在塑料挤出中,熔融物料温度控制的效果直接影响了挤出制品的质量,例如制品表面的残余应力、收缩率及制品质量的稳定性。现有一台双螺杆挤出机,由于较早购置,挤出机的温控系统采用温控仪表。其加热方式为加热瓦分区加热。根据工艺要求,各区设定不同加热温度,采用温控仪表加固态继电器的温控方式。由于温控电路结构复杂,故障率较高,此外,温控表为断续控温方式,因此各加热区温度波动较大,塑料制品的加工质量难以稳定。
针对上述情况,我们设计了以PLC为控制核心的多回路不等温塑料挤出机温度控制系统。经试验,该系统控温精度高,硬件简单可靠,塑料制品加工质量稳定。
设备概况如下:
双螺杆挤出机,D=120mm,L/D=25,最大产量450Kg/h,11个加热段,固体输送段3个,熔融段4个,熔体输送段3个,机头1个。采用水冷方式冷却。
2.系统硬件配置
本系统采用南大傲拓江苏科技有限公司的NA200可编程序控制器为控制核心和温控仪表,来实现温度的采集与自动调节。系统要求实现11路温度控制,每一回路均为设定固定值控制。根据实际要求选用相应的功能模块。
其中CPU模块选用CPU201-4002+AIM201-0404+AIM201-0201+A0M201-0402,集成有24个数字输入端、16个数字输出端、12个模拟输入端、12个模拟输出端,用模量模块控制调控模块实现不间断输出,更好的控制温度。现在用plc做的塑料机械用PID调控模块,很大的占用plc内存,不能时时的反应与控制温度,南大傲拓公司采用时时采集控制温度方法,能更好的控制各温区温度。
温度传感器选用K型热电偶,其测温围适中,线性度较好。
上位机用10.4寸工业触摸屏与 PLC 组成连接。PLC与上位机之间可相互通信,实现对温度的实时监控。
系统硬件配置如下:
图1系统硬件结构组成
图2 温度变化示意图
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