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造粒机电气控制系统的总体设计组成与造粒机的分类及生产过程

2020-10-31 21:01:07

[一]、造粒机电气控制系统的总体设计组成

1配电系统

全自动造粒机电气控制系统在完成总体设计之后,先要确定生产中的配电设计,利用工业生产的电网来实现整个生产线中所需要的电源。配电系统在严格满足工艺要求及标准的前提下要贯彻控制,操作简单,检查维修方便的原则。电气控制柜安装在指定区(配电室)。PLC输入系统采用本质型技术,输出系统采用隔爆型技术。在严格满足工艺要求的前提下做到动作有检测,故障有保护。主要停止器设有动作开关,驱动、张紧设有故障检测保护开关及相应软件逻辑保护。

造粒机电气控制系统的配电系统主要包括380V的工业三相交流电和经过变压器变成控制电压和直流电压。由电网提供的380V的工业三相交流电可以分为六条支路,一条支路实现给传送带的电机,喂料控制部分的变频器,造粒机的冷却风机,控制系统的液压部分供电;另一部分经过变压器变成230V/115V的单向交流电控制电压和24V直流电控制电压;还有一部分是给造粒系统的造粒切割机、冷却水泵电机,塑料颗粒下泄装置电机、干燥电机、塑料颗粒运送风机等供电;二条支路主要是给造粒机的两个加热区和膜头电机;第三条支路是给造粒机的自动换网装置和造粒机头区供电,第四条支路是给传送运料区的金属探测器供电;第五条支路是给物料压实电机供电;第六条给造粒机电机和变频供电。

2速度控制

传动系统是造粒生产线的主要组成部分之一。它的作用是驱动生产中的设备,并使它们能在设定的工艺条件下(如压力、温度、转速等)获得所转矩且能均匀地旋转。

造粒机的传动系「统通常包括电动机、减速装置和调速装置三部分组成。造粒过程的生产速度控制主要包括传动带电机的速度、喂料电机的喂料速度、造粒切割电机的旋转速度和挤出电机的速度等。根据不同的生产情况,如产量变化、原料或品种改变等,要求整个生产线的转速可以随时改变。在生产过程中,也要根据工艺要求对速度进行小范围调节。在出现故障时,则要立即减速,以便排除故障,而又不致产生大量废品。故对电动机要求能调速的,即要求采用调速电动机或者变频器进行调速。在造粒机生产线上造粒机的产量与螺杆的转速基本呈线性关系,螺杆转速的波动将直接导致制品的尺寸波动,因此造粒机的传动系统的挤出过程中非常重要。同时,喂料电机和旋转切刀电机也根据产量大小自动调整对整个生产过程起着非常大的作用。

在造粒生产过程中,造粒机电机的速度直接影响生产量,其确定后,整个生产速度也就跟着确定下来。物料压实机的速度根据生产速度的变化,及时准确地变化,与造粒机速度达到同步。造粒机电机、喂料电机和旋转切刀电机的速度采用变频调速方式,用PLC对变频器直接控制。这样,生产速度的信号通过触摸屏传给PLC,根据编制的控制算法的运行结果,经脉冲输出以控制各个生产过程的速度信号。

3温度控制

温度控制是整个生产线。在挤出塑化生产过程中,加热和冷却是塑料挤出成型过程能够正常世行的条件。随着螺杆的转速、挤出压力、外加热功率、以及造粒机周围介质的温度变化,料筒中熔体温度也会相应地变化,为使塑料始终能在其工艺所要求的温度范围内挤出.一般是通过对加热和冷却元件的通断控制,不断地调节机筒内塑料的温度。因此,在造粒机一般都设有加热冷却装置以及温度测量、温度控制的仪器仪表等。

对于一般温度系统控制,难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。我们采用多回路的温度控制系统实现整个生产线的温度调节。而造粒机的温度控制部位一般是在挤出塑化部分的料筒熔体温度与模头温度。模头温度直接影响产品的表面光亮度,料筒熔体温度影响产品的内在塑化效果,两者原理一样,起主要作用的是料筒熔体温度控制。对于造粒机温度控制系统一般采用“温控仪表+接触器+电加热器”的控制方式,该方案温控效果很不理想,超调量大,响应时间长,稳态误差大(达±10℃)。我们通过采用多回路温度控制器来实现料筒和模头的温度单个闭合回路温度控制,同时采用增量式PID控制算法提高温度控制,这样的稳态误差大约为±1℃。

[二]、造粒机的分类及生产过程

石蜡成型机的分类方法很多,按造粒机螺杆的个数可以分为两类:一类是单螺杆式造粒机,另一类是双螺杆式造粒机;按切粒方式不同可以分为干切粒造粒机和水下切粒造粒机。在各种各样的造粒机中,单螺杆挤出水下切粒造粒机由于操作简单、易改造、适应性广、具有良好的性能价格比等优点而广泛的应用。据统计全世界so%以上的塑料是用挤出法来加工的,其中单螺杆挤出造粒机的使用占有相当大的比例。我国塑料机械行业年产1000-1200台挤出造粒机,其中80%-85%是单螺杆挤出造粒机。

BOPP生产线所用的塑料回收造粒机一般情况下也是采用的单螺杆挤出造粒设备。

为使造粒过程能够顺利的进行,一般的废料造粒生产线主要由传送喂料部分、物料压实部分、挤出成型部分和造粒回收部分组成。在整个生产过程中我们配备有传动系统,温度控制系统和压力控制系统等。

造粒机的生产过程如下:先将生产过程中的剩余废旧塑料加入粉碎机上料斗,由粉碎机箱里的刀片将废旧塑料切碎并且自动进入滚动筛进行清洗,再由提升机将废塑料经传送带输送到造粒机料斗,然后由喂料装置送给切割压实装置进行再切割,接着将压实的物料送入单螺杆挤出机中,在挤出机中被螺杆螺纹咬住旋转螺纹强制向机头方向推进,构成机械运输过程。在挤出机料筒中,物料一方面被外面加热,另一方面,在造粒机螺杆压力增大的同时,物料在磨擦、压缩,也产生很大的热量,物料在内力和外力的联合作用下,温度逐渐升高,其物理状态也经历了玻璃态一高弹态一粘流态的变化,再由螺杆的推挤把粘流态的塑料从机头挤出成丝,后切粒机由切粒机进行切粒完成造粒过程,塑料颗粒进入冷却水中冷却成型后由干燥风机和运输泵将造成的塑料颗粒干燥运输装袋。


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