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:艾默生plc通过通讯口与加热仪表通讯,实现物料和挤压系统在成型加工中的温度控制,其它逻辑控制和模拟量实现整个系统的自动控制并提供友好的人机界面。
1、 主机
一台挤出机主机由挤压、传动、加热冷却三部分系统组成。
·挤压系统主要由螺杆和机桶组成,是挤出机的关键部分;
·传动系统中起作用是驱动螺杆,要保证螺杆在工作过程中具备所需要的扭矩和转速;
·加热冷却系统主要来保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制。
2.辅机
挤出设备的辅机的组成根据制品的种类而定。一般说来,辅机由剂透定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置以及制品的卷取或堆放装置等部分组成。
3.控制系统
挤出机的控制系统主要由电气、仪表和执行机构组成,其主要作用为:
(1)控制主、辅机的拖动电机,满足工艺要求所需的转速和功率,并保证主、辅机能协调地运行。
(2)控制主、辅机的温度、压力、liuliang和制品的质量。
(3)实现整个机组的自动控制。
二、塑料挤出机的控制要点
1、多段机筒,分多个温区分别进行jingque温度控制,可进行加热/冷却双向控制,控制精度±1℃,温度可显示和修改。
2、喂料机、主机可进行调速控制,并显示电流、转速等参数。
3、溶体压力可显示并进行超限报警。
4、系统状态实时监控,各种配方参数实时修改。
5、系统要有完善的保护,在出现过电流等异常情况时自动保护设备。
6、按工艺要求实现互锁和逻辑控制。
三、系统配置方案
1、主PLC采用艾默生EC10-1614BRA1,集成两路12bit模拟量输入和一路12bit模拟量输出。扩展EC10-4AD模拟量输入模块和EC10-4DA模拟量输出模块,系统可提供16路开关量输入、14路开关量输出、6路模拟量输入、5路模拟量输出。
2、温度控制:温度控制由温控模块独立完成,内置加热/冷却双PID运算,并支持RS485串行通讯功能,与PLC的COM1通讯口连接,采用自由通讯协议进行数据交换,可读取各区实际温度、加热/冷却状态并在触摸屏上显示,并可在触摸屏上修改温度设定值、PID参数等。
3、调速控制:主机、喂料机选用艾默生EV2000/EV1000系列变频器进行调速控制,独特的磁通矢量控制技术,保证电机0.5HZ时180%的启动转矩,并保证转速精度在0.5%以内。可在触摸屏上任意修改转速,通过模拟量输出模块转换为0-10V模拟量信号给定至变频器,实现主机、喂料机的jingque速度给定。变频器将电流、转速等参数通过模拟量输入模块反馈给主PLC,并在触摸屏上进行显示和进行超限报警保护控制。
4、溶压显示:压力传感器输出4-20mA模拟量信号,直接连接至PLC模拟量输入接口,转换成数字量后可显示压力值,并可在触摸屏上设定报警值进行超压报警。
5、人机对话界面:选用10.4寸真彩触摸屏,与PLC的COM0通讯口连接,采用MODBUS串行通讯协议进行数据交换,可实时显示系统运行状态,对系统设备进行控制操作,并可显示系统运行数据、报警内容、修改工艺配方等。
6、互锁和逻辑控制:EC10系列PLC程序容量可达12K步,指令处理速度0.3us,能够根据系统工艺要求编写程序实现完美的逻辑控制。
四、控制系统特点
1、内置两个串行通讯口,可与触摸屏以及其它外部设备进行通讯。
2、主PLC内置模拟量输入输出,。
3、系统大可扩展至128路开关量和19路模拟量,扩展性好。
4、超大的数据容量,可存储多组配方参数及其它生产参数。
五、应用
南京某高聚物装备公司是从事双螺杆塑料挤出造粒设备研发、生产和销售的公司,其控制系统广泛采用艾默生EC10系列PLC,具有很高的性价比,且稳定可靠,深受客户的好评。
热压机是胶合板生产的关键设备,直接决定胶合板生产的产量和产品质量。传统胶合板热压机的控制系统是以继电器为主控元件,很难满足热压工艺所需的压力和liuliang的控制,也直接影响热压机的可靠性和安全性。为此,笔者提出采用可编程控制器(PLC)替代现有控制线路,使之系统设计尽量简化,满足企业生产的需求。
1PLC在热压机控制系统中的应用
国内胶合板生产一般都采用多层框架式热压机,为使压制的胶合板板面平整、厚度均匀,热压板需采用多只油缸tisheng,压板过程的闭合、加压、保压及装板机的升降,都是通过液压系统和油缸得以实现,使得控制油路的电磁阀增多;设备中的温度、压力、liuliang均采用中间继电器、接触器、时间继电器等控制,使控制线路更为复杂。由于胶合板的热压板采用蒸汽加热,难免有蒸汽泄漏,使车间内湿度增大,造成控制线路故障率高。
为tigao生产效益,保证胶合板的质量,必须要求热压机控制系统的自动化程度高、可靠性强、安全性好。在热压机控制系统中采用PLC控制,可省去几乎全部的时间继电器、中间继电器,接触器之间的触点联锁也可由PLC内部实现。PLC采用了现代大规模集成电路,及技术严格的生产制造工艺,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性,平均无故障时间高达30万h。PLC的使用,使得热压机控制系统的可靠性大为tigao。
2PLC控制系统的设计思路
要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多,控制线复杂,排查故障非常困难,为此,可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制,在满足要求的情况下,尽量减少输入点和输出点,使得整体设备可靠性tigao;考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产,需要在控制线路中加入手动、自动转换开关;在检修时,为防止升起的压板因误操作发生位移,加装了保护开关,当开关置于保护状态,发生误操作,因有电气互锁,也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路,根据压机工作流程,确定了17个输入点和14个输出点,共31个点,采用欧姆龙C40P产品(该型产品有24个输入点,16个输出点)Ez3。图1示出胶合板热压机的PLC输人输出点分配情况。
结合该系列压机特点,设计了控制线路,并编制了控制程序;输入和输出量编址见表1。
3工作原理与控制过程
以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸,油缸顶置,液压油路需用6只电磁阀控制,因设计的热压机规格不同,油泵电机的功率从10~22kW不等,为减小电机起动电流,设计为Y/△起动。胶合板板坯采用小车载入,小车承载部分可单方向运动,小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制,可实现小车快进、慢出。
图2为快速贴面胶合板热压机工艺流程,图3为PLC控制的部分梯形图。
控制油缸的电磁阀有6只,其中1只1DT为总进油阀;每2个油缸上部、下部油路各自并联,分2组,每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT,还有一只总回油阀6DT。
油缸下部进油,柱塞上移;其上部进油,柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时,压板上升,1DT、3DT、5DT工作,压板下降并加压;6DT工作时,油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动,为降低起动电流需要降压,采用Y/△方式起动,转换时间为2~5s。油泵工作正常3s时,压板上升到位(设上限位开关)后,压板停止上升;此时装板小车载板坯快速进入,到达设定位置后,小车卸板坯并开始后退,碰到后退限位开关后停止后退。
在小车卸板后退的压板开始下降,当碰到下限位开关后,停止下降,开始保压并计时,随着油压的升高,动、定压板之间压力增大,当达到设定上限压力时,电接点压力表上限开关断开,停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力,实现保压直到热压结束,开始卸荷,3s后压板上升。由人工完成卸板。
为了安全起见,在控制线路中加装转换开关,在压机上升控制电路中要加入保护装置,当压板上升到位时,手动合上此开关,检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。在加压保压控制电路中,加入了超压保护开关,目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压,此开关自动断开,电磁阀失电关闭,停止加压。当压力下降到许可值时,此开关重新闭合,系统控制恢复正常
1引言
灌肠机项目属于食品机械的控制系统。系统包括触摸屏、可编程控制器、伺服等。灌肠机的主要功能是把肠料jingque定量的灌注到肠衣中,按要求进行绕肠。整个设备控制的主要要求是要灌注准确。由于肠料里有混入的气泡,暂时又没有办法去除,设备后是通过设定偏差值的方法来修正偏差的,由于机械机构的配合问题,在调试时经过多次软件和硬件的改进后达到了要求,达到了使用要求。
2系统设计
2.1工艺控制原理设计
项目属于机械设备的系统,要求精度较高,工艺过程相对复杂。主要要求如下:通过设定不同档次的肠料,可以加工3种规格的产品;要求实际偏差不得超过±5g;要求可设定手动和自动连续运行;要求伺服的速度能够连续调整;偏差微调功能,并且显示微调值;
设备工作示意参见图1。触摸屏主要是用来显示和控制、设定重量、采集数据显示微调、记录产量等;PLC主要是采集数据并计算,控制伺服电机和旋转电机的动作;伺服电机的作用是用来使旋转送料器准确定量。
(1)系统的功能要求:可以设定伺服转速,以便可以调节产品的加工速度;可以设定输出量,来控制生产产品的规格;设定扭转电机的圈数;具有偏差微调功能,并且显示微调值;根据不同的肠料设定加工不同档次的香肠;能实现连续运行和点动的功能。
(2)技术关键。在以上的功能中重要的功能实现就是不同的档次的香肠的控制,这也是难的部分,因为不同的档次的香肠的肠料是不同的,不同的肠料的比重是不同的,设备要输出相同重量的产品旋转送料器所转的圈数是不同的,通过对不同的肠料进行做试验,统计不同的肠料对应的伺服的转数,通过几轮的试验终得到了工艺所需要的定量数据,还通过试验找到了概略的计量误差修正数据。
图1 设备工作示意
2.2系统组成
系统规模:6个数字量输入;3个数字量输出;1个伺服控制。
控制系统配置:触摸屏:DOPA57GSTD;PLC:DVP12SC11T;伺服:ASD-A021LA;位置检测:接近开关。
2.3软件构架
系统的软件共分两部分:HMI部分,PLC部分。
(1)HMI部分主要构架:主页;控制画面;参数设置画面。
(2)PLC部分主要构架:伺服速度设定;运行方式控制;不同产品工艺数据的区分。
2.4系统调试
调试步骤及注意事项包括:通过反复的试验得到试验值:确定了三种档次的产品单位重量所需要的脉冲数;通过反复试验得到偏差值的大概范围;调试的中需要注意灌肠的速度,因为不同的速度有可能有不同量的空气进入影响肠的重量的准确度;
3 结束语
系统中使用了台达的SC系列PLC来控制台达伺服系统,达到了使用要求。项目使用台达系列化机电产品,系统集成性能体现出单一自动化平台总体成本优化的效益优势。