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UniMAT PLC在塑料擠出機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

時間:2012-01-06 11:23:22來源:caijuan

導(dǎo)語:?億維|UniMAT|PLC|6TC(UN 231-7PL22)|CPU224|485通訊
[摘要]:本文針對塑料擠出機控制系統(tǒng)成本高,速度低,精度低的問題,提出了用UniMAT PLC采用通訊的方式在塑料擠出機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。結(jié)果表明采用UniMAT PLC的方式降低了成本,達到了速度快、精度高的效果。
 
[關(guān)鍵詞]:16TC(UN 231-7PL22),UniMAT CPU224,485通訊

      一、系統(tǒng)概述:

  本公司為機械廠家做的16區(qū)單螺桿擠出機,其控制單元含主機加熱系統(tǒng),主機調(diào)速系統(tǒng),牽引的控制系統(tǒng),切割控制系統(tǒng)以及一些安全保護功能。其工作過程,螺筒,模具加熱,到達設(shè)定溫度后保溫一定的時間,開啟主機擠料,出料后開啟牽引,在屏幕上設(shè)定切割長度,達到設(shè)定長度后啟動切割機。

億維

  二、系統(tǒng)要求

 ?。?)擠壓系統(tǒng)

  擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機筒、料斗、機頭、和模具,塑料經(jīng)過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體,并在這一過程中所樹立壓力下,被螺桿連續(xù)的擠出經(jīng)過模具形成制品。

 ?。?)傳動系統(tǒng)

  傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿,提供螺桿在擠出過程中所需求的力矩和轉(zhuǎn)速,通常由電動機、減速器和軸承等組成。目前用的最多的驅(qū)動是變頻器,變頻器輸出的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到擠出的穩(wěn)定性。

 ?。?)加熱冷卻系統(tǒng)

  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,分為電阻加熱和感應(yīng)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(nèi)的塑料,使之升溫,以到達工藝操作所需求的溫度。

  2、冷卻安裝是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。其作用是掃除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量,以防止溫度過高使塑料合成、焦燒或定型艱難。機筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種,普通中小型擠塑機采用風(fēng)冷比較適宜,大型則多采用水冷或兩種方式分離冷卻;螺桿冷卻主要采用中心油冷,目的是增加物料固體保送率,穩(wěn)定出料量,同時提高產(chǎn)品質(zhì)量;但在料斗處的冷卻,一是為了增強對固體物料的輸送作用,避免因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口,二是保證傳動局部正常工作。

 ?。?)自控系統(tǒng)

  自控系統(tǒng)包括觸摸屏,plc,壓力傳感器,溫度傳感器及一些執(zhí)行器件等。自控系統(tǒng)是人和機器的一個接口,機器的所有參數(shù)都要在這里設(shè)定,監(jiān)控以及機器的啟停。反應(yīng)一個機器的自動化程度和可靠性就在這里體現(xiàn)。

  三、系統(tǒng)配置與功能實現(xiàn)

  系統(tǒng)組成:

  西門子人機界面SMARTLINE700配本公司專為塑機設(shè)計的鍵盤

  CPUUniMATCPU224

  16TCUniMATUN231-7PL22

  4AIUniMATUN231-0HC22

  8DIUniMATUN221-1BF22

  32DOUniMATUN222-1BL22

  西門子變頻器440

  控制方案

億維

億維

億維

  此控制方案的特點是,主機和牽引調(diào)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(shù)字量輸出啟停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(diào)節(jié)控溫精度高,靜態(tài)小于1度。最明顯的優(yōu)勢此套系統(tǒng)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(tǒng)后機械控制水平提高一個檔次,提高了產(chǎn)品的競爭力,也提高了產(chǎn)品的利潤。

 

 

 

  系統(tǒng)功能實現(xiàn)

  1、采用西門子SMARTLINE700彩色觸摸屏,屏幕可中英文切換,外帶專用鍵盤,美觀大方.

  2、采用UniMATUN200CPU,多至40區(qū)的溫度控制,可以實現(xiàn)加熱冷卻雙輸出控制.

  3、系統(tǒng)速度同步,以及單機微調(diào).

  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(tài)和參數(shù)的運行顯示.

  6、自動報警提示.

  7、有螺桿保溫功能,防止料溫低時啟動螺桿.

  8、可以實現(xiàn)主機壓力閉環(huán),牽引壓力閉環(huán)等功能.

  9、可以實現(xiàn)整機的預(yù)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、可以防止螺桿空腹運轉(zhuǎn),避免發(fā)生粘杠(抱軸)現(xiàn)象。

  12、很方便的擴展功能,如失重喂料。

  13、保證是0Hz啟動螺桿,防止了高速啟動螺桿損壞設(shè)備。

億維

  目前國內(nèi)大多數(shù)擠出機采用溫控表控制的方案,盡管該方案具有價格低的優(yōu)勢但是在控制功能上有很大局限性。采用此方案后可以對整個擠出過程的工藝參數(shù)如熔體壓力及溫度、各段機身溫度、螺桿和牽引的轉(zhuǎn)速、喂料量、各種原料的配比、電機的電流電壓等參數(shù)進行在線檢測、并用其本身固有的閉環(huán)控制。這對保證工藝條件的穩(wěn)定、提高產(chǎn)品的精度極為有利。采用人機界面,利用人機界面反應(yīng)出來的報警信息,工作人員很容易排除故障。提高了生產(chǎn)效率。

  上述控制方案的應(yīng)用領(lǐng)域包括:

  -塑料異型材擠出生產(chǎn)線

  -單壁、多壁及發(fā)泡管材擠出生產(chǎn)線

  -塑料板材擠出生產(chǎn)線

  -塑料片材擠出生產(chǎn)線

  -多機共擠生產(chǎn)線,單層/多層塑料薄膜生產(chǎn)線

  -造粒生產(chǎn)線

  -鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線

  四、結(jié)束語

  本控制系統(tǒng)在塑料擠出系統(tǒng)中實現(xiàn)了預(yù)期目的,根據(jù)塑料擠出系統(tǒng)在實用中的重要程度,選擇億維自動化的UniMATCPU和UniMATI/O模塊,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性,且在一定程度上節(jié)省了系統(tǒng)成本。該系統(tǒng)在投入運行后狀態(tài)良好,目前已應(yīng)用于多條生產(chǎn)線,給客戶帶來了客觀的效益,有較好的應(yīng)用前景。

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