密煉機及雙螺桿擠出壓片機自動控制系統及拖動系統

　　前言 　　
　　我公司在30萬套全鋼絲載重子午線輪胎技改項目中，先后引進了二臺意大利POMINI公司生產的PX420密煉機及TDEll雙螺桿擠出壓片機，其具有設備價格低、控制水平高、操作方便、可靠性好等特點。在此，筆者對該設備的控制系統及拖動系統作些介紹，供要引進密煉機的廠家和國內密煉機生產廠家作參考。 　　
　　1 自動控制系統組成(如圖1) 。
　　
　　

　　
　　
　　
　　1．1 PX420密煉機控制部分組成 　
　　密煉機控制部分包括：密煉機的PLC主機-PLCl，PLCl的擴展，PLCl上位管理機-PC。 　
　　1．2 TDEll雙螺桿擠出壓片機控制部分組成雙螺桿擠出壓片機控制部分包括：雙螺桿擠出壓片機的PLC主機-PLC2，PLC2的擴展，PLC2上位管理機-PC。 　　
　　1．3 遠程診斷系統組成 　　
　　遠程診斷系統包括：遠程診斷PC，MODEN及電話線1，用于遠程通話的電話線2及電話。 　　
　　2 拖動系統組成 　　
　　2．1 PX420密煉機拖動系統組成(如圖2)
　　
　　
　　

　　
　　
　　PX420密煉機拖動系統包括：兩組AC660v電源(一組星型，另一組三角型)，可控硅調速裝置，直流電機，測速器。 　　
　　2．2 TDE11雙螺桿擠出壓片機拖動系統組成 　
　　TDEll雙螺桿擠出壓片機有四組相同的拖動系統(如圖3)，每組包括：AC380V電源，變頻調速器，測速器。
　　
　　

　　
　　
　　3 系統運行過程描述 　　
　　PX420密煉機PC(PLCl上位管理機)在接受到上輔機的工藝參數后，將信號傳給密煉機PLCl，PLCl再將信號通過其輸出口傳出，執行整個密煉過程，完成密煉工作。在密煉周期中的每個階段，主電機的速度由工藝參數設定。在密煉過程中記錄一些工藝所需曲線及設備是否完好的情況。同時，將密煉數據傳給上輔機作為上輔機控制密煉動作及密煉周期結束的依據。如果密煉機有故障報警，其將本坯料煉完后停機。如果設備完好、下輔機完好、TDEll料斗未滿、上輔機要求運行，那么密煉機就會繼續運行下一周期。 　　
　　TDE11雙螺桿擠出壓片機料斗有料后，如膠片冷卻已準備好，螺桿擠出機開始運行，壓片機也開始運行，并自動調整速度將壓輥和擠出機頭間的壓力調整到設定值。隨著料斗中膠料的增加，擠出機的速度也加快，機頭壓力增加，壓片機也會自動增加速度，使壓力保持在設定值，直到擠出機的速度增加到最大，壓片機速度最大。此時，如果TDEll雙螺桿擠出壓片機料斗的料位上升到上限的話，TDEll雙螺桿擠出壓片機會要求密煉機暫時停機，等料位下降到中位后，密煉機繼續工作。 　　
　　4 PX420密煉機及TDE11雙螺桿擠出壓片機自動控制系統原理 　　4．1 密煉機控制部分包括： 　　
　　密煉機的PLC主機-PLCl，PLCl的擴展，PLCl上位管理機-PC。　　作為上位機的密煉機PC用2芯專用計算機電纜與PLCl相連，上位機PC的信號通過CP5611卡和轉發器RS4B5后又傳給PLCl。相反，PLCI的信號通過CP5611卡和轉發器RS4B5后又傳給密煉機PC。包括主電機電流、主電機電壓、溫度(膠料溫度、電機溫度、軸承溫度)、轉速、設備運行狀態等信號均通過此通道從PLCI獲得并：在PC上處理及顯示。主電機電流、主電機電壓、轉速等信號PLCl從直流調速裝置取得，現場信號通過PLCl擴展采集后通過2芯計算機電纜送給PLCl的CPU處理。根據需要，CPU再傳給擴展的I／O或主機的I／O板或PLCl的上位機PC，密煉機的模擬信號主電機電流、主電機電壓、膠料溫度、功率、轉子轉速、主電機的速度給定等是通過PLCl的上位機PC(密煉機PC)與上輔機的PLC上位機PC用數字信號進行傳輸的，沒有失真，可靠性高。 　　
　　4．2 雙螺桿擠出壓片機控制部分包括： 　　
　　雙螺桿擠出壓片機的PLC主機-PLC2，PLC2的擴展，PLC2-上位管理機-PC。 　
　　作為上位機的雙螺桿擠出壓片機PC用2芯專用計算機電纜與PLC2相連，上位機PC的信號通過CP5611卡和轉發器RS4B5后又傳給PLC2，相反，PLC2的信號通過CP5611卡和轉發器RS4B5后又傳給密煉機PC。包括機頭壓力、溫度、速度、設備運行狀態等信號均通過此通道獲得并在PC上處理及顯示。現場信號通過PLC2擴展采集后通過2芯計算機電纜送給PLC2的CPU處理。根據需要，CPU再傳給擴展的I／O或主機的I／O板或PLC2的上位機PC。PLC2根據機頭壓力、料位高度等情況綜合運算后，分別對雙螺桿擠出壓片機四組變頻器發出速度給定。同時，PLCl和PLC2可以通過網絡互取信號，并且，PLC2將一個速度信號傳給膠片冷卻裝置作為速度給定。
　　5遠程診斷系統 　　
　　遠程診斷系統包括：遠程診斷PC，MODEN及電話線1，用于遠程通話的電話線2及電話。 　　
　　此系統主要是在設備故障時，設備生產廠家的工程技術員可在其公司通過電話線對設備故障進行分析診斷，作出故障處理意見，設備生產廠家工程技術員的計算機和我們的遠程診斷PC通過電話線和MODEN聯上后，其可以通過設備的遠程診斷PC了解到設備故障記錄情況及設備運行情況。電話線2及電話機主要是在診斷的時候進行口頭交流用的。遠程診斷PC通過CP5611卡和轉發器與整個控制網絡相連。 　　
　　6 拖動系統 　　
　　6．1 密煉機拖動系統 　　
　　如圖2；PX420密煉機拖動系統包括：兩組AC660v電源(一組星型，另一組三角型)，可控硅調速裝置，直流電機，測速器。 　　　其速度給定由上輔機設定工藝參數時設定傳給密煉機PC或直接在密煉機PC上設定傳給PLCl，再由PLCl傳給直流調速裝置。直流調速裝置采用兩組全波整流，一組是星型接法的電源，另一組三角型接法的電源，兩種電源波形相差30度，這樣可以抑制高次諧波，減少高次諧波對電網的影響。 　　
　　6．2 TDEll雙螺桿擠出壓片機有四組相同的拖動系統 　　
　　如圖3，每組包括：AC380V電源，交流調速裝置，測速器。 　　TDEll雙螺桿擠出壓片機拖動系統，其采用交流變頻的調速拖動系統。雙螺桿擠出機兩個螺桿和壓片機兩個輥筒分別采用單獨的電機驅動，這樣就要求兩個螺桿兩電機的速度和壓片機兩個輥筒電機的速度必須分別一致。因此，它們的速度給定也必須分別一樣，反饋值必須準確，才能確保速度分別一樣，這樣的設計是POMINI公司的特點。它們的給定均由PLC2對整個系統綜合運算后分別給出。 　　
　　7 綜合評價 　　
　　7．1 整個控制系統在我方的要求下采用中文軟件，POMINI公司開發的控制軟件也是采用中文界面，方便操作工操作。這在進口設備中少有。 　
　　7．2 采用PC機作為PLC上位機用作數據傳輸、參數設置、數據記錄及顯示、顯示報警。這樣減少了很多顯示儀表及開關按鈕，減少了故障點，增強了數據傳輸的精確度，提高了煉膠的質量，方便設備故障診斷及設備維修。同時，為工藝工程師提供了一些工藝數據和曲線，方便配方的研究及調整。 　
　　7．3 采用了遠程診斷系統，給工廠提供了一整套遠程診斷渠道，當工廠設備出現難以解決的故障時，為工廠工程師向遠程設備生產廠家工程師咨詢提供了方便。這樣，可大大提高了設備正常運行率。 　　
　　7.4 密煉機主電機采用直流調速拖動系統，可方便地適應工藝在煉膠周期內各個階段不同速度的要求。TDEll采用交流變頻調速拖動系統，電機是交流電機，故障點少，維修量少。兩部分拖動系統運行可靠穩定。 　　
　　總之，我公司引進POMINI公司的這兩臺密煉設備，其中一臺已經運行一年半，另一臺已經調試投入運行，運行可靠，自動化程度高，操作方便，煉出的膠料質量好。此外，設備價格便宜，性價比很高。