooling it so as to avoid the passage to the crystal-
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forno di fusione.
Gli impianti per la produzione del vetro cavo sono
caratterizzati dalla presenza, oltre che dal forno di
fusione, da una serie di macchine che il vetro, in
quantità opportunamente dosata, attraversa in
sequenza, subendo le lavorazioni che porteranno
alla realizzazione dell’oggetto voluto. Il numero e
le caratteristiche delle macchine costituenti una
determinata linea, dipendono dalla forma e dal tipo
dell’oggetto da produrre, comunque la descrizione
che segue si riferisce ad una linea comprendente i
soli elementi essenziali.
Dal forno di fusione il vetro passa ad una camera
di refrattario, dove viene mantenuto fuso a temperatura costante e qui prelevato da una prima macchina (feeder) che esegue il dosaggio ed il taglio
della goccia. La goccia calibrata, tramite uno scivolo (macchina di indirizzamento della goccia),
entra nello stampo (macchina formatrice), dove
acquista la forma dell’oggetto voluto mediante
azione di pressione o soffiaggio.
La macchina successiva provvede all’allineamento
e al regolare intervallamento degli oggetti stampati
e li trasferisce sul convogliatore, che trasporta i
pezzi nel forno di distensionamento, generalmente
del tipo a tunnel, dove essi vengono raffreddati
gradualmente fino a temperatura ambiente, eliminando eventuali tensioni
interne generate nel processo di formazione.
La linea tipica descritta
comprende 5
macchine con
motorizzazione individuale ed è rappresentata a
titolo
di
esempio in
fig. 1.
line state. All installations for production of glass
manufactured articles are provided with a smelting
furnace.
The installations for hollow glass production are
provided, besides the smelting furnace, with a
series of machines through which the glass, in a
given quantity, passes and is subject to several
operations which will create the desired object.
The number and characteristics of the machines
composing a certain line depend on the shape and
type of the object to be manufactured. The following description,however, refers to a line consisting of basic elements only.
From the smelting furnace, the glass passes to a
chamber made of refractory material, where it is
kept melted at a constant temperature and from
which it is taken by a first machine(feeder). This
machine carries out the dosage and cutting of the
gob. The sized gob reaches the mold(shaping
machine) by means of a chute(machine for gob driving), where it gets the desired shape through a
pressure or a blowing action. The next machine
carries out the alignment and the regular spacing
of the molded objects and transfers them on the
conveyor, which takes them in the stress relieving
furnace. This furnace is generally tunnel-type:
there the objects are gradually cooled down to the
ambient temperature, thus
eliminating
any possible
internal stress
generated
during the
shaping process.
The typical
line described
here consists
of 5 machines
having individual drive,
and is shown
in Figure 1.
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NOTIZIE TECNICHE
LINEE PER LA PRODUZIONE DI
VETRO CAVO AZIONATE DA
SISTEMI SINCRONIZZATI DI
AZIONAMENTI MONOMOTORE
CON INVERTER DELLA SILECTRON SISTEMI
Con lo sviluppo degli azionamenti elettrici si é reso possibile il superamento degli inconvenienti dei sistemi meccanici che per primi, hanno
consentito la realizzazione di linee automatizzate. I
tradizionali azionamenti a velocità variabile con
motore in corrente continua non hanno però avuto
successo nell’applicazione alle singole macchine
della linea, richiedendo sofisticati circuiti di regolazione con trasduttori di posizione per l’ottenimento
del necessario rigoroso sincronismo delle macchine
dopo l’operazione di messa in fase. Si sono così
affermati i gruppi convertitori rotanti a frequenza
variabile da motori c.c.(o anche con altri sistemi),
mentre le singole macchine venivano azionate da
motori sincroni. La successiva evoluzione tecnica ,
ma anche economica, dei variatori statici di frequenza (inverter), ha consentito l’impostazione di
un sistema moderno basato su un inverter principale per l’alimentazione dei motori sincroni di tutta la
linea, con un inverter ausiliario per l’operazione di
messa in fase, governata da un circuito a logica
programmabile.
Ma l’evoluzione tecnico-economica degli inverter è
poi continuata, rendendo disponibili oggi equipaggiamenti normalizzati a prezzi contenuti che hanno
consentito la realizzazione della soluzione che verrà
ora descritta.
Ogni macchina della linea è azionata da un sistema
monomotore a frequenza variabile (da 18 a 120 Hz)
con motore sincrono e inverter statico, dotato di
comando individuale che gli permette un funzionamento autonomo da tastiera individuale ed equipaggiato con un trasduttore di posizione molto semplice, del tipo capacitivo a prossimità.
Il motore sincrono può essere del tipo con eccitazione indipendente, oppure del tipo a riluttanza
variabile o del tipo co eccitazione a magnete permanente.
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LINES FOR HOLLOW GLASS PRODUCTION
OPERATED BY SYNCHRONIZED SYSTEMS OF
SINGLE-MOTOR DRIVES WITH SILECTRON
SISTEMI INVERTERS.
With the development of the electric drives, the
drawbacks mentioned for the mechanical
systems have been overridden, and the electric
drives allowed as first the creation of automated lines. The conventional variable speed drives whith DC motor were not successful when
applied to the single machines. In fact, they
required sophisticated adjustment circuits with
position transducers to obtain the required
machine synchronism after the initial timing
operation. For this reason, the variable frequency rotary inverters got a footing, operated
at variable speed by DC motors (or other
systems), while the single machines were operated by synchronous motors. The subsequent
technical and economic development of the frequency static changers (inverters) allowed the
setting of a modern system based upon a main
inverter. This is used for synchronous motors
supply all over the line, while an auxiliary
inverter times the machines, controlled by a
programmable logic circuit. The inverter technical-economic development has continued by
making available normalized and low-cost
equipments which allowed to compose the solution described hereafter.
Every machine of the line is operated by a
variable-frquency single-motor system (18 to
120 Hz) with synchronous motor and static
inverter. This inverter is provided with individual control for an autonomous operation from
its keyboard and with a very simple position
transducer, proximity capacitive type.
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I convertitori
sono dotati di
sistema di
comunicazione di tipo
seriale, che
consente loro
di
essere
governati da
opportuni
segnali esterni, anzichè dai
propri comandi individuali.
Il coordinamento dell’intera linea con i suoi 5 o più
azionamenti è affidato ad una unità logica e centralizzata del tipo a microprocessore.
Questa unità centrale di governo del sistema, i cui
comandi vengono impartiti dall’operatore tramite
tastiera, genera la frequenza di riferimento che,
attraverso la comunicazione seriale, va a pilotare
tutti gli azionamenti collegati, ottenendo così quel
rigoroso sincronismo indispensabile di cui si è già
detto. Questo avviene però dopo aver effettuato la
messa in fase reciproca di tutte le macchine del
sistema. L’operazione di messa in fase può essere
effettuata manualmente oppure automaticamente.
La selezione del servizio, manuale o automatico,
viene effettuato dalla tastiera. Con la messa in fase
manuale l’operatore, dopo l’avviamento della linea,
agisce sull’aumento o la diminuzione della frequenza del motore preso in considerazione, frequenza
che viene temporaneamente sganciata durante l’operazione da quello di riferimento, e ricerca la posizione ottimale, che , raggiunta, viene fissata e mantenuta, avendogli ripristinato la frequenza di riferimento. Questa operazione viene ripetuta per ogni
macchina.
Selezionando invece la messa in fase automatica, il
sistema, dopo aver avviato i motori predisposti ed
averli portati a regime, esegue automaticamente
l’operazione di messa in fase accelerando o decelerando i motori che richiedono la messa a punto,
purché in memoria esista conservato il valore del-
The syncronous motor
can be one
of the foll o w i n g
types: with
independent
excitation,
with variable reluctance or with
permanent
magnet excitation.
The inverters are provided with a serial commutation system, so that they are controlled by
proper external signals, and not by their individual controls.
The coordination of the whole line, with 5 or
more drives, is controlled by a microprcessor
centralized logic unit. This control unit of the
system, where commands are input by the operator through keyboard, generates the reference
frequency which, through serial communication,
controls all the connected drives, thus giving
rise to the required synchronism. This, however,
happens after a reciprocal timing of all the
system machines. The timing may be performed
manually or automatically. The manual or automatic selection is performed through keyboard.With the manual timing, after the line
starts, the operator increases or decreases the
motor frequency. During this operation, this frequency is temporally unlocked from the reference one. After that the operator tries to find out
the best position that, once reached, is fixed and
kept constant, while the reference frequency is
locked again. This operation is repeated for
every machine.
With the automatic timing, after starting the
motors and getting them running steady, the
system automatically times the machines by
accelerating or decelerating the motors requiring this operation.
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l’angolo che ogni macchina deve avere rispetto alla
precedente per il tipo di oggetto che si è previsto di
produrre.
Il segnale della posizione di ogni singolo motore
viene trasmesso all’unità logica di comando del sensore di prossimità già menzionato. Qui avviene il
confronto con il valore di sfasamento preimpostato,
dando luogo all’azione correttiva. La durata dell’operazione di messa in fase dipende dalla velocità
della linea e dall’entità dell’errore da correggere ed
è comunque mediamente compresa fra 5 e 15 s.
Dopo l’operazione di messa in fase, manuale o automatica, la velocità della linea può, se necessario,
venir modificata. Ogni macchina modificherà conseguentemente la propria velocità, mantenendo però
sempre invariata la relazione di posizione con le
altre macchine della linea.
L’unità centrale logica è dotata di visualizzatore, che
permette di motorizzare i principali parametri sia in
fase di avviamento che durante l’esercizio. E’ anche
possibile un collegamento fra l’unità ed un elaboratore, che raccoglie dati dalle varie linee, predisponendo statistiche di produzione.
A regime la linea opera a velocità fissa: esiste per
ogni oggetto da produrre una velocità ottimale di
lavorazione, che viene archiviata nella memoria dell’unità logica e richiamata quando si effettua la
messa a punto iniziale della linea.
L’unità logica é in grado di fornire segnali ad impulso sincronizzati e con ritardo tarabile rispetto alla
posizione delle macchine, segnali utilizzabili per
azionare dispositivi ausiliari di vario tipo.
Una linea può operare autonomamente
oppure può funzionare in tandem con
un’altra linea governata da un analogo
sistema. In quest’ultimo caso le due linee
devono essere collegate dal sistema di
comunicazione seriale ed una delle due
linee deve fungere da “master” mentre l’altra funge da “slave”. La selezione di questo
modo di funzionamento é effettuabile da
tastiera e la linea master fornisce il segnale
di riferimento di frequenza ad ambedue le
linee.
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This is performed provided that the angle value
of every machine, as regards the previous one,
has been stored in memory according to the
kind of object to be manufactured.
The signal of each motor position is sent to the
control logic unit by means of the a.m. proximity sensor. Here, it is compared with the preset
phase-offset value, thus starting the correction
operation. The thiming operation length
depends on the line speed and on error to be
corrected; anway, it ranges between 5 and 15
secs.
After the manual or automatic timing operation,
the line speed may be changed, if necessary.
Every machine will change its speed accordingly, without affecting its own position towards
the other machines of the line.
The logic centre unit is provided with display to
control the main parameters both during the
starting phase and in operation. Further, this
centre unit can be connected to a computer,
which will collect data coming from the various
lines and get production statistics.
In standard operation, the line works at fixed
speed. For each object to be manufactured,
there is an optimal working speed which is stored in the logic unit memory and read when the
line initial setting up is performed.
The logic unit is able to send synchronized
pulse signals having a delay adjustable as
regards the machines position, which can be
used to operate different auxiliary
devices.
A line can operate by itself, or in tandem with another line controlled by a
similar system. In this last case, the
two lines must be connected each other
through the serial communication
system, where one line will be the
“master” and the other one will be the
“slave”. This operation can be selected
through keyboard and the master line
sends the frequency reference signal to
both lines.
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