丽江西门子S7-200代理商

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　一、 引言
　　真空包装机是广泛应用于包装行业，原先的设备大多为传统继电器控制，故障率较高、稳定性差、功能简单。台安SG2系列小型PLC具有可靠性高、等特点，本文结合客户的需求，给出了一套完整的控制系统，使之集成了多种功能于一身，并取得良好经济效益。

　　二、 真空包装机原理
　　真空包装机具有四种功能档位：封口、手动真空、自动真空和充气。四种功能由旋转开关进行切换，切换时要求能够立即终止正在进行的功能，内部寄存器和输出需要必须复位，再开始新的功能过程。设备设置一个脚踏开关由触发过程输入控制。
　　工艺过程描述如下： 1、封口过程 2、手动真空过程 3、自动真空过程 4、充气过程。充气包括2个选择:充气1和充气2，由档位开关选择。 
　　充气过程1：真空－>充气（定时器1控制充气时间）－>封口。
　　充气过程2：真空－>充气（定时器1控制充气时间）－>真空－>充气（定时器2控制充气时间）－>封口。 

　　三、 SG2应用在真空包装机上
　　SG2是一款高性能、低价格的小型可编程控制器。具有简易人机功能，定时器可键盘输入功能，且不占用I/O点，可以方便地将3个时间值设置到PLC中，取代了易损坏高成本的时间继电器，通过SG2-20HR-D控制的外围设备有真空泵、充气泵、加热电丝和位置检测开关等。
　　输入输出点：

　　程序要点：真空包装机控制程序设计的要点在于档位切换脉冲的实现和过程切换时当前过程输出需要复位。档位切换脉冲的实现由输入状态的改变产生一个上升延脉冲完成。过程切换的关键是要复位中间寄存器和输出变量，（SET）指令必须在切换脉冲产生时执行（RST）指令，寄存器复位为0。
　　四、结束语
　　真空包装机电气控制系统由SG2小型可编程控制器构成，与原先电气控制系统比较，具有明显的优势，可通过简易人机代替了多个时间继电器，节省了PLC的IO点和避免了时间继电器容易损坏的问题，tigao了设备的可靠性，产生了良好的经济效益。

我单位热电分厂4#汽轮机系02年安装、运行的由武汉汽轮机厂生产的25MW汽轮机；使用锅炉产出的3.8MPa饱和蒸汽驱动汽轮机做功，同时提供两级不同压力的蒸汽抽汽作为工业用汽和冬季采暖蒸汽。该汽轮机使用江阴众和的汽轮机控制测量装置作为汽轮机保护的测量装置和发讯元件；经实践证明作为国产装置该装置还是比较可靠的；此汽轮机保护装置由山东省化工设计院设计，汽轮机保护装置由继电器接受现场一次发讯元件信号控制现场线圈驱动液压元件关闭主汽门等设备实现汽轮机的安全停车。由于参与汽轮机保护的控制信号有19个，设计使用的继电器较多；由于设计原因，在审查图纸的过程中即发现该设计控制原理错误，实现不了应有的保护功能，后联系设计院修改设计实现了基本的跳车保护功能，使汽轮机具备了运行条件。
自02年11月开始，汽轮机进行试运行，由于存在较多的安装质量问题，在整改过程中汽轮机开停频繁。在频繁的开停车过程中，汽轮机保护装置暴露出很多设计缺陷，总结后主要有以下几点：
1:没有设计故障报警：虽然设计了继电器自锁电路，但是在汽轮机停车过程中触发的停车信号 较 多，无法确定真正的停车原因，给分析、处理问题带来很大困难；
2:因设计及使用继电器较多等问题造成继电器误动、拒动现象时有发生。
3:汽轮机测量装置安装在现场，由于环境温度较高，电子元器件时有损坏现象发生对正常测量影响较为明显，无法保证测量装置的稳定、正常工作。
4:由于设计使用继电器很多，给发生故障查找原因带来了一定难度。
针对以上问题采取了相应措施：
由于原设计没有考虑故障报警，给实际应用、现场分析跳车原因带来了困难；如果考虑使用继电器实现锁定故障原因需要增加继电器数量较多，虽然解决了故障锁定问题，但是仍无法解决第2、第4项问题，且随着继电器数量的增加有增加问题的突出性的可能，并且现场控制柜内部空间无增加硬件设施的余地；同时继电器使用过多，系统的可靠性将会降低。基于以上考虑，同时参考实际对PLC的应用经验，决定使用三菱PLC对汽轮机的保护装置结合实际应用进行重新设计；对所有参与汽轮机跳车控制信号做故障锁定。
决定采用PLC进行控制，主要是考虑PLC控制与常规继电器控制相比有以下优点：
1:PLC内部接点不同于继电器逻辑电路的接点，可靠性高，不会发生误动、拒动、接点粘连等继电器易发生的故障；无机械动作时间，响应时间快；同继电器相比平均无故障运行时间相对较长。
2:PLC执行程序响应时间快，已达到ms数量级，对引发故障锁定及时、有效。
3:修改或变更程序方便。基本上不要考虑增加外围硬件设备，对于以后维护、修改、增加执行程序控制带来了极大的方便。
4:PLC本身具有输入、输出指示灯及故障自诊断功能，现场判断处理问题一目了然，大大减少判断问题的时间和判断问题的难度；tigao了准确判断问题的能力。
5:PLC的平均无故障运行时间已达到十万个小时，系统的可靠性大大tigao。
针对故障锁定问题在PLC程序上进行了重新设计;　
梯形图原理如下：

梯形图原理说明：
M1~M2为现场发讯元件进入PLC后定义的内部线圈驱动的内部接点；M100~M108为现场发讯元件发出信号后PLC内部锁定定义的线圈；Y4~Y6为PLC输出的定义故障报警接点；M27为为进行复位而设置的PLC外部开关，以便PLC解除锁定状态，进入下一轮等待锁定状态。当现场信号动作驱动PLC内部接点M0动作此时由于其它没有动作信号M100~M108除M100外都处于等待状态常闭接点闭合，M0驱动M100动作，M100驱动Y4输出故障报警；现场处理完毕后复位M27,M27断开，M100动作，Y4报警消除，M27闭合后系统处于新的一轮等待工作状态。
通过梯形图原理可以看出，只要PLC的输入、输出点数容许，故障报警可以同时做多个现场输入信号，对于查找故障原因非常方便，简化手续缩短查找时间；至关重要的是非常可靠，不会同时出现两个或多个故障报警。
设计完成后于04年5月对汽轮机保护装置进行了安装PLC改造，在汽轮机保护装置进行PLC改造的同时，我们对现场的汽轮机测量装置安装位置进行了移位安装，将测量装置移位至环境相对较好的中央控制室，在移位至现今的两年时间里，测量装置运行良好，以前经常发生的故障再也没有发生。同时PLC改造的效果非常明显，在改造后汽轮机经历数次跳车，每一次PLC都能准确的锁定故障原因，为进行相对的设备检修和处理提供了可靠的技术保证；同时再也没有因为保护装置本身出现任何问题，得到了相关人员较高评价。
由于改造效果较好，在05年7月借鉴改造4#汽机的经验，又对3#汽机进行了PLC改造，并且一次开车成功，取得了良好的改造效果

一、引言
随着石化工业的发展，人类日常生活及各行业对塑料制品的需求日益增长，极大地推动了塑料工业的发展。 目前，塑料已广泛应用于机械、电子、医药、家用电器、食品、汽车及人类日常生活用品之中，尤其近年来随着人类生活水平的tigao、消费意识的变化以及旅游产业的发展，中空制品已广泛用来盛装矿泉水、可乐等软性饮料，还包括奶瓶、药瓶、化妆品瓶等。

挤出吹塑成型机是中空容器成形的主要设备，世界上80%至90%的中空容器是采用挤吹成形的。在我国中空塑料成型机的发展历程中，挤出吹塑成型机是发展快完善的中空塑料成型机，特别是小型挤出吹塑成型机的发展速度特别快。

近年来，挤出吹塑成型的主要技术趋势是朝着自动化、智能化、高精度和高速度的方向发展。因此，要适应该行业技术发展趋势，就必需tigao挤出吹塑成型的整体技术含量，其中就包括挤出吹塑成型的控制系统。

本文描述的挤出吹塑成型控制系统核心采用TrustPLC? CTSC-200系列PLC，CTSC-200 PLC采用了高性能RISC芯片技术和软件优化设计，布尔指令执行速度达到0.15μs每步，浮点运算速度达到8μs，开关量点数多达248点，模拟量点数多达56点，扩展I/O模块种类多达26种，因而无论是替代传统继电器完成简单控制，还是应用于特殊场合实现复杂控制，无论是快速的离散量顺序处理，还是复杂的运动控制，CTSC-200 PLC都游刃有余。其专门为温度控制应用而量身订制的PID温控扩展模块，内置PID温控算法，用户无需编程即可实现复杂的闭环温度控制，而且减轻了CPU的运算负担，控制速度更快，效果更出色。

另外其针对电子尺推出的高速输入模块精度高达16位，单通道转换时间小于200us，而且模块本身提供1路10VDC电源输出，极大的方便了基于电子尺的应用。

高性能的CPU、智能PID模块加上高速输入模块等组合使用，大大tigao挤出吹塑成型机的性能。

二、挤出吹塑成型工艺过程 
挤出吹塑机是挤出机与吹塑机和合模机构的组合体，由挤出机及型坯模头﹑吹胀装置﹑合模机构﹑型坯厚度控制系统和传动机构组成。其工艺过程如下： 

1．塑料的挤出 

塑料加热熔化后塑炼和混合均匀成流体，再以一定的压力和容量挤入机头。

2．型坯的形成

机头内的流体在重力和挤出压力的作用下，通过机头口模挤出形成所需的型坯。

3．型坯的吹胀 

将达到要求长度的型坯置于吹塑模具内合模，由模具上的刃口将型坯切断，通过模具上的进气口输入一定压力的气体吹胀型坯，使制品和模具内表面紧密接触。

4．制品的冷却

保持模具型腔内的气压，等待制品冷却定型。

5．制品的脱模 

冷却定型完成后，打开模具，由机械手将制品取出。

在吹塑过程中，型坯的形成和吹胀是吹塑过程的核心，型坯形成和吹胀质量的高低直接影响着容器制品的质量好坏，而熔料的受热温度、挤出压力和和冷却时间将直接影响型坯的成型和吹胀质量。型坯壁厚在吹气成型过程中若没有得到有效控制，冷却后会出现厚薄不均的状况，胚壁产生的应力也不同，薄的位置容易出现破裂。因此，控制型胚壁厚对于tigao产品质量和降低成本也同样重要。 

，如何控制挤出机的受热温度、挤出压力、制品的冷却时间以及型胚壁厚成为影响容器制品质量的几个关键因素。 

三、控制系统设计 
3.1 系统原理及配置 

粒状或粉状的塑料经挤出机塑化达熔融状态，通过采集电子尺数据，反馈控制挤出熔料量，使熔料通过预定流速进入机头。当储料量达预定值时，机头口模打开，并根据设定的型坯壁厚曲线，调节模芯进行型坯壁厚控制。然后，将完成的制品型坯置于吹塑模腔内，模具按照设定的速度进行合模，合模时要求运动平稳，左右平衡。合模后进行吹气，型坯在气体压力的作用下紧贴模具内壁，保持压力冷却定型后开模，由机械手取出制品。 

系统电气控制部分的主要配置如下： 

（1）控制器采用CTSC-200 PLC进行动作控制和50点型坯壁厚控制。 

（2）温度的测量采用工业铠装热电偶。温度控制由CTSC-200系列的8路热电偶模块CTS7 231-7TF32 完成，该模块集成控制器带智能PID算法，只要设置几个参数，231-7TF32模块就可以自行对所控温区进行加热或冷却，并将实时温度反馈给CPU。

（3）挤出压力控制由模拟量输入模块采集压力传感器的信号来控制挤出机螺杆的转速，周时将实时压力显示在触摸屏上。

（4）壁厚控制由231-7HC32高速输入模块采集型坯长度和模芯间隙的电子尺反馈信号，然后通过4通道模拟量输出模块232-0HF32控制执行机构驱动伺服阀来实现。

（5）操作面板采用触摸屏完成整机的型坯温度、挤出压力、型坯壁厚以及冷却时间等各种工艺参数的设定、修改、画面显示等，采用菜单式程序控制，操作简便可靠。 

3.2 温度控制系统 

在挤出吹塑的过程中，要使熔料温度稳定在设定温度，所以同时配有加热和冷却设备，常用的是电阻加热和风扇冷却。 

挤出机的温度控制由PID模块CTS7 231-7TF22独立完成。CTS7 231-7TF32模块集成智能PID控制器，具有8路热电偶输入，控制过程的数据通过数据存储区与CPU交换，控制精度达到?1℃。将初始PID参数和设定温度送给该模块，使能该模块的PID控制，模块便将热电偶所测得的温度送给PID控制器进行运算，然后将实时温度和运算得出的控制动作写入数据存储区，同时对PID三个控制环节的参数进行优化。CPU根据数据存储区中的值来控制输出(PWM模式下输出给DO点，模拟量模式下输出给AO)，实现温度闭环控制 。PID参数的设置、温度设定、启停控制、实时温度、温度曲线都在触摸屏上实现。

如下图所示：

3.3 压力控制系统 

挤出压力对于熔料的流变性能来说也是重要的影响因素，如果挤出工艺稳定，加工温度和螺杆速度不变，黏度是一个常数。根据黏性流体的流动方程式可知，挤出机的挤出量与螺杆转速成正比，而机筒压力成反比。 因此，控制好挤出压力是型坏形成质量的重要保障。压力控制系统如图所示，图中所示压力控制是一个闭环系统，将压力传感器反馈的数据和所需的压力进行比较，并根据比较结果调整挤出机的螺杆转速。

3.4 型坯壁厚控制 

中空容器制品因其强度要求规定了小壁厚，而早期的中空吹塑成型设备缺少型坯壁厚控制系统，为使制品薄处达到小壁厚要求，制品的其它部位就要相应加厚，造成材料的浪费。为了节省成本、缩短制品冷却时间、加快制品生产周期，一种比较经济的做法就是控制型坯壁厚。熔料从口模挤出处于黏流态流动一段时间，由于原材料特性、挤出温度和挤出liuliang随时间变化呈非线性变化，所以型坯在挤出过程中，型坯壁厚发生变化。为使挤出吹塑制品满足壁厚要求，必须采取有效措施控制型坯壁的厚度。 

壁厚控制系统是对模芯缝隙的开合度进行控制的系统，也即位置伺服系统，它由控制器、电液伺服阀、动作执行机构和作为位置反馈的电子尺构成。当机头口模打开时，PLC读取机筒电子尺反馈的型坯长度，然后根据型坯壁厚曲线，通过模拟量输出模块输出?10V的电压信号给电液伺服阀，伺服阀直接驱动执行机构控制模芯上下移动，调整口模与芯模的间隙来完成口模开度的控制，进而完成型坯壁厚的闭环控制。此时，壁厚型坯设定采用数字化方式，通过操作面板完成50点型坯壁厚控制的设定，型坯壁厚曲线的纵坐标显示型坯长度，横坐标显示口模开度。 

3.5 冷却时间控制 

在整个吹塑成形的过程中，冷却时间是控制制品的外观质量、性能和生产效率的一个重要的工艺参数。控制适当的冷却时间可防止型坯因弹性回复而引起的形变，使制品外形规整，表面图文清晰，质量优良。但是，如果冷却时间过长，那么就会造成因制品的结晶度增加而降低韧性和透明度，生产周期延长，生产效率降低。如果冷却时间过短，那么所吹制的容器会产生应力而出现孔隙，影响制品质量