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PLC在塑料擠出機控制系统中的应用

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PLC在塑料擠出機控制系统中的应用

發布日期:2014-09-19 00:00 來源: 點擊:

 

PLC在塑料擠出機控制系统中的应用


一、系統概述:

  本公司爲機械廠家做的16區單螺杆擠出機,其控制單元含主機加熱系統,主機調速系統,牽引的控制系統,切割控制系統以及一些安全保護功能。其工作過程,螺筒,模具加熱,到達設定溫度後保溫一定的時間,開啓主機擠料,出料後開啓牽引,在屏幕上設定切割長度,達到設定長度後啓動切割機

二、系統要求

  (1)擠壓系統

  擠壓系統包括螺杆、機筒、料鬥、機頭、和模具,塑料經過擠壓系統而塑化成均勻的熔體,並在這一過程中所樹立壓力下,被螺杆連續的擠出經過模具形成制品。

  (2)傳動系統

  傳動系統的作用是驅動螺杆,提供螺杆在擠出過程中所需求的力矩和轉速,通常由電動機、減速器和軸承等組成。目前用的最多的驅動是變頻器,變頻器输出的稳定与否直接关系到挤出的稳定性。

  (3)加熱冷卻系統

  加熱與冷卻是塑料擠出過程中的必要條件:

  1、如今擠塑機通常用的是電加熱,分爲電阻加熱和感應加熱,加熱片裝于機身、機脖、機頭各局部。加熱安裝由外部加熱筒內的塑料,使之升溫,以到達工藝操作所需求的溫度。

  2、冷卻安裝是爲了保證塑料處于工藝要求的溫度範圍而設置的。其作用是掃除螺杆旋轉的剪切摩擦産生的多余熱量,以防止溫度過高使塑料分解、焦燒或定型艱難。機筒冷卻分爲水冷與風冷兩種,普通中小型擠塑機采用風冷比較適宜,大型則多采用水冷或兩種方式分離冷卻;螺杆冷卻主要采用中心油冷,目的是增加物料固體保送率,穩定出料量,同時提高産品質量;但在料鬥處的冷卻,一是爲了增強對固體物料的輸送作用,避免因升溫使塑料粒發粘堵塞料口,二是保證傳動局部正常工作。

  (4)自控系統

  自控系統包括觸摸屏,PLC,壓力傳感器,温度傳感器及一些执行器件等。自控系统是人和机器的一个接口,机器的所有参数都要在这里设定,监控以及机器的启停。反应一个机器的自動化程度和可靠性就在這裏體現。

3、系統设置與功能實現

  系統組成:

  西門子人機界面SMARTLINE700配本公司專爲塑機設計的鍵盤

  CPUUniMATCPU224

  16TCUniMATUN231-7PL22

  4AIUniMATUN231-0HC22

  8DIUniMATUN221-1BF22

  32DOUniMATUN222-1BL22

  西門子變頻器440

  控制方案

  此控制方案的特點是,主機和牽引調速器采用通訊控制減少了plc的模擬量輸出2個,模擬量輸入4個,報警點輸入2個,數字量輸出啓停2個。采用16路的測溫模塊,集成度高,采集信號精度高,速度快,利用PID調節控溫精度高,靜態小于1度。最明顯的優勢此套系統價格低,1路控溫成本大概在100元左右,和普通控溫表價格相當,但是使用此系統後機械控制水平提高一個檔次,提高了産品的競爭力,也提高了産品的利潤。

  系統功能實現

  1、采用西門子SMARTLINE700彩色触摸屏,屏幕可中英文切换,外带专用键盘,美观大方.

  2、采用UniMATUN200CPU,多至40區的溫度控制,可以實現加熱冷卻雙輸出控制.

  3、系統速度同步,以及單機微調.

  4、速度實時顯示,扭矩,電流及壓力檢測.

  5、全線主要機器狀態和參數的運行顯示.

  6、自動報警提示.

  7、有螺杆保溫功能,防止料溫低時啓動螺杆.

  8、可以實現主機壓力閉環,牽引壓力閉環等功能.

  9、可以實現整機的預加熱功能.

  10、可以檢測加熱原件是不是損壞以及熱電偶的斷線。

  11、可以防止螺杆空腹運轉,避免發生粘杠(抱軸)現象。

  12、很方便的擴展功能,如失重喂料。

  13、保證是0Hz啓動螺杆,防止了高速啓動螺杆損壞設備。

  目前国内大多数擠出機采用温控表控制的方案,尽管该方案具有价格低的优势但是在控制功能上有很大范围性。采用此方案后可以对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度、各段机身温度、螺杆和牵引的转速、喂料量、各种原料的配比、電機的电流电压等参数进行在线检测、并用其本身固有的闭环控制。这对保证工艺条件的稳定、提高产品的精度极端有利。采用人機界面,利用人機界面反应出来的报警信息,工作职员很容易排除故障。提高了生产效率。

  上述控制方案的應用領域包括:

  -塑料異型材擠出生産線

  -單壁、多壁及發泡管材擠出生産線

  -塑料板材擠出生産線

  -塑料片材擠出生産線

  -多機共擠生産線,單層/多層塑料薄膜生産線

  -造粒生産線

  -鋁塑複合管生産線

四、結束語

  本控制系统在塑料挤出系统中实现了预期目的,根据塑料挤出系统在实用中的主要程度,选择亿维自動化的UniMATCPU和UniMATI/O模块,提高了系统稳定性,且在一定程度上节省了系统成本。该系统在投入运行后状态良好,目前已应用于多条生产线,给客户带来了客观的效益,有较好的应用远景。


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