Banbury Mikser Dozaj Uygulamaları - Sankotek Otomasyon
Banbury Mixer Batch Otomasyonu ve Karbon Siyahı Transportu
Batch otomasyonu veya batch kontrol dediğimizde, sınırlı sayıdaki girdinin sınırlı zaman ve ekipmanla üretilmesi ve izlenmesi aklımıza gelmelidir. Bilindiği üzere batch üretimine başlanabilmesi için girdilerin tamamının hazır olması gerekliliği vardır. Kauçuk üretiminde bu girdiler temel olarak dörde ayrılmıştır; Karbon Siyahı, Kauçuklar, Mikro Malzemeler (Kimyasallar ve Pişiriciler) ve Yağlar. Üretilecek ürüne göre bu ana guruplar içerisindeki malzemeler farklılık göstermekle birlikte prensip olarak tüm kauçuk batch uygulamaları ile ilgili bu gruplamayı yapabiliriz. Mikro malzemeler premix hazırlama ünitesi diye adlandırabileceğimiz ayrı bir dozaj ünitesi vasıtası ile batch üretimine başlanmadan önce hazırlanmalıdır. Aynı şekilde karbon siyahı ve sıvı malzemeler de Banbury Mixer batch üretimine başlamadan yapılacak batch adedine uygun olarak hazır bulunmalıdır. Ancak tüm bu malzemeler hazırlandıktan sonra üretime geçilebilir.
Karbon siyahı Dozaj, Yağ dozaj, Kauçuk Dozaj ve Mikro Malzemelerin hazırlanması işlemi de aslında başlı başına bir süreçtir. Bu işi yapan ekipmanların doğru kapasitede ve hassasiyette tasarlanması kaliteli batch elde edilebilmesi için büyük önem taşır. Özellikle Karbon siyahının Banbury Mixer içerisine gönderilmesi işi karbon siyahının yapısal özelliklerinden dolayı büyük önem taşımaktadır. Karbon siyahı, adından da anlaşılacağı üzere bulaştığı noktayı siyaha boyayan, kolay uçuşan, ince tanecikli dolayısıyla yüzeylere kolay tutunan bir malzemedir. Temas ettiği noktaları ciddi şekilde kirlettiğinden dolayı iyi bir taşıma sistemi ile Banbury Mixer e taşınması çok önemlidir. Bu alanda yapılan uygulamalar gösterdi ki uzun vadede en iyi yöntem karbon siyahının vida ile dozajlandıktan sonra vakum transportu ile nakletmek kirlilik ile mücadele etmede önemli bir katkı sağlamıştır. Vakum transport ile nakledilen karbon siyahı Mixer e gelene kadar -500 mbar a yakın basınç(vakum) altında tartılı siklona nakledilerek batch mantığına uygun olarak Mixerden talep geldiği anda Jet Puls filtre ve özel siklon boşaltma sistemleri vasıtası ile mixere indirilmektedir. Karbon siyahı ve diğer hammaddelerin Mixerin reçetesine uygun olarak doğru anda mixere indirilmesi kaliteli kauçuk elde edilmesi bakımından önem taşımaktadır. Bazı durumlarda karbon siyahı 2 veya 3 partide mixere verilebilir. Bu mikserde hazırlanacak ürünün reçete yapısına bağlıdır. Mikser ve Hammadde hazırlama sistemleri birbirine senkron çalışmak zorunluluğundadır. Mikser kendi reçetesinde istenilen hammaddenin öncelikle Hammmadde hazırlama sisteminden hazır bilgilerini almadan reçete üretimine geçmemeli ve talepte bulunmamalıdır. Mikser reçetesindeki sıcaklık ve süre parametreleri oldukça önemli olup herhangi bir şekilde hammaddenin hazır olmaması sebebiyle bu parametrelerde değişiklikler olmamalıdır. Hammadde sistemine talep geldiği anda talep gelen ürünü miksere gönderebilmelidir. Bu sebeple yapmış olduğumuz sistemlerde bir batch süresinde (tartı kefe, sevk bunkeri ve tartı siklonunda birer adet olmak üzere) 3 adet karbon siyahı batchi , 2 adet yağ batchi (tartı kefe ve sevk kabı) ve 2 adet kauçuk batchi (tranfer bandı ve tartı bandı) hazır bulundurulmaktadır. Kimyasallar ise zaten batch başlamadan önce dozajlanmıs ve barkodları yazdırılmıştır.
Yağ dozajı 3 veya 4 farklı özellikte yağın %1 den daha iyi hassasiyette dozajlanarak kefede hazırlanması olarak tarif edilebilir. Batch yapma hızına uygun olarak yağlar tanklarda depolanmakta veya doğrudan konteynarlardan dozajlanmaktadır. Depolanma şekli ne olursa olsun tüm yağlar dozajlanarak bekleme kefesine alınır. Banbury Mixere girilen reçete adımlarına uygun olarak, bekleme kefesindeki yağ pompası ve enjektör vasıtası ile basınçlandırılarak mixere basılır. Yağın dozajlanma işlemi de aynı karbon siyahında olduğu gibi 1-2 partide gerçekleştirilebilir. Yağ dozajında önemli olan diğer bir etken ise birbirine yapıları gereği karışmaması gereken yağlar vardır. Eğer reçetede bu tarz yağlar varsa bu durumda bu tarz yağlar için ayrı tartım kefesi, ayrı sevk kabı ve ayrı pompalar kullanılmalıdır. Yağ tartımı birkabin içerisinde yapılır. Bu kabin içerisindeki sıcaklığın belli değerler arasında tutulması gereklidir. Eğer bu sınırlar dışında olursa yağın pompa vasıtasıyla miksere verilmesi sırasında istenilen basınç değerlerine ulaşılması ve sağlıklı bir şekilde basılması pek mümkün değildir.
Mikro girdiler ve onların dozajlanması işlemi prosesin en önemli adımlarındandır. Mikro girdiler Banbury mixer üretime başlamadan önce üretilecek batch sayısı kadar hazırlanır. Bütün mikro girdiler için ayrı ayrı stok bunkerler vardır. Bu stok bunkerlerin üzerlerinde birer sinyal lambası ve dozaj yapabilmek için birer kapak vardır. Üretimi yapılacak ürün için mikro dozaj reçetesi sisteme yüklenir (bu reçeteler scada sisteminde kayıt altında tutulmaktadırlar). Reçete yükleme işlemi bittikten sonra Dozaj için sisteme start cerilir. Tartım arabasındaki operatör panelden hangi mikro girdiden, ne kadar alıncagı, hangi tolerans değerleri içinde olması gerektiği ve ilgili mikro girdinin silo numarası ile tartı kefesinin ağırlığı gösterilmektedir. Reçetede istenilen mikro girdinin stok bunkerindeki lamba yakılır ve kapak otomatik olarak açılır.Sırası gelen hammaddenin stok kabının üzerinde bulunan lamba yakılır ve dozaj yapılabilmesi için kapak otomatik olarak açılır. Operatör panel vasıtası ile fazla veya eksik alımlarda operatör uyarılarak ilgili malzemeyi doğru şekilde tartması sağlanır.Operatör tolerans sınırları içerisinde dozajı bitirirse otomatik olarak bir sonraki malzemenin set ve tolerans değerleri ekrana getirilir ve ilgili stok bunkerinin lambası yakılarak kapağı otomatik olarak açılır. Bu tartım esnasında yanlış malzeme alınmasını engellemek için aynı anda 2 stok bunkerinin kapağı açıksa tartım yapılmasına izin verilmez. Tamamlanan reçete poşetlenerek Banbury Mixer için hazır hale getirilir. Her poşete bir barkod verilerek, reçetelerin karışması önlenmiş olur. Depolanan poşetler dozaj bandı dediğimiz banda barkodları okutularak konulur, sırası gelen mikro girdi band çalıştırılarak mixere atılır.
Kauçukların dozajı bir tartı bandı ve sevk bandı vasıtasıyla yapılmaktadır. Operatöre hangi kauçuk malzemeden ne kadar tartılacağı operatör panel üzerinden bildirilir. Bu panelde yazan değerlere göre operatör istenilen kauçuktan istenilen miktarda tartımını yapar. Yapılan tartım tolerans sınırları içerisindeyse otomatik olarak bir sonraki kauçuk için hammadde kodu ve set değeri ekrana getirilir. Tolerans sınırları dışında ise tolerans hatası mesajı gösterilerek doğru tartım yapması sağlanır. Reçetedeki bütün kauçukların tartımı bittikten sonra bunlar sevk bandına nakledilir. Nakil işleminden sonrada bir sonraki batch için yeniden kauçuk tartımına başlanır. Mikserden kauçuk talebi geldiğinde sevk bandı otomatik olarak çalıştırılarak tartılmış kauçuklar miksere gönderilir.
Aynı tartım bandında poşetler halinde tartımı yapılmış mikro girdilerinde kontrolü yapılır ( bu kontrol hem ağırlık hemde barkod kontrolü şeklindede olabilir). Bu mikro girdi poşetleri de yine mikserden gelen talep doğrultusunda kauçuklarla aynı yerden miksere gönderilir.
Yukarıda bahsedilen işlem adımlarının tamamı Banbury Mixer ile koordineli olarak gerçekleştirilmektedir. Üretilecek kauçuk tipine göre, Batch Dozaj sisteminden ve Banbury Mixer Control ünitesinden reçeteler oluşturularak her iki kontrol ünitesine yüklenir. Start verilmesi ile birlikte Banbury Mixer Kauçuk hazırlama işlemine başlar. Yine tanımlanan reçeteye göre sırası gelen Karbon Siyahı, Yağ veya mikro girdiler doğru anlarda mixere alınır. Bu esnada her iki sistemdede aynı reçetenin yüklü olup olmadığı, istenilen batch sayıları sistemden kontrol edilir. Herhangi bir uyuşmazlık durumunda sistem hata mesajı vererek operatörü uyarır ve doğru reçetenin ve batch sayısının yüklenmesini bekler.
Bunbury mixer ile haberleşme Profibus veya Industrial Ethernet protokolleri üzerinden yapılır. Eğer bu protokolleri desteklenmeyen bir PLC kullanılmışsa bu durumda dijital kontaklar üzerinden bu işlem yapılır.
Tüm dozaj sisteminin kontrolü tamamen Siemens PLC ve HMI (WinCC ve Operatör Paneller) sistemi kullanılarak gerçekleştirilir. Batch kontrolün önemli bir adımı olan izlenebilirlik adımı kullanılan PLC li kontrol ünitesi vasıtası ile kolayca gerçekleştirilir. Gerçekleşen datalar WinCC üzerinden grafik ve data olarak depolanır. Depolanan bu veriler üretim takip sürecinin ileri aşamadaki değerlendirmeleri açısından çok değerlidir. Üretilen her batch e ait Tarih-Saat, Set Value, Actuel Value, Lot Number v.b datalar üretim döngüsünde meydana gelen her türlü aksaklığı önlemede ciddi faydalar sağlamaktadır. Sistemin PLC ünitesi ile donatılmış olması batchlerin minimum hata ve zaman kaybı ile tamamlanmasına olanak sağlar.