2025-12-07
식품, 화학 및 의약품 제조와 같은 산업에서 재료 처리의 정확성과 효율성은 제품 품질과 생산 비용에 직접 영향을 미칩니다.전통적인 수동 재료 혼합 방법은 큰 오류와 같은 문제로 고통 받고 있습니다.그러나 자동화된 재료 처리 라인은 센서, PLC (프로그램 가능한 논리 제어기), 산업용 컴퓨터,그리고 지능적인 알고리즘을 통해 전체 프로세스의 지능적인 통제를 달성합니다.이 기사는 원료 입력에서 최종 제품 출력까지 4 차원에서 재료 처리 생산 라인의 자동화 구현 경로를 분석합니다.시스템 아키텍처, 기능적 장점 및 전형적인 응용 시나리오
I. 핵심 기술: 다차원 센싱 및 정밀 제어
자동 재료 혼합 시스템의 핵심은 실시간 데이터 수집 및 동적 조정 기능에 있습니다. 시스템은 재료 무게, 흐름 속도,고 정밀 센서 네트워크를 통해 실시간으로 온도 및 온도를 측정합니다.예를 들어, 우유 가루 생산에서 미량 영양소의 추가는 밀리그램 수준까지의 정확성을 요구합니다.무게 센서는 역학적 보상 알고리즘을 사용하여 기계적인 진동 간섭을 제거합니다., 각 팩의 혼합 비율 오류가 ±0.5%를 초과하지 않도록 한다.
PLC는 제어 시스템의 "뇌"로서 센서 데이터를 처리하고 논리적 작업을 수행하는 데 책임이 있습니다. 시멘스 S7-1500 시리즈 PLC를 예로 들자면,20개의 혼합선을 동시에 제어할 수 있습니다., PID 제어 알고리즘을 통해 피더 속도를 동적으로 조정하여 "거친 덧셈 - 미세한 덧셈"의 세분화된 제어 효과를 달성합니다.거친 덧셈 단계는 목표 값의 90%로 빠르게 채워집니다., 그리고 미세한 덧셈 단계는 초과가 발생하지 않도록 낮은 속도로 최종 값에 접근합니다.DCS (분산 제어 시스템) 는 다양한 단계 (보급과 같은) 사이의 원활한 연결을 보장합니다., 혼합 및 포장) 을 통해 다단계 협업을 통해 수동 작업에 비해 단일 라인 생산 효율성을 50% 이상 향상시킵니다.
시스템 아키텍처: 계층 제어 및 유연한 협업
자동 재료 혼합 시스템은 "세층 구조" 디자인을 채택합니다.
장비 계층: 원자재 실로, 피더 (스크루브/벨트 유형), 믹서, 포장 기계와 같은 하드웨어 장비를 포함한다.주파수 변환기 및 공기 밸브와 같은 액추에이터로 장착된, 0-10V/4-20mA 아날로그 제어 지원
제어 계층: PLC 또는 산업용 PC가 중앙 컨트롤러 역할을 합니다.사용자 정의 제어 프로그램 (CODESYS 플랫폼에서 개발 된 논리) 을 실행하여 요리 관리와 같은 기능을 달성합니다.예를 들어, 화학 회사는 PLC와 연결된 MES 시스템을 사용하여 공급자, 팩 번호,원료의 각 롯의 작업 로그, GMP 감사 요구 사항을 충족합니다.
모니터링 계층: HMI 소프트웨어 (WinCC, Intouch 등) 는 인간-기계 인터페이스를 제공하며 요리법 편집, 생산 모니터링, 데이터 추적성 및 원격 유지보수를 지원합니다.운영자는 터치 스크린을 통해 한 번의 클릭으로 생산 라인을 시작할 수 있습니다., 시스템은 자동으로 생산 보고서를 생성합니다 (예: 원자재 소비, 에너지 소비 및 장비 OEE) 그리고 비정상적인 알람을 발송합니다.빈 실로, 모터 과열).
III. 기능적 장점: 비용 절감, 효율성 향상 및 품질 관리
자동 배치 시스템의 가치는 네 가지 차원에서 반영됩니다.
증가 정확성: 인간의 오류를 제거, 배치 정확도는 지속적으로 ± 0.5% ~ 1.0% 내에 있으며, 제품의 일관성을 크게 향상시킵니다. 예를 들어, 사료 공장이 시스템을 도입 한 후,20가지의 다양한 수식을 하루에 생산할 수 있습니다., 고객 불만이 70% 감소했습니다.
유연한 제조: 시스템은 빠른 변경을 지원하며, 수백 개의 프로세스 매개 변수를 요리법 라이브러리에 저장하여 3 분 만에 제품 전환을 허용합니다.한 제약회사는 이 기능을 사용하여 태블릿과 캡슐 생산 라인을 공유했습니다., 40%의 장비 사용량을 증가
안전 및 준수: 로봇 팔은 위험한 화학 물질의 수동 처리를 대체하여 직업 노출 위험을 줄입니다. 시스템은 자동으로 운영 로그를 기록합니다.그리고 다른 인증 요구 사항.
비용 최적화: 원자재 낭비를 줄이면서 (실점율 3% 감소), 에너지 소비를 줄이면서 (설비의 비활성 시간 50% 감소), 장비 수명을 연장함으로써 (부하 균형 제어),전체 비용은 20%~30% 감소합니다.
IV. 전형적 시나리오: 산업 간 응용 관행
식품 산업: 망고 주스 생산 라인에서 시스템은 원료의 설탕과 산성도에 따라 수식을 동적으로 조정하여 각 팩에 대한 일관된 맛을 보장합니다.CIP (Clean-in-Place) 프로그램은 자동으로 청소 물질 비율을 제어합니다., 전환 시간을 단축합니다.
화학 산업: 페인트 회사는 폭발성 배치 시스템을 사용하여 타 타늄 이산화와 용매를 불화성 및 폭발성 환경에서 정확하게 혼합합니다.그리고 먼지 수집 장치를 통해 10mg/m3 이하의 배출 농도를 제어합니다.제약 산업: 이 시스템은 시각 검사 모듈을 통합하여 실제 시간 내에 태블릿 무게와 외관 결함을 모니터링하여 품질이 떨어지는 제품을 자동으로 거부합니다.접근 통제는 공식 누출을 방지합니다., 지식재산의 안전을 보장합니다.
자동화된 대량 생산 라인은 제조 산업의 변화와 업그레이드의 핵심 인프라가 되었습니다. "표준화 하드웨어 + 맞춤형 소프트웨어" 모델을 통해대량 생산의 효율 요구 사항을 충족시킬 수 있으며 또한 소량 생산의 유연한 추세에 적응 할 수 있습니다.인공지능 알고리즘과 사물인터넷 기술의 통합으로 미래의 시스템은 자기 학습과 자기 최적화 기능을 갖추게 될 것입니다.추가로 "빛을 끄는 공장"으로 대량 생산 과정을 추진합니다.기업을 위해 자동화에 투자하는 것은 경쟁력을 높이기 위한 필수 선택일 뿐만 아니라 지속가능한 발전을 달성하기 위한 장기 전략이기도 합니다.
