เทคโนโลยี AI กลายเป็นสาขาที่ล้ำสมัยในการพัฒนาเทคโนโลยีระดับโลก ในฐานะผู้ผลิตเครื่องอัดรีดชั้นนำ เมื่อเร็วๆ นี้ Yongte ได้เสนอให้บูรณาการปัญญาประดิษฐ์ (AI) เข้ากับระบบควบคุมแบบเรียลไทม์ของ PLC ของอุปกรณ์การอัดขึ้นรูป แนวทางที่เป็นนวัตกรรมนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปลี่ยนจากการควบคุม PID แบบวงปิดแบบดั้งเดิมไปเป็นกระบวนทัศน์การควบคุมการทำงานร่วมกันแบบปรับเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาด ซึ่งครอบคลุมกลไกการควบคุม โหมดการทำงาน ระบบการประกันคุณภาพ และกรอบงานการบำรุงรักษา ผลกระทบทางเทคโนโลยีหลักและประสิทธิภาพทางวิศวกรรมสามารถประเมินอย่างเป็นระบบผ่านหกมิติหลัก: กลไกการควบคุม การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ การจัดการคุณภาพ การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ การกำกับดูแลประสิทธิภาพพลังงาน และการออกแบบสถาปัตยกรรมระบบ

I. กลไกการควบคุม: การเปลี่ยนจากการควบคุมพารามิเตอร์คงที่ไปเป็นการควบคุมการทำงานร่วมกันแบบอัจฉริยะควบคู่หลายตัวแปร

ระบบ PLC ของเครื่องอัดรีดแบบดั้งเดิมอาศัยการควบคุม PID แบบวงเดียวเป็นกลไกการควบคุมหลัก ซึ่งสามารถบรรลุการควบคุมพารามิเตอร์อย่างอิสระเท่านั้น เช่น อุณหภูมิ ความเร็วในการหมุน และความดัน แนวทางนี้พยายามดิ้นรนเพื่อจัดการกับการรบกวนที่เกิดขึ้นควบคู่กันอย่างรุนแรง รวมถึงคุณสมบัติของวัสดุ การสึกหรอของสกรู และความผันผวนของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม ด้วยการเปิดตัว AI:

1. ขึ้นอยู่กับแบบจำลองการควบคุมการคาดการณ์ (MPC) การเรียนรู้การเสริมแรง (RL) หรือโครงข่ายประสาทเทียมที่ปรับเปลี่ยนได้ โมเดลการควบคุมการทำงานร่วมกันแบบหลายอินพุตหลายเอาต์พุต (MIMO) ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้บรรลุการจับคู่ไดนามิกระดับโลกในโซนอุณหภูมิ ความเร็วของสกรู อัตราการยึดเกาะ และความดันหลอมละลาย

2. พารามิเตอร์ควบคุมสามารถปรับและปรับให้เหมาะสมทางออนไลน์ได้โดยอัตโนมัติตามเงื่อนไขของกระบวนการ ซึ่งช่วยลดการทำงานเกินของระบบและข้อผิดพลาดในสถานะคงตัวได้อย่างมาก ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความเสถียรแบบไดนามิกและความต้านทานการรบกวนในระหว่างกระบวนการอัดขึ้นรูป

3. เลเยอร์การตัดสินใจของ AI และเลเยอร์การควบคุมแบบเรียลไทม์ของ PLC จะสร้างสถาปัตยกรรมการทำงานร่วมกันระหว่างมาสเตอร์และสเลฟ โดย AI จะจัดการการปรับพารามิเตอร์การควบคุมให้เหมาะสมที่สุด ในขณะที่ PLC ดำเนินการการดำเนินการทางลอจิก การเชื่อมต่อด้านความปลอดภัย และฟังก์ชันการขับเคลื่อนแบบเรียลไทม์เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการควบคุมระดับมิลลิวินาที

ครั้งที่สอง การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: การบรรลุการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการอัตโนมัติและการสลับแบบจำลองอย่างรวดเร็ว

กระบวนการอัดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมอาศัยวิธีการลองผิดลองถูกโดยช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์ ส่งผลให้รอบการเปลี่ยนวัสดุ การสลับแม่พิมพ์ และการเปลี่ยนแปลงข้อมูลจำเพาะยาวนานขึ้น รวมถึงอัตราของเสียที่สูง หลังจากเสริมศักยภาพ AI:

1. ขึ้นอยู่กับข้อมูลกระบวนการในอดีตและสภาพการทำงานแบบเรียลไทม์ แบบจำลองการแมปพารามิเตอร์กระบวนการถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เกิดการจับคู่ที่ชาญฉลาดระหว่างเกรดวัสดุ ขนาดผลิตภัณฑ์ เป้าหมายกำลังการผลิต และพารามิเตอร์การอัดขึ้นรูป

2. รองรับการสร้างกระบวนการอัตโนมัติด้วยคลิกเดียวและการบรรจบกันแบบก้าวหน้า ช่วยลดรอบการดีบักกระบวนการลงอย่างมาก และลดการพึ่งพาประสบการณ์แบบแมนนวลในระดับสูง

3. ใช้การตรวจสอบข้อจำกัดอัจฉริยะและการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ขอบเขตกระบวนการ เพื่อป้องกันสภาวะการทำงานที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด เช่น ความร้อนสูงเกิน แรงดันเกิน และโหลดเกิน

ที่สาม การควบคุมคุณภาพ: วิวัฒนาการจากการทดสอบการสุ่มตัวอย่างแบบออฟไลน์ไปสู่การแก้ไขอัจฉริยะแบบวงปิดแบบออนไลน์

ด้วยการบูรณาการหน่วยตรวจจับแบบออนไลน์ (เกจวัดความหนา เซ็นเซอร์วัดขนาดเลเซอร์ และระบบการมองเห็น) AI และ PLC จึงสร้างระบบควบคุมคุณภาพแบบวงปิด:

1. AI ดำเนินการแยกคุณสมบัติแบบเรียลไทม์และคาดการณ์แนวโน้มการเบี่ยงเบนมิติและข้อบกพร่องพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ จากนั้นส่งคำสั่งแก้ไขไปยัง PLC โดยตรง

2. การชดเชยไดนามิกสำหรับอุณหภูมิแม่พิมพ์ ความเร็วการยึดเกาะ และความเร็วของสกรูถูกนำมาใช้เพื่อรักษาความผันผวนของมวลภายในขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนขั้นต่ำ

3. สร้างระบบตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพกระบวนการเต็มรูปแบบเพื่อให้บรรลุการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์กระบวนการ สถานะการปฏิบัติงาน และผลลัพธ์ด้านคุณภาพ ดังนั้นจึงสนับสนุนการวนซ้ำกระบวนการอย่างต่อเนื่อง

IV. การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์: การเปลี่ยนจากการซ่อมแซมหลังเหตุการณ์และการบำรุงรักษาตามปกติเป็นการเตือนภัยล่วงหน้าเชิงรุก

AI ทำการเรียนรู้เชิงลึกเกี่ยวกับสัญญาณลักษณะเฉพาะที่รวบรวมโดย PLC รวมถึงแรงบิด กระแส การไล่ระดับอุณหภูมิ และการเต้นเป็นจังหวะของแรงดัน

1. ตรวจจับสัญญาณเตือนล่วงหน้าของความผิดปกติ เช่น การอุดตันของตัวกรอง การสึกหรอของสกรู การสะสมของไดคาร์บอน และการแตกของของเหลวเพื่อให้สามารถแจ้งเตือนเชิงรุกและการคาดการณ์อายุการใช้งานที่เหลืออยู่

2. ให้คำแนะนำการตัดสินใจในการบำรุงรักษาเพื่อสนับสนุนการบำรุงรักษาที่แม่นยำตามแผน ลดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน การสูญเสียการทำความสะอาดอุปกรณ์ และความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างกะทันหัน

3. พัฒนากลยุทธ์การตอบสนองแบบลำดับชั้นสำหรับสภาวะการทำงานที่ผิดปกติ ผสานรวมกับตรรกะความปลอดภัยของ PLC เพื่อให้เกิดลำดับการดำเนินการที่เป็นระเบียบ: การเตือนล่วงหน้า→ การลดภาระ→ ปิดเครื่อง

V. การเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพพลังงาน: บรรลุการควบคุมการใช้พลังงานอัจฉริยะตลอดทั้งกระบวนการ

ในฐานะอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมาก เครื่องอัดรีดช่วยให้ AI ดำเนินการเพิ่มประสิทธิภาพหลายวัตถุประสงค์โดยพิจารณาจากแบบจำลองการใช้พลังงานและข้อจำกัดของกระบวนการ

1. ในขณะที่รับประกันคุณภาพผลิตภัณฑ์และกำลังการผลิต ให้เพิ่มประสิทธิภาพพลังงานความร้อนและประสิทธิภาพการทำงานของสกรูแบบไดนามิกทั่วทั้งโซนอุณหภูมิ เพื่อลดความร้อนสูงเกินไปและการใช้พลังงานที่ไม่มีประสิทธิภาพ

2. ด้วยการผสานรวมความผันผวนของโหลดเพื่อให้บรรลุการควบคุมการปรับกำลังไฟฟ้าให้ราบรื่น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงบรรลุวัตถุประสงค์สองประการของการอนุรักษ์พลังงาน การลดการใช้พลังงาน และการดำเนินงานที่มั่นคง

วี. สถาปัตยกรรมระบบ: การสร้างระบบควบคุมแบบใหม่ด้วย Edge Intelligence และการทำงานร่วมกันของ PLC

เนื่องจากข้อจำกัดด้านทรัพยากรการคำนวณ PLC จึงไม่สามารถฝัง AI ลงในเหตุผลการดำเนินการ PLC แบบดั้งเดิมได้โดยตรง ซึ่งส่งผลให้เกิดลักษณะสถาปัตยกรรมแบบชั้นระหว่างการดำเนินการทางวิศวกรรม

1. ชั้นการรับรู้: เซ็นเซอร์รวบรวมข้อมูลจากหลายแหล่ง รวมถึงอุณหภูมิ ความดัน ความเร็วการหมุน แรงบิด และมวล

2. ชั้นควบคุม: PLC จัดการตรรกะแบบเรียลไทม์ การควบคุมการเคลื่อนไหว การป้องกันความปลอดภัย และการดำเนินการคำสั่ง

3. Edge Intelligence Layer: หน่วยประมวลผล Edge ดำเนินการอนุมานโมเดล AI ดำเนินการวิเคราะห์คุณสมบัติ การตัดสินใจ และการจัดส่งคำสั่ง

4. Interaction Layer: ช่วยให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลมีความน่าเชื่อถือสูงและมีความหน่วงต่ำผ่านบัสอุตสาหกรรม รวมถึง Profinet, EtherNet/IP และ Modbus TCP

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ข้อสรุปหลัก

ระบบควบคุม PLC ของเครื่องอัดรีดที่รวมเข้ากับเทคโนโลยี AI ไม่ได้มาแทนที่ PLC แต่เพิ่มความสามารถในการควบคุมผ่านการขยายอัจฉริยะ ด้วยการอัปเกรดการควบคุมการดำเนินการแบบพาสซีฟแบบดั้งเดิมไปเป็นรูปแบบการควบคุมอัจฉริยะอัตโนมัติที่มีการรับรู้-การตัดสินใจ-การดำเนินการ-ผลตอบรับ จะช่วยปรับปรุงเสถียรภาพของกระบวนการอัดขึ้นรูป ความสม่ำเสมอ อัตราผลตอบแทน และประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยรวม (OEE) ได้อย่างมาก แนวทางนี้ช่วยลดการพึ่งพาแรงงานคน ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน และการใช้พลังงานไปพร้อมๆ กัน สร้างเส้นทางเทคโนโลยีหลักสำหรับการอัพเกรดอัจฉริยะในอุปกรณ์การอัดขึ้นรูประดับไฮเอนด์

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี AI เราคาดหวังถึงวันที่ระบบควบคุมเครื่องอัดรีดจะบรรลุการบูรณาการกับ AI อย่างแท้จริง การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่เพียงแต่แสดงถึงการก้าวกระโดดเชิงคุณภาพสำหรับอุปกรณ์การอัดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมจาก "เครื่องมือในการปฏิบัติงาน" ไปสู่ ​​"พันธมิตรที่ชาญฉลาด" แต่ยังผลักดันการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในการผลิตการขึ้นรูปวัสดุโพลีเมอร์ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล ความก้าวหน้าดังกล่าวจะยกระดับมาตรฐานอุตสาหกรรมในด้านความแม่นยำของคุณภาพ ประสิทธิภาพการผลิต และการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะสร้างระบบนิเวศการผลิตอัจฉริยะที่โดดเด่นด้วยการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรและวิวัฒนาการที่เป็นอิสระ