艾默生EC10系列PLC在雙螺桿塑料擠出造粒機(jī)中的應(yīng)用

The Application of Emerson EC10 plc in Co-rotating twin Screw pelletizng machine set
摘要：艾默生plc通過通訊口與加熱儀表通訊，實(shí)現(xiàn)物料和擠壓系統(tǒng)在成型加工中的溫度控制，其它邏輯控制和模擬量實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動控制并提供友好的人機(jī)界面。
一、 塑料擠出機(jī)工藝原理

1、主機(jī)
一臺擠出機(jī)主機(jī)由擠壓、傳動、加熱冷卻三部分系統(tǒng)組成。
擠壓系統(tǒng)主要由螺桿和機(jī)桶組成，是擠出機(jī)的關(guān)鍵部分；
傳動系統(tǒng)中起作用是驅(qū)動螺桿，要保證螺桿在工作過程中具備所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速；
加熱冷卻系統(tǒng)主要來保證物料和擠壓系統(tǒng)在成型加工中的溫度控制。
2.輔機(jī)
擠出設(shè)備的輔機(jī)的組成根據(jù)制品的種類而定。一般說來，輔機(jī)由劑透定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置以及制品的卷取或堆放裝置等部分組成。
3.控制系統(tǒng)
擠出機(jī)的控制系統(tǒng)主要由電氣、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其主要作用為：
（1）控制主、輔機(jī)的拖動電機(jī)，滿足工藝要求所需的轉(zhuǎn)速和功率，并保證主、輔機(jī)能協(xié)調(diào)
地運(yùn)行。
（2）控制主、輔機(jī)的溫度、壓力、流量和制品的質(zhì)量。
（3）實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的自動控制。
二、塑料擠出機(jī)的控制要點(diǎn)
1、 多段機(jī)筒，分多個(gè)溫區(qū)分別進(jìn)行精確溫度控制，可進(jìn)行加熱/冷卻雙向控制，控制精度±1℃，溫度可顯示和修改。
2、 喂料機(jī)、主機(jī)可進(jìn)行調(diào)速控制，并顯示電流、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。
3、 溶體壓力可顯示并進(jìn)行超限報(bào)警。
4、 系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，各種配方參數(shù)實(shí)時(shí)修改。
5、 系統(tǒng)要有完善的保護(hù)，在出現(xiàn)過電流等異常情況時(shí)自動保護(hù)設(shè)備。
6、 按工藝要求實(shí)現(xiàn)互鎖和邏輯控制。
三、系統(tǒng)配置方案

1、 主PLC采用艾默生EC10-1614BRA1，集成兩路12bit模擬量輸入和一路12bit模擬量輸出。另外擴(kuò)展EC10-4AD模擬量輸入模塊和EC10-4DA模擬量輸出模塊，系統(tǒng)可提供16路開關(guān)量輸入、14路開關(guān)量輸出、6路模擬量輸入、5路模擬量輸出。
2、 溫度控制：溫度控制由溫控模塊獨(dú)立完成，內(nèi)置加熱/冷卻雙PID運(yùn)算，并支持RS485串行通訊功能，與PLC的COM1通訊口連接，采用自由通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可讀取各區(qū)實(shí)際溫度、加熱/冷卻狀態(tài)并在觸摸屏上顯示，并可在觸摸屏上修改溫度設(shè)定值、PID參數(shù)等。
3、 調(diào)速控制：主機(jī)、喂料機(jī)選用艾默生EV2000/EV1000系列變頻器進(jìn)行調(diào)速控制，獨(dú)特的磁通矢量控制技術(shù)，保證電機(jī)0.5HZ時(shí)180%的啟動轉(zhuǎn)矩，并保證轉(zhuǎn)速精度在0.5%以內(nèi)。可在觸摸屏上任意修改轉(zhuǎn)速，通過模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換為0-10V模擬量信號給定至變頻器，實(shí)現(xiàn)主機(jī)、喂料機(jī)的精確速度給定。同時(shí)變頻器將電流、轉(zhuǎn)速等參數(shù)通過模擬量輸入模塊反饋給主PLC，并在觸摸屏上進(jìn)行顯示和進(jìn)行超限報(bào)警保護(hù)控制。
4、 溶壓顯示：壓力傳感器輸出4-20mA模擬量信號，直接連接至PLC模擬量輸入接口，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后可顯示壓力值，并可在觸摸屏上設(shè)定報(bào)警值進(jìn)行超壓報(bào)警。
5、 人機(jī)對話界面：選用10.4寸真彩觸摸屏，與PLC的COM0通訊口連接，采用MODBUS串行通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制操作，并可顯示系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、報(bào)警內(nèi)容、修改工藝配方等。
6、 互鎖和邏輯控制：EC10系列PLC程序容量可達(dá)12K步，指令處理速度0.3us，能夠根據(jù)系統(tǒng)工藝要求編寫程序?qū)崿F(xiàn)完美的邏輯控制。
四、控制系統(tǒng)特點(diǎn)
1、內(nèi)置兩個(gè)串行通訊口，可同時(shí)與觸摸屏以及其它外部設(shè)備進(jìn)行通訊。
2、 主PLC內(nèi)置模擬量輸入輸出，性價(jià)比高。
3、 系統(tǒng)最大可擴(kuò)展至128路開關(guān)量和19路模擬量，擴(kuò)展性好。
4、 超大的數(shù)據(jù)容量，可存儲多組配方參數(shù)及其它生產(chǎn)參數(shù)。
五、應(yīng)用總結(jié)
　　南京某高聚物裝備公司是專業(yè)從事雙螺桿塑料擠出造粒設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的公司，其控制系統(tǒng)廣泛采用艾默生EC10系列PLC，具有很高的性價(jià)比，且穩(wěn)定可靠，深受客戶的好評。