一种塑料管材挤出生产线设备的控制
塑料管材挤出操作规程
塑料管材挤出操作规程一、目的本规程是为了规范和规范塑料管材挤出生产过程,确保产品质量,提高生产效率,保障员工安全。
二、适用范围本规程适用于塑料管材挤出生产过程中的各项工作。
三、作业条件1.生产车间应保持干燥、通风良好的环境。
2.全部设备应处于良好工作状态,定期进行检查和维护。
3.操作人员应穿戴符合规定的工作服和个人防护用品。
4.生产车间内应保持整洁,防止杂物积累,确保生产环境清洁卫生。
四、操作流程1.准备工作①检查设备,确认各项设备正常工作。
②准备原料,将塑料颗粒投入挤出机内。
③调整挤出机的工作参数,包括温度、压力、速度等。
④开机预热,确保挤出机达到工作温度。
2.挤出生产①将经过预热处理的塑料颗粒注入挤出机的料斗内。
②开启挤出机,启动挤出过程。
③监控挤出机的工作状态,及时调整工作参数。
④确保挤出的管材尺寸符合要求,质量良好。
3.质量检测①对挤出的管材进行外观检查,确保表面平整、无气泡、无瑕疵。
②测量管材的尺寸,确保符合规定标准。
③进行抗压、抗拉等物理性能的测试,确保产品质量。
4.过程控制①挤出过程中定期检查设备运行状态,发现问题及时处理。
②记录挤出生产数据,分析生产过程中的规律和问题。
③根据生产数据分析结果,调整工艺参数,优化生产工艺。
五、安全注意事项1.操作人员应熟悉设备操作规程,严格遵守操作规定。
2.操作人员应穿戴个人防护用品,注意安全操作。
3.挤出机运行时,禁止将手部或其他物体伸入机器内部。
4.接通电源前,应检查设备电气安全,确保运行稳定。
总结:本规程通过规范塑料管材挤出生产过程,可有效提高生产效率,确保产品质量,保障操作人员的安全。
操作人员应严格遵守操作规程,确保生产工作的顺利进行。
塑料型材挤出机操作规程
塑料型材挤出机操作规程
《塑料型材挤出机操作规程》
一、目的
为了保证塑料型材挤出机操作安全,提高生产效率,制定本操作规程。
二、适用范围
本规程适用于塑料型材挤出机的操作。
三、操作人员
1. 操作人员必须经过培训并持有相应的操作证书。
2. 操作人员必须熟悉塑料型材挤出机的结构和操作步骤。
四、操作前准备
1. 检查机器运行状态,确保各部件安装牢固。
2. 检查电源连接是否正常,电气设备是否完好。
3. 准备生产所需的原料、模具等。
五、操作流程
1. 启动挤出机,预热一定时间。
2. 根据生产需要,选用相应的模具。
3. 将原料放入挤出机的供料口,并设定好挤出机的挤出速度、温度等参数。
4. 启动挤出机,开始生产。
5. 注意监控挤出机运行状态,及时调整各参数,确保生产质量。
六、操作注意事项
1. 操作人员必须穿戴好防护用具,如手套、护目镜等。
2. 禁止在机器运行时触摸运动部件。
3. 定期对挤出机进行检查和保养,确保设备正常运行。
七、操作结束
1. 生产结束后,及时关闭挤出机并清理设备。
2. 对设备进行保养维护工作。
八、安全注意事项
1. 操作人员必须严格遵守操作规程,严禁擅自改动设备参数。
2. 如发现设备异常,应立即停机检修。
以上即为《塑料型材挤出机操作规程》。
希望全体操作人员严格遵守,确保生产安全和质量。
挤出机操作规程
挤出机操作规程1. 简介挤出机是一种常见的塑料加工设备,主要应用于制造塑料制品,如管材、板材、薄膜等。
挤出机操作规程是为了保证设备正常运转,生产高质量的制品。
2. 操作前准备2.1 检查设备操作人员应对设备进行外观检查,确保设备完好无损。
在操作之前需要检查设备的供电、压力、润滑、冷却、调节装置是否正常,有无泄漏、松动等异常情况,并根据需要进行调整、清洁、维护或更换。
2.2 检查原料挤出机加工的原料应检查是否符合生产要求。
应根据产品的生产要求,准确选择塑料颗粒或片材,并从不同批次中取样进行物理独立检验。
一般来说,原料的含水量应在标准范围内。
2.3 安全防护挤出机作为一种危险设备,操作人员应严格遵守操作规程,并在操作环节中做好安全防护措施。
操作人员应佩戴安全帽、护目镜、耳塞、防护服等个人防护用品。
工作区域应设置防护栏杆,并在机器周围设置明显的警示标志。
3. 操作步骤3.1 启动前操作启动挤出机前,检查所有电气装置是否牢固安装、接线是否正确,并依次启动电子控制箱、主电动机、送料机构、冷却机组。
3.2 填料将原料采样检验后,按比例称量并在料斗中灌入塑料颗粒或片材。
3.3 加热熔融开启加热器,对物料进行熔融加热处理,加热温度应根据产品要求而定。
为了避免物料结疤或发黏,应注意熔体表面熔化层的厚度。
3.4 挤出加工当原料熔化到规定要求时,可以调节挤出机的辊子间距,推动加工物料进入挤压室,通过挤出模具,让熔融的塑料材料连续挤压成型。
挤出加工的过程中,应定期检查挤出机的温度、压力、速度等参数,以保证制品的质量。
3.5 停机停机前应将挤出机的加热器关闭并等待冷却,同时关闭电子控制箱和冷却机组。
4. 操作注意事项4.1 温度控制挤出机加工的塑料原料需要在一定的温度下进行熔融加工,应严格控制挤出室的温度,避免塑料加工过程中遇到氧化、分解、发霉等现象,同时特别注意熔化物料表面的熔化层的厚度。
4.2 压力控制挤出机的压力将直接影响成型产品的尺寸、性能和表观质量,维护压力的稳定性对提高产品的尺寸精度、加工效率和延长设备使用寿命有重要意义。
塑料挤出机生产线操作手册
塑料挤出机生产线操作手册本册适用于以下型号生产线63塑料挤出生产线160塑料挤出生产线250塑料挤出生产线315塑料挤出生产线450塑料挤出生产线630塑料挤出生产线800塑料挤出生产线1200 塑料挤出生产线YF120 塑料挤出生产线YF240 塑料挤出生产线SBWX500塑料挤出生产线SBWX1000塑料挤出生产线宁波方力集团有限公司·中德合资宁波格兰威尔·方力挤出设备有限公司塑料挤出生产线使用手册非常感谢您选择本公司生产的塑料挤出生产线设备本使用手册包括有本生产线使用时的操作说明和注意事项不正确的使用可能会造成意外事故,使用本生产线前,请仔细阅读本手册,正确使用设备,以免发生意外事故。
安全注意事项在仔细阅读本手册及附属资料并能正确使用前,请不要安装、操作、维护或检查生产线设备。
请在熟悉本设备的相关知识,安全信息以及全部有关注意事项以后使用。
在本手册中,将安全等级分为:“危险”、“警告”和“注意”等级。
不正确的操作造成的危险情况,将导致人身重伤或死亡。
危险警告注意不正确的操作造成的危险情况,将导致人身的伤害或设备的严重损坏。
不正确的操作造成的危险情况,将导致一般或轻微的伤害或设备的一般损坏。
安全注意事项1.防止触电危险·当通电或设备正在运行时,请不要打开任何一个电控箱门,电机配电盒盖,加热圈配电盒盖等带电设备的防护盖、门,否则会发生触电危险·在带电设备防护盖或电控箱门等被打开时,不得强制通电运行机器,否则会接触到带危险电压的端子或充电回路而造成触电事故。
·直流调速器、变频调速器等设备在断开电源后仍带有危险的高电压,请参照该类设备说明书中的安全说明,在确认安全以后,才能进行维护、检修。
·电控箱内电器设备、电机、加热圈,冷却风扇等布线或检查时,需在断开电源并经10 分钟延迟后,用万用表等检测,确认剩余电压已消失后才能进行。
·所有电控箱接地排请按用电功率用标准规格黃、绿双色线可靠接地以后才能运行设备;电机、加热圈、风机电机、电磁阀等带电体外壳,在设备出厂时都已接入电控箱接地排,检查或更换以上设备后不得拆除或漏接,以防发生触电事故。
塑料挤出工艺流程中的挤出速度控制方法
塑料挤出工艺流程中的挤出速度控制方法在塑料挤出工艺中,挤出速度的控制是非常重要的一环。
挤出速度的控制不仅关系到产品的质量和生产效率,还与设备的可靠性和使用寿命密切相关。
本文将介绍塑料挤出工艺流程中的挤出速度控制方法。
一、挤出速度的重要性挤出速度是指挤出机器中胶料推动的速度,它决定了塑料在挤出机中流动的快慢。
挤出速度的过快或过慢都会带来一系列的问题,如产品表面质量不佳、材料烧结、设备负荷过大等。
因此,合理控制挤出速度对于塑料挤出工艺的稳定性和产品质量的提升都至关重要。
二、控制挤出速度的方法1.电机调速控制挤出机的电机是控制挤出速度的主要元件。
通过改变电机的转速,可以实现对挤出速度的调节。
电机调速控制可以通过变频器实现,即通过改变电压和频率来改变电机的转速,从而控制挤出速度。
根据不同的产品要求和工艺条件,可以设置不同的转速来控制挤出速度。
2.模头调节模头是控制挤出速度的关键部件之一。
通过调节模头的开合度,可以改变挤出机内塑料的流量,从而控制挤出速度。
当挤出速度过快时,可适当增大模头的开合度,增加挤出截面积,降低塑料的流速;当挤出速度过慢时,则可适当减小模头的开合度,减小挤出截面积,提高塑料的流速。
3.胶料供给装置控制胶料供给装置是控制挤出速度的另一个重要因素。
通过改变胶料的供给量和供给速度,可以实现对挤出速度的控制。
可以通过调节供给机的送料量和送料速度来改变挤出速度。
一般来说,增加胶料的供给量和供给速度可以提高挤出速度,而降低胶料的供给量和供给速度可以降低挤出速度。
4.温度控制温度对塑料的流动性有很大影响。
通过控制挤出机的加热和冷却系统,可以调节塑料的温度,从而对挤出速度进行控制。
当挤出速度过快时,可适当降低挤出机的加热温度,减小塑料的流动性;当挤出速度过慢时,则可适当增加挤出机的加热温度,提高塑料的流动性。
5.挤出机的压力控制挤出机的压力也会对挤出速度产生影响。
通过调节挤出机的出胶压力,可以控制塑料在挤出机内的流动速度,从而实现对挤出速度的控制。
PE管材挤出机全操作规程
PE管材挤出机全操作规程
PE管材挤出机作为生产PE管材的重要设备,在生产过程中具有关键作用。
正确的操作规程能够提高生产效率,保证产品质量,延长设备使用寿命。
以下是PE管材挤出机的全操作规程:
一、设备准备
1.检查PE管材挤出机各部件是否完好,特别是螺杆、螺杆筒、模头等关键部件是否
有异物。
2.根据生产需求选择合适的原料,并确保原料干燥。
3.检查辅助设备,如冷却水循环系统、牵引机等是否正常运转。
二、启动设备
1.打开PE管材挤出机电源开关,启动设备,确保设备正常运转。
2.调节温度控制器,根据原料种类设定合适的加热温度。
3.启动辅助设备,确保冷却水循环畅通,牵引速度适中。
三、生产操作
1.将预热后的原料逐渐装入进料口,避免大量一次装料导致设备负荷过重。
2.注意观察挤出机出料口的挤出情况,根据需要调节挤出速度和温度。
3.定期检查产品质量,确保产品尺寸、光泽度符合要求。
四、故障处理
1.若发现挤出机异常响声、进料困难等情况,应立即停机检查。
2.根据故障现象及时处理,避免故障扩大影响生产进度。
五、关机及清洁
1.生产结束后,逐步降低温度到设定值以下,停止挤出机运转。
2.清理设备内残留的原料,模头及螺杆筒等部件,保持设备清洁。
3.关闭挤出机电源开关,并进行设备的日常维护保养。
PE管材挤出机的操作规程对于生产过程至关重要,只有严格按照操作规程进行操作,才能确保生产安全、质量和效率。
希望操作人员能严格按照以上规程操作设备,确保生产顺利进行。
一种塑料管材挤出生产线设备的控制
一种塑料管材挤出生产线设备的控制介绍了一种塑料管材挤出生产线设备的整线电气控制,满足其生产线设备的控制要求。
分析了塑料管材挤出生产线的生产和控制工艺要求,特别是各设备控制的关键,以及整线设备之间的通讯连机和安全控制。
提出了一套简洁并符合欧盟安全标准的整线设备接口方案,采用PLC新款产品进行整线电气控制并符合工业4.0的要求。
指明了如何应用西门子S7-1200和S7-200 Smart可编程控制器,根据实际控制需要合理配置,完成管材挤出生产线设备的电气控制。
标签:管材挤出生产线、可编程控制器、Profinet通讯、工业4.0、组合式接插件ABSTRACT:This paper introduces the whole electrical control of the extrusion line for plastic pipes,which meets the control requirements of whole extrusion line. The production and control process requirements of plastic pipe extrusion line are analyzed,especially the key points of equipment control,as well as the communication connection and safety control between equipment. This paper presents a concise interface scheme for the whole line equipment which meets the EU safety standards. The new PLC products are used for electrical control of the whole line and meet the requirements of industry 4.0. It points out how to use Siemens S7-1200 and S7-200 Smart programmable controllers to configure reasonably and complete the electrical control of pipe extrusion line.Key words:pipe extrusion line,programmable controller,Profinet communication,industrial 4.0,combined connector1、引言塑料管材挤出生产线设备用于制造塑料管材,原料为塑料粒料,产品主要为通水、通气和通线缆等塑料管道。
某公司HDPE管材挤出生产线操作规程
某公司HDPE管材挤出生产线操作规程管材生产线必须由经过培训、并能熟练掌握该生产线的人员进行操作,在操作过程中,应严格遵守挤出生产线的操作规程。
根据我公司实际生产设备及人员情况,特对HDPE管材挤出生产线操作规程做以下具体说明。
1、准备工作:1)安装模具:根据计划的安排,按所要生产的管材规格,准备相应模具及定型法兰、喷淋法兰、密封垫等。
检查模具表面是否有杂质,清理干净后喷匀脱模剂,安装口模、芯棒、定径套、冷却水箱密封垫、切割锯卡具等部件,并做好记录。
紧固螺栓必须涂耐高温脂,紧螺栓时必须对角紧,保证用力均匀。
2)检查挤出生产线运行所需要的电力、冷却水、压缩空气指标是否合格,各辅机是否完好。
检查电控箱内接线螺钉,特别是过大电流部位的螺钉是否有松动,以免因接触电阻增大,造成发热,烧毁器件。
3)根据所生产的管材规格,调整切割机进刀限位(注意:调整时必须关闭切割机总电源开关,以保证操作人员安全)。
2、加热保温:接通挤出机料斗座的冷却水,接通电源、打开主机、共挤机,按照工艺要求设定工艺参数,开启机筒、机头等各段加热开关,使主机、共挤机筒和模具开始升温。
注意,必须对单机逐个开机试运行,切不可同时开启。
当加热温度达到设定值时,挤出机即进入自动保温状态。
在整个过程中,料斗座的冷却水不得中断。
3、装牵引管:装入牵引管可用牵引机反转,将牵引管送入喷淋箱和真空定径箱。
注意放置牵引管时,不可强行推入,一定要有操作人员在牵引管头部位置照看,以免撞坏喷淋箱和真空定径箱内的托辐架(尤其是大口径管材更应注意)。
4、开机前调整:调整好真空定径箱和喷淋箱内托辐位置,以适应所生产的管材。
真空定径箱和喷淋箱内加水(不能盖住下部喷头);预调整定径套分水器,使其圆周方向出水均匀;调整口模与芯模之间的间隙,左右间隙应调为一致,上、下间隙按所生产管材的大小,上部间隙应略大于下部(按经验数据调整)。
5、上料:检查原材料牌号及颜色是否正确,调整好吸料腔二次进风口,关紧料斗的下料闸板,利用自动上料机将原料吸入到料斗中。
MPP PE PP塑料管材生产线设备操作规程
MPP PE PP塑料管材生产线设备操作规程本生产线可以生产MPP PP PE等多种原料的塑料管材,主机操作主要为各个单机的操作及配合作业生产(挤出机、真空定型、冷却、喷码机、牵引机,切割机)1.操作名称:塑料管材挤出工艺主机2.操作目的作为生产线的一个重要岗位,主要是确保满足客户的要求,为客户提供生产质量稳定、外径和壁厚均匀的管材,同时严格控制生产过程中人的规范作业,避免出现人、机、安全事故的产生。
3.适用范围管材生产加工过程中的主机岗位的工作。
4.操作程序4.1升温前的检查和准备4.1.1升温前做好水、电、气的检查工作,认真填写《开调巡机记录表》,经领班签字确认后方能开机。
4.1.2了解当班的生产计划,明确各项工艺要求,根据生产计划进度及时调整工艺条件;4.1.3根据生产产品的规格选用合适的口模、芯模、定径套等,并紧密安装固定。
4.1.4切割机调刀时应该先关闭切割机电源,防止感应器失灵造成设备和人员伤害。
4.1.5检查机身、机台及清洁区的环境卫生是否满足操作要求。
4.1.6打开生产线的主电源开关,检查生产线的挤出机、自动上料干燥系统、真空泵、水泵、牵引机等电源供应是否正常。
4.1.7根据管材规格大小,对应调整真空定型机和喷淋水箱的托辊位置.4.1.8打开真空箱、喷淋箱进水阀,检查各浮球阀是否控制良好和各强制进水、排水电磁阀是否灵敏,然后设定各水温控制仪的控制温度(15℃-25℃之间较适宜)。
4.1.9关闭真空定型机、喷淋箱的旁通管路,打开主管路的进水阀、关闭各手动排水阀。
4.1.10并闭所有水箱盖,并仔细检查供水系统一切正常后,打开水泵和真空泵。
4.1.11主机偏心度进行微调。
4.1.12检查牵引管是否漏气。
4.2升温:4.2.1挤出机加热时,认真检查加热圈、热电偶是否完好,并根据原料特性、管材规格设定适当的加工参数,然后启动各挤出机加热系统进行预热。
4.2.2先将各段温度调至140~160℃的某一预热温度,待温度升到预热值后,必须保持1h以上(具体时间根据设备规格及经验确定),然后再将温度升至生产所需温度。
塑料加工中的挤出工艺和控制
塑料加工中的挤出工艺和控制在现代工业生产中,塑料是一种非常重要的材料,广泛应用于各个领域。
而塑料制品的生产过程中,挤出工艺是一种非常重要的加工方式。
本文将对塑料挤出工艺进行详细讲解,并对控制方法进行探讨。
一、挤出工艺挤出工艺是一种通过挤出机将塑料熔化后挤出成型的方法,广泛应用于各种塑料制品的生产。
挤出机一般由进料系统、熔化系统、挤出系统、定型系统和切断系统等组成。
进料系统是将原料塑料送入挤出机的部分,其主要组成部分有料斗、送料器、螺杆等。
在进料系统中,挤出机需要根据不同原料塑料的种类和特性确定不同的送料方式和送料速度,以保证塑料能够均匀地进入挤出机。
熔化系统则是将进入挤出机的塑料经过加热熔化,由螺杆推动熔融塑料向前运动。
在熔化系统中,一般根据不同的塑料种类和需要调节塑料的熔化温度和流动性来进行不同的调节,以保证挤出后制品的质量。
挤出系统是将熔融的塑料挤出成型的部分,其主要由螺杆、机头等组成。
在挤出系统中,通过螺杆的旋转和机头的成型模具,将熔融的塑料挤压出去,并根据需要进行定型和冷却处理。
定型系统是将挤出的塑料制品进行固化和定形的部分,其一般由冷却水池、冷却辊、收卷机等组成。
在定型系统中,根据不同的塑料制品和需要定型的形状、尺寸等进行不同的调节,以保证制品的准确和美观。
切断系统则是将已经固化的塑料制品进行切断、检验的部分,其主要包括切断机、检验机等。
在切断系统中,需要注意切断的位置和方法,以避免制品出现裂痕等质量问题。
二、挤出工艺控制挤出工艺的控制是保障塑料制品质量的关键。
在进行塑料挤出加工时,需要注意以下几点:1、温度控制塑料的加工温度直接影响制品的质量。
如果温度过低,则会造成塑料流动不畅、成型不完整等问题;而温度过高则会造成制品变形、气泡等问题。
因此在进行挤出加工时,需要根据不同的塑料种类和制品要求来确定不同的加工温度。
2、压力控制挤出加工时,熔融塑料需要受到螺杆的压力推动,以确保塑料能够均匀流动和挤出成型。
一种PVC管挤出加速装置及其控制方法[发明专利]
专利名称:一种PVC管挤出加速装置及其控制方法专利类型:发明专利
发明人:黄炜杰,张千,曹熊燕
申请号:CN202010775422.1
申请日:20200805
公开号:CN111873369A
公开日:
20201103
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种PVC管挤出加速装置及其控制方法,旨在提供一种成型效果好,结构简单以及实用性强的PVC管挤出加速装置,其技术方案要点是通过在料筒内设有多段式加热装置,该多段式加热装置主要由反馈电路、套管和位于该套管中的若干加热器组成,加热器由若干个加热管通过设有连接件连接而成,加热管由内管和外管组成,内管和外管之间为注有工质的真空间隙结构,各加热管和料筒之间均配有温度检测器,采用多段式加热结构,并各加热管的温度相互独立,通过上述结构设置,使得对料筒进行加热时,确保在物料流动时,仍然保证物料的温度,提高物料的流动效果,以及保证挤出的速度,本发明适用于PVC管加工设备技术领域。
申请人:台州金龙大丰水暖股份有限公司
地址:317600 浙江省台州市玉环市玉城街道环东工业区
国籍:CN
代理机构:衢州维创维邦专利代理事务所(普通合伙)
代理人:王美芳
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一种塑料管材挤出生产线设备的控制作者:谭剑浩来源:《中国电气工程学报》2019年第05期摘要:介绍了一种塑料管材挤出生产线设备的整线电气控制,满足其生产线设备的控制要求。
分析了塑料管材挤出生产线的生产和控制工艺要求,特别是各设备控制的关键,以及整线设备之间的通讯连机和安全控制。
提出了一套简洁并符合欧盟安全标准的整线设备接口方案,采用PLC新款产品进行整线电气控制并符合工业4.0的要求。
指明了如何应用西门子S7-1200和S7-200 Smart可编程控制器,根据实际控制需要合理配置,完成管材挤出生产线设备的电气控制。
关键词:管材挤出生产线、可编程控制器、Profinet通讯、工业4.0、组合式接插件ABSTRACT: This paper introduces the whole electrical control of the extrusion line for plastic pipes, which meets the control requirements of whole extrusion line. The production and control process requirements of plastic pipe extrusion line are analyzed, especially the key points of equipment control, as well as the communication connection and safety control between equipment. This paper presents a concise interface scheme for the whole line equipment which meets the EU safety standards. The new PLC products are used for electrical control of the whole line and meet the requirements of industry 4.0. It points out how to use Siemens S7-1200 and S7-200 Smart programmable controllers to configure reasonably and complete the electrical control of pipe extrusion line.Key words: pipe extrusion line, programmable controller, Profinet communication,industrial 4.0, combined connector1、引言塑料管材擠出生产线设备用于制造塑料管材,原料为塑料粒料,产品主要为通水、通气和通线缆等塑料管道。
管材挤出行业跟我们日常生活密切相关,在整个塑料设备行业的市场,管材挤出生产线设备发展很快速[1]。
但目前国内的塑料管材生产线设备参齐不齐、档次高低不一,整线安全急停保护欠缺或不达标[2]。
笔者介绍如何使用西门子可编程控制器,组成管材挤出生产线设备的单机工作和整线联动工作。
2、正文2.1、管材挤出生产线设备组成及其工作笔者仅对PE和PVC两种工艺相近的塑料管材挤出生产线设备进行探讨。
该管材挤出生产线设备主要由挤出机、挤出模头、真空箱、水箱、牵引机、切割机和翻料架组成;以及辅机设备:上料机、干燥机和称重系统等。
管材挤出生产线的工作流程:原料干燥(干燥机)-送料(上料机)-加热塑化挤出(挤出机+模头,加配称重系统)-管道冷却和定型(真空箱)-管道充分冷却(水箱)-管道拖拉和输送(牵引机)-管道定长切割(切割机)-管道储存(翻料架)。
挤出机主要是把塑料粒料经过机筒螺杆进行加热和塑化从模头挤出管状熔胶。
变频器对交流电机进行变频调速工作,经过齿轮箱减速带动螺杆转动,完成塑化和挤出工作;使用温度工艺PID对机筒和模头进行加热冷却控制。
其中,螺杆挤出量精度跟挤出电机的转速和螺杆每转排量均有关,螺杆每转排量误差基本在1~3%左右,所以电机速度精度要达到5‰以内即可;同时,挤出电机需要低速高扭矩输出,通过变频开环矢量控制模式能满足其控制性能和精度要求。
挤出机是生产线的终端,负责各单元之间的联动控制:多个挤出机之间、挤出机和牵引机之间的速度跟随同步控制;称重系统和挤出机的集成并联动工作等;对下游设备进行远程控制和监控等等。
牵引机通过驱动履带或皮带,在线对管材进行夹紧拖拉和输送。
管材线性壁厚精度跟牵引机的速度有关,而牵引速度精度又跟每个履带的速度和扭矩一致性有关。
牵引管材需要低速大扭矩输出,牵引速度按工艺要求要达到1~2‰的精度。
综上所述,如何解决每个履带电机的速度和扭矩一致性是牵引机控制的难点。
目前行内成熟的控制方案是一个伦茨驱动器的84 Top Line系列同时驱动多个交流变频电机或异步伺服电机。
切割机主要是要在线把管材切断。
其一是定长切割工作,通过管材计米轮上的编码器高速脉冲输入,换算成实际管材当前生产长度,定长输出切割信号和翻料信号。
其二是锯台工作,接收到切割信号后,锯台跟随管材速度或位置同步随动,刀架旋转并进刀切割,把管道圆周切断。
锯台随动工作由伺服电机驱动完成,做凸轮曲线的位置随动追切工作;刀架旋转的公转电机使用变频开环矢量控制模式驱动。
2.2、管材挤出生产线设备控制笔者介绍了两台挤出机共挤并各带一个称重系统,加上牵引机和切割机的整线通讯和控制。
; S7-1200 CPU集成了一个PROFINET通信口,支持以太网和基于TCP/IP和UDP 的通信标准。
该物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口,支持电缆交叉自适应。
使用该通信口可以实现S7-1200 CPU与HMI触摸屏的通信,与其它CPU之间的通信。
作为生产线的终端,基于西门子S7协议,挤出机1的S7-1200 CPU同时跟挤出机2的S7-1200 CPU、牵引机的S7-200Smart CPU和切割机的S7-200Smart CPU进行以太网通讯。
CPU与CPU之间的数据访问,使用“PUT/GET”。
S7-1200的CPU之间可进行4个DB数据块的通讯读写, S7-1200和S7-200 Smart的CPU之间仅能进行1个MD数据块的通讯读写,范围:MB0-MB32。
S7-1200支持最多8个PUT/GET客户端或服务器。
如图2.2.1所示,S7-1200的CPU需要设置开发的功能,允许来自远程对象的PUT/GET通信访问。
挤出机1对各单元进行数据读写的通讯变量分别为:挤出机2的速度、温度控制、称重系统的米重和产能等设定和显示的数据读写,熔温、熔压、扭矩、报警等实际值和状态的数据读取,电机、温控等工作控制位的写入;牵引机的速度设定和显示的数据读写,运行状态、扭矩和报警等的数据读取,启动和夹紧等工作控制位的写入;切割机的定长切割参数等的数据读写,运行状态和报警等的数据读取。
PROFINET通讯口是一个完全开发的接口,能把整个生产线的工艺参数和状态,实时上传给上位机,符合工业4.0的要求[3]。
如图2.2.2所示,笔者提供了一套性价比高的管材挤出生产线设备的电气控制方案[4-5]。
其中,挤出机1使用第二代精简型12”触摸屏作为HMI,除了该机的操控以外,其它设备的远程操作和工艺参数都集成在该画面上;主要使用S7-1200系列PLC,通过Modbus RTU协议[6]跟ABB最新款变频器ACS580做RS485通讯,控制挤出电机的速度;S7-1200使用以太网通讯连接并集成伊诺克斯称重系统,称重系统通过失重控制原理,对挤出螺杆速度进行自动调整,把螺杆的挤出排量误差从1~3%降低到1%以内,大大减少原料的浪费;S7-1200内置专业工艺温度PID控制功能块,控制机筒和模头的加热和冷却,温控精度达到1℃范围以内;通过PLC 的逻辑输入输出,采集本机及整线设备的工作状态。
以太网线和路由器组成拓扑结构网络,连接本机和上下游设备之间的控制。
挤出机2的控制工作和元件跟挤出机1的本机控制工作完全相同。
牵引机的PLC选用S7-200 Smart,使用简易按钮式面板作为人际界面;使用伺服级别的Lenze84 Top Line驱动器,控制多个变频电机或伺服电机,均在异步伺服閉环控制模式下进行调速工作;跟S7-200 Smart之间通过Modbus RTU协议做RS485通讯。
切割机的PLC和HMI跟牵引机相同;通过高速脉冲输入,把计米轮上编码器信号转换为管材的在线生产长度,通过比较设定并输出切割和翻料动作;通过Modbus RTU协议跟驱动锯台刀架旋转的ABB变频器ACS355做RS485通讯;通过S7-200 Smart内置的运动控制功能,输出高速脉冲给台达伺服驱动器[7],驱动锯台走凸轮曲线的位置追切控制工作。
2.3、管材挤出生产线设备接口塑料管材生产线设备的长度很大,从前面到最后面基本都超过40米,各单元之间的连线和急停安全保护需要通过上下游设备接口来完成,需要考虑设备之间连接的简易性[8]。
如图2.3所示,笔者提供了一种连接简洁、安全可靠的接口。
上下游设备之间的通讯连接统一为以太网,下游设备的相关控制和工艺数据统一集中到挤出机1上。
为提高安全保护,增加统一的整线安全急停回路;在任何一个设备上都可安全停止其它设备,以及在任何一个设备上都能进行整线设备的急停复位,简单方便和安全可靠,符合欧盟对塑料管型材生产线设备与设备之间的安全防护要求。
为了连接简易,采用组合式接插件,网线和急停回路6芯电缆共用一套接插件,降低配线和安装工作量。
采用相同一进一出的方式,上下游设备的接口和连线是相同的,从前到后顺序性地串联起来,不会有任何分叉和交叉。
3、结语综上所述,笔者全面介绍了管材生产线的整线控制,详细描述整线设备的工艺要求和控制关键,提供了性价比高并可靠的控制方案,给相关设备制造提供了一种可行的控制方案。
由于过于考虑成本,牵引机和切割机只有简易按钮操作面板,定长切割等设置和操作被放在终端挤出机1上,存在一定程度上的操作不方便。
在牵引机或切割机上增加一个触摸屏作为HMI,将能解决前面提到的问题。
作者简介:谭剑浩男、1979年2月、广东四会、工学士、电气设计及自动化领域。
参考文献[1]; 张友根.“十二五”我国挤出成型设备科学发展的分析研究[J].塑料包装, 2011,21(04):11-17.[2]; 张友根.挤出设备的现状及调整产品结构的研究[J].上海塑料,2010(04):25-33.[3]; 穆慧灵. 基于现场总线的电线生产线网络控制研究[D].内蒙古科技大学,2007.[4]; 沈侃,孙丽娜.电气控制与可编程序控制器的原理及应用[J].时代农机,2018,45(01):88.[5]; 霍海波,尚飞.基于PLC的塑料挤出生产线集散控制系统的研究[J].塑料工业, 2016,44(03):100-102+118.[6]; 胡兴文,吴耀兴.Modbus通讯协议在电脱供给泵和ABB800xA系统通讯中的应用[J].化学工程与装备,2019(01):243-246.[7]; S7-200PLC在伺服电机位置控制中的应用[J].数字技术与应用,2018,36(01):17+127.[8]; 王积森,李刚.关于EPIS控制系统在塑料管材生产线上的应用[J].制造业自动化,;2003(03):65-66.。