基于PLC触摸屏及变频器对吹膜机改造

作者: admin 分类: 随心杂谈 发布时间: 2019-08-13 10:54

1 引言

  上世纪80年代来自台湾的继电器控制机械调速塑胶吹膜机,多段式电热温控器长期工作在频繁的大电流通断状态,接触器损坏率非常高。复杂的继电器互锁维修的难度很大,可靠性也非常低。齿轮减速器调速机械磨损严重且非常耗能。这些落后的技术使得需要投入大量的人力物力进行操作和维护,同时造成维护停机时间长,零配件消耗费用高等问题。鉴于以上落后的技术无法满足生产需求和使企业在市场上处于竞争优势,改造项目基于plc自动化平台,采用固态继电器控制温度、变频器调速、触摸屏人机界面,大幅度改进设备自动化水平。

2 系统设计

  2.1 塑胶吹膜机工艺

  塑胶吹膜机是一种把颗粒状的塑胶原料制造成塑胶薄膜的机器,其工艺流程如图1所示。在入料口加入塑胶原料,同时加热主螺杆和旋转模头。待各温度值到达设定值时启动机器,此时经过高温熔化后的塑胶原料在主螺杆的带动下由环状的旋转模头挤出,挤出的薄膜经过风冷和水冷后被引取轮引出,再经过压花轮a和压花轮b压花后被引入轮引入到卷曲轮,最后由卷曲轮将薄膜卷成一卷卷的成品。

  2.2 改造目标

  系统要稳定可靠,可长时间无故障运行;可以保存多组配方,并能按预先设定的配方自动的调整各马达的速度;要操作简单,可以集中控制,节省人力;要有故障报警及保护装置。

  2.3 技术方案

  (1)将原有的温控器加接触器控制温度的方式,改为plc加温度模块加固态继电器的方式。因为固态继电器是无触点的控制器件,损坏率非常低,用于加热时的频繁大电流接通很适合。plc加温控模块的方式很稳定,控温准,并且温度可以集中控制。根据经济实用的原则,本工程选用了永宏电机的fbs-32mat型plc,fbs-tc6温控模块,fbs-4da模拟量输出模块,fbs-6ad模拟量输入模块和fbs-cb5通信模板。

  (2)将原有的通过机械部分更换齿轮减速比的调速方式,改为用变频器改变电机频率调速。变频器调速具有节能,稳定的优点。同时解决了机械调速的磨损和维修难问题,而且通过用plc模拟量输出的功能控制变频器,可以集中控制变频器,操作简单。本工程选用的变频器均为蓝海华腾v5系列。

  (3)用触摸屏作为上位机来完成各项温度的设定,变频器频率的设定,配方功能,报警显示,机器故障和状态显示等,使操作大为简化,节省人员。配方功能可以方便随时更换新产品,节省新产品上线时间,提高效率。报警显示和故障显示可以随时告知故障情况和故障点,便于维修和调试,同时避免了故障的扩大化。根据经济实用原则,本工程选用了价格相对较低的fatek公司的fv070st-t50触摸屏。

  技术方案如图2所示。

3 项目实现

  3.1 触摸屏接线与编程

  要想实现触摸屏与plc的人机交流,必须却保plc与触摸屏的正常通讯,同时触摸屏上画面的各种元件必须一一对应plc上的各种软元件。fbs系列plc与永宏fv系列触摸屏的连接如图3所示。

  fv系列触摸屏的画面编辑软件为《触控大师》,图3是永宏触摸屏与fbs系列plc通讯时画面编辑软件《触控大师》上的设置。fv系列触摸屏与fbs系列plc通讯的详细接线图,用rs232通讯协议实现通讯,如图4所示。触摸屏主界面如图5所示。

  3.2 温度控制

  本工程要求温度控制在一定的精度范围,用触摸屏输入设定温度值,同时通过触摸屏画面监控温度值。温控模块的作用是把热电偶感知的温度信号转变为数字量信号送给plc的装置,温度的精度与模块的分辨率有关,分辨率越高精度就越高。plc温控模块fbs-tc6的接线如图6所示。

  图6 plc温控模块fbs-tc6的接线图

  温度是吹膜机重要的工艺控制参数。针对吹膜机电热负载,项目采用pid控制算法,通过plc的d/o接口实现多段多点集中控制,固态继电器控制的pmw脉宽调制精度大大超过改造前的继电器开关控制。

4 结束语

  plc、触摸屏及变频器的自动控制综合应用技术提高了工业生产产品的品质和生产设备的效率,解决了传统控制系统操作复杂,新产品生产周期长等问题,有利于人员培训及提高企业市场竞争力。本文结合现实生产中的实际情况,完成了对塑胶吹膜机的改造,应用plc、触摸屏及变频器的综合控制技术完成了温度,速度的控制,提高了电气控制的可靠性,缩短了维修时间,减少了维修的工作量,降低了设备零部件的损坏率。因此该技术可以在现代工业中应当得到广泛的应用,具有广阔的发展前景。

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