本文介绍了一套基于PLC(可编程逻辑控制器)的塑料管扩口机控制系统设计,该设计由常熟理工学院电气与自动化工程学院的研究人员刘彬和罗野完成。该系统以西门子PLC作为控制核心,采用组态王(Kingview6.53)作为人机界面(HMI),实现了塑料管的扩口与定型过程的自动化控制。研究的目的是为了提升塑料管生产效率,同时保证生产过程中的稳定性和可靠性。
关键词包括塑料扩口机、PLC、PID控制和组态王。塑料扩口机是塑料管制造过程中的关键设备,它主要负责塑料管的扩口和定型工作。扩口是塑料管生产中的一个重要环节,它能够将塑料管的直径扩大到所需尺寸,以适应不同使用环境的需求。
系统的工作原理涉及进料工位、加热工位和扩口工位三个主要工序。在进料工位,传感器检测到塑料管后,进料电机将塑料管输送到位。在加热工位,传感器再次检测到塑料管,翻料机构将其翻转到加热位置,加热箱开始工作,将塑料管加热到预定温度。塑料管加热完成后,翻料机构将塑料管翻转至扩口工位,夹紧装置将其夹紧,并通过进气阀进行加压成型。成型完成后,冷却水泵启动,对塑料管材进行冷却,直至冷却水泵停止工作,模具缩回,塑料管材被输送出工作区。
控制系统结构方面,采用了西门子S7-200系列PLC作为下位机,利用模拟量输入和数字量输入/输出模块来连接温度传感器和流量计,同时控制加热器和变频器调节冷水泵输出。上位机采用组态王软件来实现对整个生产过程的监控,包括实时曲线界面、历史曲线界面、报警界面和按钮操作界面。
温度传感器和流量计都是电流型输出设备,用于转换温度和流量的变化为电量变化,从而实现对塑料管加热温度和流量的实时监控。温度传感器的选型为带温度变送器的热电阻,型号为HR-WZ。系统中还包含了数字开关和接近开关等数字量输入,以及电机和指示灯等数字量输出设备。
整个系统通过PLC程序实现PID控制算法,自动调节加热过程中的温度和流量,确保生产过程的稳定。通过组态王软件建立的监控画面,操作员可以实时监控生产现场的状态和温度曲线,及时对异常情况进行响应。
该文提到的控制系统设计,展示了PLC和组态软件在工业自动化中的应用,特别是在塑料加工领域的实际应用案例。通过专业的PLC控制和组态软件的配合,可以显著提高生产效率,降低人工成本,并确保产品的一致性和质量。此外,这种控制系统的设计方案还可以根据不同的生产需求进行调整和扩展,具有较高的灵活性和应用价值。