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发布者:jingjing 发布时间:2013-4-27 阅读:2752次 
型材挤出设备的自动化控制与故障分析
随着国内建筑业的迅猛发展以及人民生活水平的不断提高,塑钢门窗正以其环保、节能、美观、实用等特点逐渐取代铝合金门窗及铁、木门窗并对塑料异型材的需求提出更高的要求,这就必然促进异型材挤出生产装备的技术升级与更新换代。早期异型材挤出机的控 制系统通过温控仪表加上继电器控制或者是简单的PLC可编程逻辑控制,线路复杂,保养及维修困难,同时操作也不方便,影响了生产效率与型材制品质量。90年代初,国际著名的异型材挤出设备制造商,如巴顿菲尔、辛辛那提、泰森等都不约而同采用了基于奥地利贝加莱(B&R)的可编程计算机控制PCC为核心的智能化人机界面控制系统,取代传统的分立元件控制系统,极大地提高了挤出线的生产控制水平。近几年国内进口的生产线中,人机界面控制系统占多数。国内几家品牌企业如福田建材、申威达、震雄也已经开始引用并投放市场。因此,基于PCC的智能化人机界面控制系统将是挤出机自动化控制系统的发展方向。

  型材挤出设备的自动化控制一般由电路和气路来控制完成,型材挤出机组由挤出机、定型台、牵引机、切割机、翻料架几个单元组成,新型的挤出机组牵引机、切割机组合为一个整体,即牵引切割机,更趋和谐和便于操作。

  本文以北京福田塑机E系列SY240E型为例就各单机及综合控制的程序原理以及其过程中出现的故障逐一作简明论述:
  
一、挤出机主机
  可分为以下几部分:
  1.传动、挤压系统,是靠主变频器控制变频调速电机,通过减速箱分配箱、十字花键,逐级传递给螺杆来完成,其中变频器中所输入的程序以及参数值,在设备出厂时已经设定完成,不能随意更改。
  2.加热、冷却系统,是由机筒加热冷却、模头加热、螺杆芯部加热冷却来构成,由电腔程序来控制,由B&R温度模块配以PID温控软件取代传统温控表、系统能在加热过程中自动优化演算PID各参数,演算完成后自动赋值,也可以根据自已经验进行手动对PID各参数进行赋值,温度控制精确到±℃。其工作原理是在各区加热段给定一个温度值如180℃,由热电偶测得数据。加热时随温度的逐渐升高,其加热的频率逐渐降低,加热时间也逐渐缩短,当≥180℃时,该区开始冷却,风机开始工作。(冷却又分风冷和油冷两种)当≤180℃又开始加热,周而复始,最终达到平衡。芯温冷却也是一样的道理,只是其设定温度较低在80℃左右,且是通过导热介质来传热,当温度≤80℃芯温加热管加热工作,通过油泵循环来给螺杆提供热量,当温度≥80℃冷却器供水电磁阀打开,油通过冷却器冷却后通过油泵循环来带走螺杆内多余热量。机筒二、三、四区以及芯温在自动控制的基础上,另设有一个手动强制冷却功能来控制瞬间的温度增高。
  3.自动供料系统,是由时间继电器或料位计来传输信号控制的,当缺料时料位计传输信号,系统开始供料,供料满后料位计信号中断,供料停止。
  4.喂料系统,也是由变频器控制变频调速摆线针轮减速器来实现,其比例根据主机螺杆的的转速来调节,主机电流和转矩直接受加料多少来影响,加料少,主机电流和转矩降低。反之则升高。当喂料过多,实际电流超过其额定电流或转矩超过其设定值时主机会过载报警停机,一般控制在额定值的50%~80%。
  5.真空排气系统是直接用按钮来控制真空泵完成的,真空开启时电磁阀打开,关闭时则电磁阀随之关闭。
  
二、定型台
  定型台相对于主机或牵引机来说要简单得多。定型台的控制直接由按钮来操作各真空泵,给水泵、排水泵以及加热校直、吹风等装置且根据需要设有前后、左右、上下、自动或手动调位装置、这些都是靠直接控制来实现。
  
三、牵引切割机
  牵引切割机控制系统与翻料架组合完成,最终有电器和气路来实现。可分为以下几个部分:
  1、牵引传动
  牵引传动部分也是靠变频器来同时控制上下两个减速装置来完成,上下履带的压紧放松靠电路控制,气路由气缸来完成。
  2、切割部位
  3、牵引切割机在运行中应注意
  
四、牵引常见故障
  在主机与辅机之间采用CAN总线方式通讯控制,下位机CPN2003与定型台、牵引机通过CX408扩展模块,其相互间也采用CAN总线方式通讯,其作用是信号传输来完成整线操作和同步调速,同步调速时要将画面状态调到微调功能后先将挤出、喂料、牵引按一定的比例调其数据>0后,换到同步功能后调速到工艺要求的数值,应该注意的是在同步调速时任何一项不能为零。然后再调回微调来对个别数据进行调整来满足型材挤出的要求。
  电腔控制的优点是一般设备故障都会在屏幕上显示,比较直观,只要对其显示的故障进得排除使其复位,便能使设备恢复正常运行,与以前的控制方式相比,除变频器故障外,其他故障只能靠经验来逐项排查,要费时间。但电腔控制的设备缺点在于,一般的故障都有可能造成全线停机。

  总之,随着机械化、自动化程序的提高,越来越先进的技术在设备领域中得到推广和应用,从而大大降低了劳动强度,提高了生产效率和型材制品的质量。
 

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