PLC控制系统在塑料挤压造粒设备改造中的应用
发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:461
| 摘 要： 通过讲述plc控制系统在塑料挤压造粒设备改造中的成功应用，概述了该设备的工艺运行特点，阐述在设备运行中对混炼机、喂料机、熔融泵及切粒机等主要部件的联锁控制及对相关回路的pid控制，介绍了控制系统总体方案，硬件构成设计及系统软件的组成和功能特点。 | |||
| 关键字：挤压机；plc；pid；监控系统；rsview32 | |||
1引言 在聚乙烯塑料生产工艺中，挤压造粒设备是一类工艺较复杂的机械设备，其控制系统是保障设备正常运行和产品质量的关键。在以往各生产线的设备中大多是采用进口的配套dcs控制系统，其维护和改进都较困难，并且造价很高。我们在近期新建国产挤压造粒设备中，采用了plc控制系统，其性能稳定且造价低廉。 在改造前的生产运行中，由于进料的不稳定性及产品牌号改变的经常性，使得手动操作不仅很难使产品达到较理想的水平，而且经常出现堵料、防爆膜由于压力过高损坏及其它机械故障等，从而生产开工率不高，达不到设备标称产量。采用plc控制系统控制后，大大改善了设备运行的可靠性及连续稳定性，使产品质量达到较高的水平。 2设备工艺特点及控制要求 2.1设备工艺特点 图1为塑料生产线工艺流程简图，其主要包括混炼机、喂料机、融熔泵和切粒机四个大部分。 混炼机功能是将不同原料成分进行混合，并塑炼成一种稠状流体——熔体塑料；喂料机用于吸纳从混炼机流出的熔体塑料，并将其均匀地传送到融熔泵入口进行迅速地升压挤出。经过塑炼处理过的熔体塑料，在高压下被挤过模板成条丝状；在切粒机中被均匀地切割，最后形成标准的颗粒产品，通过颗粒水的冷却并输送到后系统工序。 挤压机的自动控制流程如图2所示： 图中：ft-2425为混炼机入料流量，量程为0～15t/h； pt-2426为喂料机出口压力，量程为0～10mpa； pt-2427为熔融泵出口压力，量程为0～50mpa； 2.2控制要求 2.2.1主要回路控制 根据设备工艺要求，挤压机主要需要三个控制环节：喂料机控制回路、融熔泵控制回路和切粒机控制回路。此外还有熔融泵润滑油储油罐温度控制回路和熔融泵润滑油出口温度控制回路等。 ①喂料机控制回路——在混炼机的入口设有一电子秤，可检测入料动态流量，其变化用于控制喂养机的吃料速度。 ②融熔泵控制回路——该回路采用串级控制，即融熔泵的工作速度由喂料机的转速和喂料机的出口压力共同来控制。其中喂料机的转速作为辅助控制参数，喂料机出口压力的pid输出作为主要控制参数，即通过对融熔泵转速的调节，控制喂料机出口压力稳定在5mp。 ③切粒机控制回路——该回路也采用串级控制，即切粒机的工作速度由融熔泵的转速和融熔泵的出口压力共同来控制。其中融熔泵的转速作为辅助控制参数，融熔泵出口压力的pid输出作为主要控制参数，即通过对切粒机转速的控制调节，以保证产品颗粒尺寸均匀，外观合格。 2.2.2联锁控制 在设备控制中还需要一些报警联锁控制，主要报警联锁控制有： ①喂料机润滑油压力报警联锁 ②熔融泵润滑油压力报警联锁 ③喂料机、熔融泵和切粒机电机轴承温度报警联锁 ④熔融泵网前、后爆破膜状态联锁 ⑤切粒机切粒室视窗开关联锁 ⑥切粒机颗粒水流量低联锁 ⑦喂料机、熔融泵及切粒机转速低联锁 2.2.3手/自动切换控制 由于设备在启动时，运行状态及工作参数较复杂，一般需要操作人员进行手动控制，当设备系统运行较稳定一段时间后，才能切换到自动控制系统。所以在喂料机控制回路、融熔泵控制回路和切粒机控制回路的控制必须实现无扰动平稳切换。 3系统构成 该自动控制系统如图2所示，其采用上、下位机的体系结构。在控制室内由二台工控计算机作为人机接口操作站，在下位的plc采用omron公司的sysmac cs1系统；cs1系统是具有高速、高效、高可靠、紧凑型cpu的plc系统，其cpu选用cs1-cpu65h型号。 在计算机与plc之间采用controller link网络，该网采用双绞通讯电缆，其最大通讯速率为2m，最大距离达1km。 3.1硬件配置 3.1.1操作站 在控制室内设有两台工控计算机作为人机接口操作站，其中一台可做为系统程序管理员站。工控机主要配置为：pⅲ 1.3 cpu、256mb内
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