摘要：針對塑料擠出機控制系統(tǒng)成本高，速度低,，精度低的問題,，提出了用UniMAT PLC采用通訊的方式在塑料擠出機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。結(jié)果表明采用UniMAT PLC的方式降低了成本,，達(dá)到了速度快,、精度高的效果。
關(guān)鍵詞：16TC（UN 231-7PL22）,，UniMAT CPU224,485通訊
一,、系統(tǒng)概述：
本公司為機械廠家做的16區(qū)單螺桿擠出機，其控制單元含主機加熱系統(tǒng),，主機調(diào)速系統(tǒng),，牽引的控制系統(tǒng)，切割控制系統(tǒng)以及一些安全保護(hù)功能,。其工作過程,，螺筒,，模具加熱，到達(dá)設(shè)定溫度后保溫一定的時間,，開啟主機擠料,，出料后開啟牽引，在屏幕上設(shè)定切割長度,，達(dá)到設(shè)定長度后啟動切割機,。
二、系統(tǒng)要求
（1）擠壓系統(tǒng)
擠壓系統(tǒng)包括螺桿,、機筒,、料斗、機頭,、和模具,，塑料經(jīng)過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所樹立壓力下,，被螺桿連續(xù)的擠出經(jīng)過模具形成制品,。
（2）傳動系統(tǒng)
傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿，提供螺桿在擠出過程中所需求的力矩和轉(zhuǎn)速,，通常由電動機,、減速器和軸承等組成。目前用的最多的驅(qū)動是變頻器,，變頻器輸出的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到擠出的穩(wěn)定性,。
（3）加熱冷卻系統(tǒng)
加熱與冷卻是塑料擠出過程中的必要條件：
1、 如今擠塑機通常用的是電加熱,，分為電阻加熱和感應(yīng)加熱，加熱片裝于機身,、機脖,、機頭各局部。加熱安裝由外部加熱筒內(nèi)的塑料,，使之升溫,，以到達(dá)工藝操作所需求的溫度。
2,、 冷卻安裝是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的,。其作用是掃除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以防止溫度過高使塑料合成,、焦燒或定型艱難,。機 筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種，普通中小型擠塑機采用 風(fēng)冷比較適宜,，大型則多采用水冷或兩種方式分離冷卻,；螺桿冷卻主要采用中心油冷,，目的是增加物料固體保送率，穩(wěn)定出料量,，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量,；但在料斗處的 冷卻，一是為了增強對固體物料的輸送作用,，避免因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口,，二是保證傳動局部正常工作,。
（4）自控系統(tǒng)
自控系統(tǒng)包括觸摸屏,，plc，壓力傳感器,，溫度傳感器及一些執(zhí)行器件等,。自控系統(tǒng)是人和機器的一個接口,，機器的所有參數(shù)都要在這里設(shè)定,，監(jiān)控以及機器的啟停。反應(yīng)一個機器的自動化程度和可靠性就在這里體現(xiàn),。
三,、系統(tǒng)配置與功能實現(xiàn)
系統(tǒng)組成：
西門子人機界面 SMARTLINE 700配本公司專為塑機設(shè)計的鍵盤
CPU UniMAT CPU224
16TC UniMAT UN231-7PL22
4AI UniMAT UN231-0HC22
8DI UniMAT UN221-1BF22
32DO UniMAT UN222-1BL22
西門子變頻器440
控制方案
此控制方案的特點是,，主機和牽引調(diào)速器采用通訊控制減少了plc的模擬量輸出2個,，模擬量輸入4個,，報警點輸入2個,，數(shù)字量輸出啟停2個,。采用16路的測溫模塊,，集成度高,，采集信號精度高,，速度快,，利用PID調(diào)節(jié)控溫精度高,，靜態(tài)小于1度。最明顯的優(yōu)勢此套系統(tǒng)價格低,，1路控溫成本大概在100元左右,，和普通控溫表價格相當(dāng),，但是使用此系統(tǒng)后機械控制水平提高一個檔次,，提高了產(chǎn)品的競爭力,，也提高了產(chǎn)品的利潤,。
系統(tǒng)功能實現(xiàn)
1,、采用西門子SMARTLINE 700彩色觸摸屏，屏幕可中英文切換,，外帶專用鍵盤，美觀大方.
2,、采用UniMAT UN200 CPU,，多至40區(qū)的溫度控制，可以實現(xiàn)加熱冷卻雙輸出控制.
3,、系統(tǒng)速度同步，以及單機微調(diào).
4,、速度實時顯示，扭矩,電流及壓力檢測.
5,、全線主要機器狀態(tài)和參數(shù)的運行顯示.
6,、自動報警提示.
7、有螺桿保溫功能,，防止料溫低時啟動螺桿.
8,、可以實現(xiàn)主機壓力閉環(huán)，牽引壓力閉環(huán)等功能.
9,、可以實現(xiàn)整機的預(yù)加熱功能.
10,、可以檢測加熱原件是不是損壞以及熱電偶的斷線。
11,、可以防止螺桿空腹運轉(zhuǎn),，避免發(fā)生粘杠（抱軸）現(xiàn)象。
12,、很方便的擴展功能,，如失重喂料,。
13、保證是0Hz啟動螺桿,，防止了高速啟動螺桿損壞設(shè)備,。
目 前國內(nèi)大多數(shù)擠出機采用溫控表控制的方案,，盡管該方案具有價格低的優(yōu)勢但是在控制功能上有很大局限性。采用此方案后可以對整個擠出過程的工藝參數(shù)如熔體壓 力及溫度,、各段機身溫度,、螺桿和牽引的轉(zhuǎn)速、喂料量,、各種原料的配比,、電機的電流電壓等參數(shù)進(jìn)行在線檢測、并用其本身固有的閉環(huán)控制,。這對保證工藝條件的 穩(wěn)定,、提高產(chǎn)品的精度極為有利。采用人機界面,，利用人機界面反應(yīng)出來的報警信息,，工作人員很容易排除故障。提高了生產(chǎn)效率,。
上述控制方案的應(yīng)用領(lǐng)域包括：
-塑料異型材擠出生產(chǎn)線
-單壁,、多壁及發(fā)泡管材擠出生產(chǎn)線
-塑料板材擠出生產(chǎn)線
-塑料片材擠出生產(chǎn)線
-多機共擠生產(chǎn)線，單層/多層塑料薄膜生產(chǎn)線
-造粒生產(chǎn)線
-鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線
四,、結(jié)束語
本控制系統(tǒng)在塑料擠出系統(tǒng)中實現(xiàn)了預(yù)期目的,，根據(jù)塑料擠出系統(tǒng)在實用中的重要程度，選擇億維自動化的UniMAT CPU和UniMAT I/O模塊,，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性,，且在一定程度上節(jié)省了系統(tǒng)成本。該系統(tǒng)在投入運行后狀態(tài)良好,，目前已應(yīng)用于多條生產(chǎn)線,，給客戶帶來了客觀的效益，有較好的應(yīng)用前景,。