基于PLC的單螺桿木塑擠出機(jī)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來(lái)，全球的森林資源日趨枯竭、社會(huì)環(huán)保意識(shí)日見高漲，同時(shí)對(duì)木材的應(yīng)用也提出了更高的要求。在這種背景下，一種將木材與塑料通過(guò)復(fù)合而制得的新型綠色環(huán)保型復(fù)合材料--木塑復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生。隨著木塑復(fù)合材料制造技術(shù)的逐步成熟，各類木塑復(fù)合材料制品已在國(guó)內(nèi)外進(jìn)入小到包裝、景觀，大到建筑、軍事多個(gè)領(lǐng)域。單螺桿擠出機(jī)是木塑制品生產(chǎn)的主要成型設(shè)備，擠出溫度控制精度和擠出電機(jī)速度的控制對(duì)擠出制品的性能和質(zhì)量起著決定性的作用。本文針對(duì)廣州某木塑企業(yè)設(shè)計(jì)一

2、套木塑擠出專用控制系統(tǒng)，主要基于PLC技術(shù)的過(guò)程控制系統(tǒng)和可視化軟件組成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和重要參數(shù)的控制。
　　 首先通過(guò)分析木塑擠出成型設(shè)備和擠出原理，得出影響木塑成型工藝的關(guān)鍵因素，針對(duì)這些關(guān)鍵因素，分析工藝流程，提出了控制系統(tǒng)的總體方案和溫度控制方案。螺桿運(yùn)行速度的控制是通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器驅(qū)動(dòng)頻率從而控制主電機(jī)變速來(lái)實(shí)現(xiàn)的。溫度控制是通過(guò)溫度傳感器來(lái)測(cè)量每個(gè)區(qū)的溫度，通過(guò)PLC的輸出控制固態(tài)繼電器通斷，從而

3、驅(qū)動(dòng)每個(gè)加熱區(qū)的加熱器或冷卻風(fēng)機(jī)來(lái)達(dá)到其設(shè)定溫度。溫度控制方案中分析了本系統(tǒng)溫度控制原理及溫度PID控制原理。
　　 然后對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件的設(shè)計(jì)，硬件部分詳細(xì)分析各個(gè)設(shè)備的選型和硬件的總體配置，軟件部分介紹本控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了控制系統(tǒng)的主程序及各個(gè)子程序的實(shí)現(xiàn)流程。
　　 本系統(tǒng)溫度控制采用參數(shù)自整定的模糊PID控制，在簡(jiǎn)要介紹了PID控制理論之后，分析了PID算法在本程序中的實(shí)現(xiàn)，主要有PID控制器

4、的組態(tài)和PID自整定，整定結(jié)果經(jīng)實(shí)驗(yàn)滿足控制要求，運(yùn)用TIA Portal V11編程軟件進(jìn)行PLC梯形圖程序編寫，給出了部分實(shí)際整定曲線及算法程序。實(shí)驗(yàn)溫控效果良好，升溫時(shí)間短的同時(shí)，保證溫度超調(diào)不超過(guò)1℃。
　　 最后根據(jù)設(shè)計(jì)原則及用戶要求，設(shè)計(jì)擠出機(jī)控制系統(tǒng)的觸摸屏界面，并與PLC通信實(shí)現(xiàn)。該界面實(shí)現(xiàn)了對(duì)各區(qū)設(shè)定溫度和實(shí)際溫度以及電機(jī)速度的實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作，并有報(bào)警信息顯示和查詢，可顯示報(bào)警的具體內(nèi)容，所發(fā)生的報(bào)警訊息可通過(guò)