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Abstract: in recent years, Chinese traditional extruder and production line, with outstanding cost-effective gradually popular international markets. Meanwhile, China in advanced extrusion technology innovation,develop the new products of extrusion. This paper mainly introduces weinview touch screen in the application of plastic extruder system, in this system, man-machine interface and Siemens S7-200 PLC, realize the data transfer, data storage and the alarm information login. Main parameters are: plastic melt pump inlet and outlet pressure, Pump body temperature, pump inlet temperature and includes the pump body temperature, after the export cooling temperature, Pump motor frequency,current, screw motor frequency, current, Pump inlet temperature,temperature, temperature, pressure, and the entrance of PID parameters Settings export, Pressure value and other technical limit alarm parameters,such as the oil pump motor slowdown, etc, sensor range, Another application powerful data sampling storage and alarm event log function.

Keywords: extruder weinview man-machine PLC PID arithmetic

一：引言

    在塑料制品的品種和數(shù)量迅速發(fā)展的今天，人們對(duì)擠出成型制品幾何精度和內(nèi)在性能均勻性的要求越來(lái)越高。提高擠出制品的幾何精度的主要途徑是通過(guò)機(jī)械，工藝和先進(jìn)的控制手段，克服擠出過(guò)程的各種波動(dòng)。實(shí)現(xiàn)精密擠出成型，一方面可以滿足一些對(duì)集合尺寸和形狀以及成型工藝條件有嚴(yán)格要求的制品成型要求，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)高速擠出成型的基礎(chǔ)。
    精密擠出成型可以免去后續(xù)加工手段，更好地滿足制品應(yīng)用的需求，同時(shí)達(dá)到降低材料成本，提高制品質(zhì)量的目的。這一技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化纖、薄膜、型材、管材、板材、線纜、復(fù)合擠出、造粒等生產(chǎn)線。

二：系統(tǒng)原理與方案設(shè)計(jì)

    塑料擠出機(jī)的控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，主要由觸摸屏，PLC 和變頻器，傳感器等組成。其主要作用是：控制和調(diào)節(jié)主輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)，輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率，并能使主輔機(jī)協(xié)調(diào)工作；檢測(cè)和調(diào)節(jié)擠塑機(jī)中塑料的溫度、壓力、流量；實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)組的控制或自動(dòng)控制。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖一所示，具體如下：
    1、 電源進(jìn)線 3 相四線 380V、熔體泵電機(jī) 3 相 0-380V；
    2、泵體加熱器單相 0-220V；
    3、進(jìn)、出口壓力檢測(cè)信號(hào) 0-10V或4-20mA ;
    4、泵前、泵體、泵后溫度檢測(cè)信號(hào) 采用熱電偶溫度傳感器；
    5、泵前、泵后加熱器單相 220V。
    6、擠出機(jī)控制信號(hào)是 0-10V。擠出機(jī)變頻器控制信號(hào)為0-10V。
    7、電機(jī)動(dòng)力線按照說(shuō)明書(shū)連接，開(kāi)機(jī)前必須檢查電機(jī)絕緣，校正電機(jī)的正
反轉(zhuǎn)。

    該系統(tǒng)的溫度和壓力都采用PID 閉環(huán)調(diào)節(jié)，PID 調(diào)解時(shí)，比例調(diào)節(jié)反映系統(tǒng)偏差的大小，只要有偏差存在，比例調(diào)解就會(huì)產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。微分調(diào)節(jié)根據(jù)偏差的變化趨勢(shì)來(lái)產(chǎn)生控制作用，它可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。積分調(diào)節(jié)根據(jù)偏差積分的變化來(lái)產(chǎn)生控制作用，對(duì)系統(tǒng)的控制有滯后的作用，可以消除靜態(tài)的誤差。增大積分時(shí)間常數(shù)可提高靜態(tài)精度，但積分作用太強(qiáng)，特別是在系統(tǒng)偏差較大時(shí)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)量較大，甚至引起振蕩。
    圖2 中，Tm 為機(jī)筒或機(jī)頭某一段的設(shè)定溫度，+△T1，+△T2,為第一、第二溫度區(qū)間值。熱電偶測(cè)得溫度用T 表示，控制策略如下：
    (1) 當(dāng)T＜Tm-△T2 時(shí)，為了提高加熱速度，加熱器采用全功率加熱。
    (2) 當(dāng)Tm-△T2＜T＜Tm-△T1 時(shí)，采用PID 控制
    (3) 當(dāng)Tm-△T1＜T＜Tm+△T1 時(shí)，采用自適應(yīng)PID 控制。

    三：weinview 人機(jī)畫(huà)面設(shè)計(jì)

    本系統(tǒng)采用weinview MT8100I 人機(jī)，該人機(jī)采用400Mhz RISC CPU,高品質(zhì)寬屏設(shè)計(jì)，采用LED 背光模組，內(nèi)置電源隔離保護(hù)器，保證了在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性；即拔即插的USB2.0接口和PC 的MiniUSB 下載線提供高速下載和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，事件記錄和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間高達(dá)48MB.
    1：觸摸屏畫(huà)面設(shè)計(jì)要求
    主畫(huà)面需要顯示當(dāng)前的入口和出口壓力，各分區(qū)溫度值和電流，轉(zhuǎn)速，流量等，如下圖所示

    可以按照工藝要求，及時(shí)修正入口和出口壓力參數(shù)，畫(huà)面如下圖所示

    各區(qū)溫度值可以實(shí)時(shí)顯示和調(diào)整當(dāng)前需要溫度值

    由于各區(qū)溫度和入口出口兩處壓力都是由PID 閉環(huán)調(diào)節(jié)調(diào)整，所以需要自由設(shè)定PID 各項(xiàng)參數(shù)，如下圖所示

     因?yàn)樵诓煌墓に嚄l件下，需要的壓力是不相同的，所以壓力上限制也需要隨著不同的工藝要求做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，畫(huà)面如下圖所示

四：數(shù)據(jù)保存與事件登錄

    數(shù)據(jù)保存采用周期式采樣，也可以采用觸發(fā)式采樣數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)來(lái)源是PLC內(nèi)的VW 存儲(chǔ)區(qū)，如下圖所示

    事件登錄元件的使用，可以及時(shí)查看報(bào)警信息的顯示，設(shè)置如下所示

五：結(jié)束語(yǔ)：

    本系統(tǒng)采用weinview MT8100I 觸摸屏和PLC 的控制系統(tǒng)在塑料行業(yè)擠出機(jī)上的應(yīng)用，該系統(tǒng)采用PID 閉環(huán)調(diào)節(jié)控制熔體泵，螺桿的運(yùn)轉(zhuǎn)和各區(qū)溫度的控制，通過(guò)調(diào)整PID 的參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確的控制效果。并且可以保存整個(gè)工藝過(guò)程中的壓力變化趨勢(shì)，和查閱歷史報(bào)警信息。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更節(jié)能，更精確，更穩(wěn)定，更方便的操作控制要求，大大改善了以往的傳統(tǒng)控制模式。