堅持自主創(chuàng)新發(fā)展努力提高經濟效益——記江門市輝隆塑料機械有限公司

江門市輝隆塑料機械有限公司成立于1996年，是一家專業(yè)研制高檔擠出復合生產設備的國家級高新技術企業(yè)，是中國塑料機械研究權威華南理工大學博士后科研流動站博士后科研基地，是中國包裝聯(lián)合會理事單位和廣東省包裝技術協(xié)會常務理事單位。

十多年來，輝隆公司通過與華南理工大學等高校的技術交流與合作，組建了一支博士、博士后、教授、高級工程師領銜的專業(yè)技術研發(fā)隊伍，投入了大量的研發(fā)資金，研制高效、精密、節(jié)能、環(huán)保的擠出復合生產線，承擔國家省市區(qū)科技研發(fā)項目6項，擁有國際首創(chuàng)的“混沌混煉型低能耗擠出機”等20項發(fā)明和創(chuàng)新專利技術。公司產品廣泛應用于生產紙塑鋁磚包、枕包(牛奶、涼茶、飲料)等快速食品飲料無菌包裝材料。2007年8月，由輝隆公司和華南理工大學共同合作的“基于混沌混煉的高性能高分子包裝材料成型關鍵裝備及技術研發(fā)”項目通過了廣東省科技成果鑒定，并獲得國家教育部“2007年度科學技術進步獎二等獎”，該項目“混沌混煉型低能耗擠出機”名義比功率僅為國標的一半，節(jié)能顯著，屬國際首創(chuàng)，整體技術及產品達到國際先進水平。2014年8月，公司完成“2012年廣東省產學研結合項目——高速節(jié)能紙塑(鋁)多層共擠出復合生產線關鍵技術研發(fā)”項目結題驗收。同月，公司完成速度為300m/min預涂膜專用擠出復合機技術研發(fā)，并被評定為廣東省著名商標。

至2013年12月止，輝隆公司擠出復合機全球銷量超過500臺/套，年生產能力可達50臺/套。全球包裝領袖安姆科AMCOR包裝都在使用多條輝隆的擠出復合生產線。輝隆公司所研制的國際最高端共擠擠出復合機，暢銷十多個國家和地區(qū)，是世界高端擠出復合機的主要制造商之一。

國際首創(chuàng)——混沌混煉型低能耗擠出機

2000年～2006年，輝隆公司與華南理工大學歷時7年在塑料擠出領域發(fā)明了一項充分利用能源和節(jié)約塑料的技術——“混沌混煉低能耗擠出機”［專利號 ZL200620062663.7］，該項專利技術被廣東省科技成果鑒定為國際首創(chuàng)，整體技術及產品達到國際先進水平，并獲得國家部頒“科學技術進步獎二等獎”，是國家重點新產品［證書編號2009GR00024］和廣東省高新技術產品。

在倡導節(jié)能減排、綠色環(huán)保、低碳經濟的今天，輝隆公司與華南理工大學在原“混沌混煉低能耗擠出機”基礎上，2013年創(chuàng)新研發(fā)了“二代混沌混煉低能耗擠出機”。

決定拉伸倍率的因素是:擠出機混煉塑化效果。擠出機的塑化效果好、粘度低、延展性好，拉伸倍率高。相反，擠出機塑化不良、粘度高、延展性差，拉伸倍率就低。而擠出機塑化不良會出現(xiàn)白色“晶點”和高溫老化的黃點、黑點，擠出層會出現(xiàn)拉伸破裂和邊緣波動不穩(wěn)定。

根據(jù)檢索文獻表明，輝隆公司與華南理工大學研發(fā)的“二代混沌混煉低能耗擠出機”，具有卓越的性能效果，是全球同類設備中拉伸倍率最高(200倍)、擠出涂層最薄(0.003mm)，它是全球獨一無二的擠出機。給客戶帶來的經濟和技術價值簡介如下。

(一)高復合剝離強度——提升產品的核心技術性能

擠出復合的最核心指標是。復合剝離強度。實驗結果表明:更多的極性基團結合是提高復合剝離強度的關鍵因素?！岸煦缁鞜挼湍芎臄D出機”強化對樹脂產生分流、對流、增壓–減壓、延伸、剪薄、壓延等多種效應，達到良好熔融分散和混煉效果，使其混煉效率隨混煉時間呈冪級指數(shù)增加。擠出的熔融樹脂表面更容易氧化，產生更多極性基團，從而提高復合剝離強度、產品封口強度和生產速度，并相應減少粘合層厚度和封口層厚度

(二)節(jié)能效果顯著——很好的經濟效益和社會效益

“二代混沌混煉低能耗擠出機”混煉塑化效果非常好，使得塑料粒子流動加強，樹脂粘度大幅下降，擠出機機筒流道阻力減少。檢測表明，樹脂壓力僅為同類企業(yè)擠出機的30～40%，擠出機驅動電機功率僅為同類企業(yè)擠出機的60%。經廣東省技術監(jiān)督機械產品質量監(jiān)督檢驗站現(xiàn)場檢驗，“二代混沌混煉低能耗擠出機”的名義比功率僅為0.17～0.18 kW·h/kg〔國家行業(yè)標準(JB/T 8061－2011)為0.32 kW·h/kg〕，比國內、外同類企業(yè)擠出機節(jié)約電能40%以上。

另外，同類企業(yè)的擠出機在樹脂熔融、塑化過程中產生過熱現(xiàn)象，需要風冷降溫?！岸煦缁鞜挼湍芎臄D出機”所產生的熱能全部用于樹脂熔融、塑化，機筒加熱器外部設有保溫層，實現(xiàn)能源利用最大化。

(三)降低擠出樹脂溫度——操作容易和減少損耗

1)“二代混沌混煉低能耗擠出機”比同類企業(yè)的擠出機加工溫度降低10～20℃，減少生產過程中樹脂的老化、分解，同時減少樹脂因高溫產生的“異味”。

2)“二代混沌混煉低能耗擠出機”停機時只需降溫到相應溫度即可，不需要使用PE或清洗料將粘結樹脂清洗。而同類企業(yè)的擠出機都需要高溫擠出粘結樹脂(如EVA、EAA、EMA等)，在停機時高溫的粘結樹脂會出現(xiàn)粘結、老化和腐蝕機筒螺桿的問題。常規(guī)的解決方法是:使用昂貴的清洗料清洗機筒和螺桿內的粘結樹脂，清潔后再加入LDPE;下次開機時，先將機筒和螺桿內的LDPE擠空，再加入粘結樹脂。

3)“二代混沌混煉低能耗擠出機”啟動開機生產速度只需20m/min(其它同類企業(yè)的生產線速度大于50m/min)，擠出熔融樹脂不會燙傷或燙斷基材，減少熔融樹脂粘在復合硅膠輥上，操作過程更為容易，減少啟動調機損耗。

共直流母線驅動和分布式總線節(jié)能控制系統(tǒng)新技術

為降低生產線中各設備的電機在頻繁地啟動和制動過程中浪費的電能，特別是放卷機工作時浪費的電能，國內首次采用共直流母線技術構建紙塑(鋁)11層8共擠液體食品包裝復合材料生產線的控制系統(tǒng)，將制動的電機能量反饋回電網，從而在獲得高精度控制系統(tǒng)的同時達到“節(jié)能”的目的。

紙塑鋁多層共擠復合設備一般含有兩臺放卷機，為維持放卷機的張力，放卷機的傳動電機需發(fā)生制動，而國內的生產線中放卷機通常采用在電機的變頻器中配備制動單元和制動電阻來實現(xiàn)，變頻器通過短時間接通電阻，使制動產生的電能以熱方式消耗掉。這種消耗電能的方式致使傳統(tǒng)的紙塑鋁多層共擠復合設備能耗大，生產成本高。針對上述問題，輝隆生產線是國內首次將共直流母線技術用于共擠液體食品包裝復合材料生產線的傳動系統(tǒng)中，不僅運行效率高，而且降低了生產線的能耗。

基于共直流母線技術的傳動系統(tǒng)具有節(jié)能、維護量小、故障率低等優(yōu)點，在多電機的生產線上備受青睞。共直流母線技術是在多電機交流調速系統(tǒng)中，采用單獨的整流/回饋裝置為系統(tǒng)提供一定功率的直流電源，調速用逆變器直接掛接在直流母線上。當系統(tǒng)工作在電動狀態(tài)時，逆變器從母線上獲取電能。當系統(tǒng)的發(fā)電功率大于電動功率時，制動引起的再生能量通過母線及回饋裝置直接回饋給電網，從而達到節(jié)能的目的。此外，所有逆變器能量不足的部分再有整流橋提供，由交流電源供電，因此這種應用方式節(jié)電率最高，同時可以提高設備運行可靠性，減少設備維護量和設備占地面積等。

輝隆生產線的控制系統(tǒng)采用共直流母線技術后，解決了多電機間電動狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)之間的矛盾，放卷機產生的電能回饋至電網，用于驅動收卷機的運行，運行后節(jié)電效果明顯，節(jié)電率在40%左右。同時采用共直流母線控制系統(tǒng)后，各電機運行特性較好，電機的轉速降低，使電機軸承、斷面密封等部件不易磨損，且由于變頻器功能強大，可靠性高，使得機械故障、電器故障減少，設備壽命延長，從而大大減少了設備維修工作量和費用。

一體化集成智能控制及遠程監(jiān)控與維護系統(tǒng)技術

針對現(xiàn)有擠出復合生產線控制分散集成度不高的缺點，輝隆研制了一種創(chuàng)新的擠出復合生產線一體化集成控制及遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由擠出復合生產線的一體化集成智能控制子系統(tǒng)、遠程監(jiān)控與維護子系統(tǒng)以及產品缺陷診斷專家系統(tǒng)三部分組成。

擠出復合生產線的一體化集成智能控制子系統(tǒng)由以太網和Profibus總線網絡構成。由PLC控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)(由各類傳感器和采集模塊組成)、人機界面與專家系統(tǒng)(由觸摸屏和GSM modem組成)和遠程維護子系統(tǒng)(由ADSL modem和路由器組成，通過ADSL網絡在遠程完成對各子系統(tǒng)的檢測和維護)構成一個工業(yè)以太網，各子系統(tǒng)通過以太網進行數(shù)據(jù)交換。

遠程監(jiān)控與維護子系統(tǒng)采用基于ADSL網絡的遠程維護系統(tǒng)，管理人員通過連接到生產現(xiàn)場的局域網或廣域網，即可訪問到感興趣的生產數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)不同的授權級別，可以進行相關的操作或瀏覽數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對生產線控制程序進行遠程更新和維護，大大提高檢修的速度和方便程度。

產品缺陷診斷專家系統(tǒng)主要由知識庫、推理機、解釋機、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取機和用戶界面六部分組成。本項目研制了一種創(chuàng)新的擠出復合生產線基于數(shù)據(jù)存儲的專家系統(tǒng)，來解決生產過程中曾出現(xiàn)過的缺陷及解決方法，生產參數(shù)能按歷史數(shù)據(jù)庫能自動設定。系統(tǒng)采用基于產生式規(guī)則的知識表示方法，并采取不確定性推理處理，按專家處理問題的思維方式來協(xié)調各專家對問題假設的不確定性，并運用正向推理的控制策略，對常見的擠出復合產品缺陷和擠出過程中的故障進行診斷，得出結論并給出避免缺陷或故障的方法和建議。

綜上所述，輝隆擠出復合生產線采用自主研發(fā)的智能控制集成技術，可以實現(xiàn)高效、精密、節(jié)能，達到高品質、高效率、省成本目的。選擇輝隆公司，增強市場競爭力，提高經濟效益。