2012基于PLC、触摸屏及变频器对吹膜机的改造.docx

2012基于PLC、触摸屏及变频器对吹膜机的改造1引言上世纪80年代来自台湾的塑胶吹膜机，其温控电路采用的是温控器加接触器的方式，由于长期工作在频繁的大电流通断状态，接触器损坏率非常高，而且每个温控器只能控制一段温度，造成很多温控器散落在各处，操作非常不便。控制电路使用的是继电器互锁的方式，线路复杂，维修的难度很大，可靠性也非常低。调速是通过机械部分完成的，主要通过更换齿轮的减速比来实现，机械磨损很严重且非常耗能。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，本人采用了近年来在工业上使用越来越广泛的PLC，触摸屏及变频器对该机进行了改造。新的技术采用温控模块加固态继电器的方法控制温度，解决了长期频繁的大电流通断所带来的零件损坏问题。变频器调速的方式解决了机械磨损很严重且非常耗能的问题。触摸屏的使用有利于操作者直观的了解机器目前的状态解决了操作复杂，人员培训难的问题。以上技术的综合应用可靠性高，可实现设备长期免维护，解决维护难，维护停机时间长的问题。第2章设计思路及选型2。1控制要求由于世界经济的复苏，企业订单的迅速增加，产品呈多样化趋势，加上珠三角地区“招工难”情况的加剧。根据实际情况，对控制系统提出以下几点要求：1。系统要稳定可靠，可长时间无故障运行。2。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。3。要操作简单，可以集中控制，节省人力。4。要有故障报警及保护装置。2。2系统分析本系统主要是通过PLC，触摸屏及变频器的综合应用结合吹膜机的实际需要来完成控制要求的。设计思路主要是：用PLC温控模块加固态继电器来控制吹膜机各段的温度。用PLC模拟量模块加变频器来控制各马达的速度。使用触摸屏来完成温度的设置和显示，速度的设置和显示，故障的设置和显示，配方功能的实现等等。2。2。1吹膜机介绍及工作流程图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，其工作流程如下：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。流程方框图及实物图如下：图2。1流程方框图图2。2吹膜机图片2。2。2改造项目的控制方案及思路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。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。3。用触摸屏做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。以下为控制方案图：图2。3控制方案图2。2。3PLC，触摸屏及变频器的选型（1）PLC的选型目前的PLC大致分为两个流派。一个是日本派系，其代表有三菱，欧姆龙等品牌。另一个是欧美派系，它的代表主要是西门子，AB等。我国的PLC主要是日本派系的，有一些比如信捷，永宏，丰炜，台达等品牌（永宏，丰炜，台达为中国台湾品牌）。PLC选型主要根据功能和性价比来决定，因为功能越强，价格就越高。本工程要求PLC具有RS485通信，可扩展模块，完成AD转换，温度控制，模拟量输出等功能，而且要求PLC具备相应指令系统和该公司必须有配套的相关模块。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）．触摸屏的选型目前市面上的触摸屏种类很多，常用的品牌主要有FATEK，eView，GE，Proface，HAKKO，WEINVIEW，HITECH等。和PLC一样，触摸屏的选型也是依靠功能和性价比来决定的，功能越强，价格就越高。本工程所要求的功能几乎所有的品牌都可以做到，因此根据经济实用原则，本工程选用了价格相对较低的FATEK公司的FV070ST-T50触摸屏。（3）．变频器的选型变频器选型时要注意的几点：1)采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。