艾默生EC10系列PLC在雙螺桿塑料擠出造粒機中的應用

一、 塑料擠出機工藝原理

1、主機

一臺擠出機主機由擠壓、傳動、加熱冷卻三部分系統組成。

擠壓系統主要由螺桿和機桶組成，是擠出機的關鍵部分；

傳動系統中起作用是驅動螺桿，要保證螺桿在工作過程中具備所需要的扭矩和轉速；

加熱冷卻系統主要來保證物料和擠壓系統在成型加工中的溫度控制。

2.輔機

擠出設備的輔機的組成根據制品的種類而定。一般說來，輔機由劑透定型裝置、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

擠出機的控制系統主要由電氣、儀表和執行機構組成，其主要作用為：

（1）控制主、輔機的拖動電機，滿足工藝要求所需的轉速和功率，并保證主、輔機能協調

地運行。

（2）控制主、輔機的溫度、壓力、流量和制品的質量。

（3）實現整個機組的自動控制。

二、塑料擠出機的控制要點

1、 多段機筒，分多個溫區分別進行精確溫度控制，可進行加熱/冷卻雙向控制，控制精度±1℃，溫度可顯示和修改。

2、 喂料機、主機可進行調速控制，并顯示電流、轉速等參數。

3、 溶體壓力可顯示并進行超限報警。

4、 系統狀態實時監控，各種配方參數實時修改。

5、 系統要有完善的保護，在出現過電流等異常情況時自動保護設備。

6、 按工藝要求實現互鎖和邏輯控制。

三、系統配置方案

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。另外擴展EC10-4AD模擬量輸入模塊和EC10-4DA模擬量輸出模塊，系統可提供16路開關量輸入、14路開關量輸出、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立完成，內置加熱/冷卻雙PID運算，并支持RS485串行通訊功能，與PLC的COM1通訊口連接，采用自由通訊協議進行數據交換，可讀取各區實際溫度、加熱/冷卻狀態并在觸摸屏上顯示，并可在觸摸屏上修改溫度設定值、PID參數等。

3、 調速控制：主機、喂料機選用艾默生EV2000/EV1000系列變頻器進行調速控制，獨特的磁通矢量控制技術，保證電機0.5HZ時180%的啟動轉矩，并保證轉速精度在0.5%以內。可在觸摸屏上任意修改轉速，通過模擬量輸出模塊轉換為0-10V模擬量信號給定至變頻器，實現主機、喂料機的精確速度給定。同時變頻器將電流、轉速等參數通過模擬量輸入模塊反饋給主PLC，并在觸摸屏上進行顯示和進行超限報警保護控制。

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，轉換成數字量后可顯示壓力值，并可在觸摸屏上設定報警值進行超壓報警。

5、 人機對話界面：選用10.4寸真彩觸摸屏，與PLC的COM0通訊口連接，采用MODBUS串行通訊協議進行數據交換，可實時顯示系統運行狀態，對系統設備進行控制操作，并可顯示系統運行數據、報警內容、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12K步，指令處理速度0.3us，能夠根據系統工藝要求編寫程序實現完美的邏輯控制。

四、控制系統特點

1、內置兩個串行通訊口，可同時與觸摸屏以及其它外部設備進行通訊。

2、 主PLC內置模擬量輸入輸出，性價比高。

3、 系統最大可擴展至128路開關量和19路模擬量，擴展性好。

4、 超大的數據容量，可存儲多組配方參數及其它生產參數。

五、應用總結

　　南京某高聚物裝備公司是專業從事雙螺桿塑料擠出造粒設備研發、生產和銷售的公司，其控制系統廣泛采用艾默生EC10系列PLC，具有很高的性價比，且穩定可靠，深受客戶的好評。