擠出中空成型機(jī)的智能化電氣控制系統(tǒng)

何建領(lǐng) 肖志林 秦超 蔡雙寧

（蘇州同大機(jī)械有限公司）

中空吹塑技術(shù)培訓(xùn)連載（八）

擠出中空成型機(jī)的智能化電氣控制系統(tǒng)

何建領(lǐng) 肖志林 秦超 蔡雙寧

（蘇州同大機(jī)械有限公司）

本文主要介紹中空成型機(jī)的智能化電氣控制系統(tǒng)。

智能化 電氣控制系統(tǒng)

前言

隨著電子信息的飛速發(fā)展，擠出中空成型機(jī)的電氣控制系統(tǒng)越來越趨向智能化，目前的中空成型機(jī)都有人機(jī)直接對(duì)話的窗口即觸摸屏，從而使設(shè)備操作人員能較容易的操作機(jī)器，設(shè)備的自動(dòng)化程度得到提高，大大提高了生產(chǎn)效率。

1 擠出中空成型機(jī)的智能化電氣系統(tǒng)的組成

擠出中空成型機(jī)的智能化電氣系統(tǒng)由操作面板、觸摸屏、溫控模塊、PLC可編程控制器、模擬量、比例板、接觸器、穩(wěn)壓電源、自動(dòng)空氣開關(guān)、中間繼電器等組成。

1．1 操作面板的組成

操作面板上裝有電源鑰匙開關(guān)、觸摸屏、報(bào)警器、自動(dòng)射出、自動(dòng)合模、緊急停止按鈕等。

各按鈕的功能如下：

電源鑰匙開關(guān)：接通、斷開機(jī)器的控制電源。

觸摸顯示屏：此乃設(shè)備之大腦，機(jī)器的基本動(dòng)作都在此發(fā)出指令。

報(bào)警器：當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警。

自動(dòng)射出：按下該鈕，進(jìn)入自動(dòng)射料運(yùn)行。

自動(dòng)合模：按下該鈕，進(jìn)入自動(dòng)合模運(yùn)行。

緊急停止：按下該鈕，設(shè)備停止一切自動(dòng)或手動(dòng)動(dòng)作。

1．2 觸摸屏的界面系統(tǒng)構(gòu)成

進(jìn)入設(shè)備觸摸屏畫面后，電擊相應(yīng)的按鈕就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的界面。下圖為觸摸屏畫面系統(tǒng)框架圖。

語言選擇工具界面：當(dāng)控制系統(tǒng)通電后，顯示屏顯示該界面。按中文鍵選擇中文語言顯示，按ENGLISH鍵選擇英文語言顯示。下圖為語言選擇工具界面。

操作須知界面：按左下腳的同大標(biāo)志鍵，顯示屏顯示該界面。

設(shè)備機(jī)型界面：按進(jìn)入請(qǐng)嚴(yán)格遵守上述事項(xiàng)，進(jìn)入設(shè)備運(yùn)行鍵，顯示屏顯示該界面。

主控畫面：按全電腦電氣控制系統(tǒng)鍵后，顯示屏顯示該界面，該界面為綜合控制界面，按界面對(duì)應(yīng)功能鍵可控制調(diào)整對(duì)應(yīng)功能，同時(shí)可以啟動(dòng)各油泵電機(jī)和擠料電機(jī)。

手動(dòng)操作界面：主要執(zhí)行各種手動(dòng)功能。

溫度設(shè)定界面：按溫度鍵進(jìn)入溫度設(shè)定界面，主要用于設(shè)定儲(chǔ)料缸、齒輪箱和伺服液壓缸的報(bào)警溫度等。

擠料溫度確認(rèn)界面：按絞料溫度確認(rèn)鍵進(jìn)入此界面，用于各溫度是否到確認(rèn)。

動(dòng)作壓力設(shè)定界面：按壓力鍵進(jìn)入此界面，用于設(shè)定各動(dòng)作壓力參數(shù)。

自動(dòng)射料壓力界面：按射料壓力設(shè)定鍵進(jìn)入此界面，用于設(shè)定射料時(shí)的各個(gè)工藝參數(shù)。

熔體壓力設(shè)定界面：按熔體壓力設(shè)定鍵進(jìn)入此界面，用于設(shè)定模頭兩個(gè)進(jìn)料口處的熔體壓力報(bào)警值和是否有效。

工藝時(shí)間設(shè)定界面：按時(shí)間鍵進(jìn)入此界面，設(shè)定各段工藝成型時(shí)間參數(shù)。

功能配置界面：按功能鍵進(jìn)入此界面，用于設(shè)定系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)主要功能。

狀態(tài)監(jiān)控界面：點(diǎn)擊監(jiān)控鍵進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控界面，主要用于監(jiān)控PLC運(yùn)行的當(dāng)前狀態(tài)。

開合模電子尺界面：點(diǎn)擊電子尺鍵進(jìn)入該界面，用于設(shè)定開合模和儲(chǔ)料電子尺的位置。

儲(chǔ)料電子尺界面：點(diǎn)擊儲(chǔ)料電子尺鍵進(jìn)入該界面，用于設(shè)定儲(chǔ)料電子尺的位置。

警報(bào)記錄查詢界面：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)發(fā)生警報(bào)及故障信息時(shí)，按“主控界面”上報(bào)警按鈕進(jìn)入此界面，提示故障發(fā)生點(diǎn)，以便加以排除。

系統(tǒng)工具界面：按下系統(tǒng)工具鍵進(jìn)入該界面，用于各輔助功能的設(shè)定。

日期時(shí)間校正：按日期時(shí)間設(shè)定鍵進(jìn)入此界面，用于調(diào)整當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間。

2 溫控模塊控制系統(tǒng)介紹

溫度控制系統(tǒng)在中空成型機(jī)中主要控制機(jī)頭和擠出機(jī)的熔體工藝溫度。一般采用PLC溫控模塊進(jìn)行控制。

擠出中空成型機(jī)的機(jī)筒上帶有風(fēng)機(jī)冷卻功能，在加溫前先將機(jī)筒、齒輪箱和模頭的冷卻水接通后，打開電源鑰匙開關(guān)和電箱內(nèi)的電源自動(dòng)空氣開關(guān)把機(jī)器的電源接通，在觸摸顯示屏的設(shè)備機(jī)型界面中，點(diǎn)擊“全電腦電氣控制系統(tǒng)”鍵進(jìn)入控制主界面，在控制主界面中點(diǎn)擊“溫度”鍵進(jìn)入溫度參數(shù)設(shè)定界面。在此界面中對(duì)各項(xiàng)目的報(bào)警溫度都要進(jìn)行設(shè)定。其設(shè)定方法：只要點(diǎn)擊相應(yīng)的方框就會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)輸入數(shù)值的鍵盤，點(diǎn)擊所要設(shè)定的數(shù)值后再按確認(rèn)鍵進(jìn)行數(shù)值的確認(rèn)和存儲(chǔ)，都設(shè)定好后點(diǎn)擊“返回”鍵，返回控制主界面。打開主電柜面板上各個(gè)溫控器的開關(guān)，設(shè)定好加熱溫度后按確認(rèn)鍵，這樣機(jī)筒和模頭就開始加溫。電箱內(nèi)有各段加熱器位置的圖紙，如發(fā)現(xiàn)哪段加熱器不工作了，請(qǐng)更換加熱器。檢查加熱器是否損壞的方法是看各個(gè)加熱器的電流是否達(dá)到最大電流。

溫控模塊的工作過程：把溫控器中的設(shè)定值通過通信線傳送到PLC，同時(shí)機(jī)筒和模頭上的當(dāng)前溫度通過熱電偶傳送到溫控模塊進(jìn)行處理，再由溫控模塊傳送到PLC。在PLC中當(dāng)前溫度值與設(shè)定值進(jìn)行數(shù)值比較后，如當(dāng)前值低于設(shè)定值時(shí)，PLC就發(fā)出指令使PLC內(nèi)部繼電器得電工作，并傳送到接觸器線圈上使其得電工作，同時(shí)由于接觸器的閉合通電，加熱器就通電加熱。在加熱過程中，熱電偶不斷地把當(dāng)前溫度傳送到溫控模塊，溫控模塊也不斷地把數(shù)值傳送到PLC中，進(jìn)行數(shù)值比較。通過一段時(shí)間的加熱后，當(dāng)前溫度值高于設(shè)定值時(shí)，PLC就發(fā)出指令，使PLC內(nèi)部繼電器、接觸器失電不工作，同時(shí)由于接觸器的斷開，加熱器斷電不加熱。機(jī)筒上的是鑄鋁加熱器，有冷卻風(fēng)機(jī)，PLC就同時(shí)發(fā)出指令使控制冷卻風(fēng)機(jī)的中間繼電器得電工作，從而使風(fēng)機(jī)通電工作，通過風(fēng)機(jī)吹出的風(fēng)使機(jī)筒冷卻，把機(jī)筒當(dāng)前溫度降低，當(dāng)機(jī)筒當(dāng)前溫度達(dá)到設(shè)定值后，PLC就發(fā)出指令使中間繼電器失電，從而使冷卻風(fēng)機(jī)斷電停止工作。

3 擠出機(jī)速度控制系統(tǒng)

擠出機(jī)速度控制系統(tǒng)一般采用兩種控制方法，一種是采用變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，一種是采用直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器控制。

變頻器和直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器的使用環(huán)境要求：

1）溫度要求允許周圍溫度為-10～40℃，周圍環(huán)境溫度越低，變頻器壽命越長(zhǎng)。

2）濕度要求在90%以下。濕度越大，變頻器壽命越短。

3）振動(dòng)要求變頻器應(yīng)放在沒有振動(dòng)的地方。

直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器需要定期維護(hù)和保養(yǎng)，減少故障，具體做好以下幾個(gè)方面的工作：

1）檢查記錄環(huán)境溫度、散熱器溫度，檢查調(diào)速器有無異常振動(dòng)、聲響，檢查風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

2）采用毛刷與吹風(fēng)機(jī)清除調(diào)速器內(nèi)部和線路板上的積灰和贓物，將調(diào)速器表面擦拭干凈，調(diào)速器的線路板要保持清潔。

3）檢查主回路端子是否有接觸不良的情況，電纜或銅排連接處、螺釘是否有過熱痕跡。檢查電力電纜、控制導(dǎo)線有無損傷，尤其是外部絕緣層是否有破裂、損傷的痕跡。檢查電力電纜與冷壓接頭的連接是否松動(dòng)，連接處的絕緣包扎帶是否老化、脫落等，如有損壞，請(qǐng)及時(shí)修理或更換。

變頻器和直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器的大修工作最好由專業(yè)公司的相關(guān)技術(shù)人員來進(jìn)行，以盡量減少修理工作中的失誤，避免造成不必要的損失。

4 設(shè)備動(dòng)作程序控制系統(tǒng)

中空成型機(jī)的動(dòng)作程序控制系統(tǒng)主要采用可編程控制器系統(tǒng)（PLC），該系統(tǒng)都是由公司的專門技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，而設(shè)備的使用人員不需要對(duì)系統(tǒng)的程序開發(fā)精通。這里主要介紹一下PLC的使用注意事項(xiàng)：

1）對(duì)PLC要定期檢查：檢查供電電壓是否為額定電壓，供電頻率是否為額定頻率；溫度、濕度、振動(dòng)等是否符合要求；接地電阻是否符合要求，各導(dǎo)線是否接觸良好，接線螺釘必須擰緊。

2）PLC控制器中的鋰電池和繼電器輸出型的觸點(diǎn)為損耗性器件，使用較長(zhǎng)時(shí)間后續(xù)根據(jù)具體情況進(jìn)行更換。

3）需要跟換PLC系統(tǒng)的組件（框架、CPU模塊、I／O模塊）時(shí)要注意必須先切斷AC電源。

5 伺服電控系統(tǒng)

壁厚控制系統(tǒng)目前已經(jīng)在中空成型機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用，掌握此系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的操作至關(guān)重要。壁厚控制系統(tǒng)主要由壁厚控制器、液壓站及過濾器系統(tǒng)、伺服閥及閥座、壁厚油缸、位置傳感器（電子尺）等組成。其中壁厚控制器和伺服閥為關(guān)鍵部件。

大多數(shù)中空機(jī)都是采用MOOG公司的產(chǎn)品。下圖為MOOG公司的壁厚控制器和伺服閥的外形圖。

壁厚控制器的外形圖

伺服閥外形圖

MOOG壁厚控制系統(tǒng)調(diào)試的關(guān)鍵是一些基本參數(shù)和傳感器位置的設(shè)置，設(shè)置錯(cuò)誤將導(dǎo)致系統(tǒng)工作不正常，嚴(yán)重的可能造成機(jī)械或電氣方面的損壞。主要有以下幾個(gè)方面：

1）控制方式的設(shè)置；

2）增益倍數(shù)的設(shè)置；

3）型芯類型的設(shè)置；

4）型芯間隙位置的設(shè)置；

5）儲(chǔ)料缸位置傳感器的設(shè)置；

6）伺服液壓系統(tǒng)壓力設(shè)置與調(diào)整。

電氣控制系統(tǒng)對(duì)所在環(huán)境的要求不是特別嚴(yán)格，但是在氣候炎熱、潮濕的地方環(huán)境條件可能達(dá)不到要求。目前較好的辦法是給電氣控制柜加裝空調(diào)系統(tǒng)。要定期做好電氣控制柜的清潔工作。使用廠家要嚴(yán)格管理，確保電氣控制柜內(nèi)部無其他雜物保證柜內(nèi)空氣正常流通，柜內(nèi)的熱能能及時(shí)散發(fā)出去?？傊?，一定要做好電氣控制的維護(hù)和保養(yǎng)工作，定期對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

The intelligent electrical control system of Extrusion blow molding machine

JianLing He ZhiLin Xiao Chao Qin ShuangNing Cai
（Suzhou Tongdamachinery Co．，LTD）

This article ismainly about the intelligent electrical control system of extrusion blow moldingmachine．

intelligent，electrical control system．