北京鼎實溫度控制器在杭州某拉膜項目上的應用案例
作者:??滤?
來源:網絡
發布: 2013-3-18 13:25:22
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隨著中國塑料工業的發展,近幾年來中國塑料機械工業的年增長率都在30%左右,利潤率增長也遠高于工業總產值的增長,是中國機械行業中增長最快的產業之一。目前中國生產的塑料加工機械已可以滿足國內的基本需要,但與世界先進水平相比,中國塑料加工機械在質量穩定性、自動化程度等方面還有一定差距。據不完全統計,2002年中國塑機業產值大約為100億元左右,而同期國內巿場需求大約在200億元,還有很大的巿場空間。
在塑料行業快速發展的同時,對塑料的質量要求也越來越高。而影響熟料成品質量的問題多種多樣,最重要的一個問題就是溫度。生產過程中,要將溫度嚴格的控制在一定范圍內,這對控制系統就提出了嚴格的要求。北京鼎實的PB-TC-THC10以及PB-TC-RTD7型號的[b]溫度控制器[/b],很好的解決了塑料行業與橡膠行業溫度控制的問題。并且,北京鼎實的PB-TC-RTD7熱電阻溫度控制器,已經在杭州一塑料拉膜項目上,得到了很好的應用。
關鍵詞:塑料行業,橡膠行業,溫度控制,塑料機械
一、塑料生產機械的簡介:
在塑料制品的生產過程,最主要的設備為塑料機械,其種類主要為以下幾種:
擠出機
擠出機是在螺桿的作用下將熔融塑料通過固定形狀的擠出口擠出,在牽引機作用下經過冷定型后切割,主要用于各種相同截面產品的大量持續生產,如管、棒、異型材等,也可以 用于塑料改性造粒。
吹塑機
吹塑機是制造中空熱塑性制品的常用方法,主要產品是筒膜和中空容器。吹塑機可以通過加溫使預定成型制品塑化,然后進入模具吹制成型,這種方法主要用于高速高產量的PET瓶和BOPP瓶生產。
吹膜機
吹膜機是將塑料粒子加熱融化再吹成薄膜。吹膜機分很多種,有PE,POF等等。用全新的粒子吹出的是新料,色澤均勻,干凈,袋子拉伸好。吹膜機生產的膜適用于各種高檔薄膜包裝,這種膜由于其隔斷性好,保鮮,防濕,耐油。
二、拉膜生產線機組組成:
[attach]65[/attach]
[align=left]整個生產機組主要由造粒設備、烘干除塵設備、擠出設備、鑄片設備,縱向拉伸設備,橫向拉伸設備,收卷設備,分切設備等組成。 [/align]
[align=left]造粒設備: [/align]
[align=left]該設備主要負責原材料的分離,將塑料塊破碎為為塑料顆粒。因為顆粒狀的塑料,更容易被加熱,也方便塑料的擠壓塑形。 [/align]
[align=left]烘干除塵設備: [/align]
[align=left]經過造粒設備的形成的塑料顆粒,經常會有水氣或者粉塵產生。這些水汽和粉塵必須在加熱前予以去除,不然生產出的塑料膜會有氣孔,大大降低了塑料的品質。并且在這一環節中,烘干除塵設備同時起到了一個預熱作用。 [/align]
[align=left]擠出設備: [/align]
[align=left]擠出設備主要是擠出機,負責塑料的加熱。塑料顆粒經過擠出機頂端的輸送漏斗,進入擠出機的擠壓系統。擠壓系統中有一到兩根螺桿,螺桿在筒體中不斷的轉動,將塑料向前推動擠出。推動的過程中,對塑料不停的加熱。 [/align]
[align=left]縱橫拉伸設備: [/align]
[align=left]當塑料經過加熱,變成熔融狀態,這時將經過縱向拉伸設備,將熔融的塑料縱向拉伸。隨后,塑料又經過橫向拉伸設備,進行橫向拉伸。 [/align]
[align=left]收卷設備: [/align]
[align=left]收卷設備完成對薄膜的恒張力收卷。轉塔式收卷設備能保證薄膜在滿卷時自動換卷,不會中斷收卷。 [/align]
[align=left]最后經過分切設備進行定型裁剪,成品的熟料薄膜就生產出來了。 [/align]
[align=left]三、控制系統組成: [/align]
[align=left]在整個拉膜生產線的控制中,要考慮到以下幾點控制: [/align]
[align=left]生產線的溫度控制 [/align]
[align=left]生產線的傳動控制 [/align]
收卷機組的張力控制
中央控制室的計算機監控
在溫度控制方面,必須考慮到:
如何快速準確的監測溫度;
如何實時穩定的控制溫度。
如何在有限的空間里做到對所有傳感器的監控。
如何滿足現場高速遠距離的傳輸。
如何做到數據的顯示與操作。是否能在高溫環境工作。
是否能在油污粉塵比較多的環境工作。
并且,在滿足以上所有需求的基礎上,又如何能最大限度的降低成本。
經過綜合考慮,該項目選擇了北京鼎實的7路熱電阻溫度控制器PB-TC-RTD7。
其溫度的控制系統圖如下:拉膜生產線流程圖
[align=center][attach]66[/attach] [/align]
[align=left]在整個溫度的控制系統中,采用了德國倫茨(LENZE)的驅動器來控制電機的轉速。而北京鼎實的熱電阻溫度控制器PB-TC-RTD7控制驅動器的輸出功率,并且該溫度控制器與現場的熱電阻傳感器連接,做到對溫度的實時檢測。
其中,PB-TC-RTD7熱電阻溫度控制器,與倫茨(LENZE)驅動器皆是由PROFIBUS協議,經過DP電纜與西門子300系列PLC進行通訊。PLC再經過以太網,與上位機相連。
現場的操作臺,可以直接顯示所需參數,方便操作人員進行控制。
目前,國際上使用的變頻器與驅動器大多數都是使用PROFIBUS協議,諸如西門子,倫茨等廠家。PROFIBUS協議的傳輸速率快,最大可達12M?,F在的工業控制中,對傳輸速率的要求越來越高,筆者認為,以后以太網傳輸將會成主導,但是,在近期內,還將是PROFIBUS傳輸為主。
傳統的溫度控制,一般的流程都是:傳感器——遠程IO——PLC——遠程IO——驅動器。這種控制方式,首先是編程麻煩,一旦調試沒過,很難查錯。其次,這種方式靈活性較低,一旦項目有點小小的變動,都將帶來很大的工作量。最后,這種控制方式,所需的運行費用和維護費用也是很高的。
現在市場上的溫度控制器多種多樣,但是要能夠直接與西門子、ABB等廠家的PLC直接用PROFIBUS通訊的溫度控制器并不多。
四、通信網絡組成:
Profibus協議簡介
PROFIBUS 是目前國際上通用的現場總線標準之一,以其獨特的技術特點、嚴格的認證規范、開放的標準、眾多廠商的支持和不斷發展的應用行規,已成為最重要的和應用最廣泛的現場總線標準。PROFIBUS現場總線通訊協議包括兩個主要部分:
PROFIBUS DP:主站和從站之間采用輪循的通訊方式,主要應用于自動化系統中單元級和現場級通信。
PROFIBUS PA:電源和通信數據通過總線并行傳輸,主要用于面向過程自動化系統中單元級和現場級通訊。
其中,PROFIBUS-DP 是高速網絡,通訊速率達到12M。PROFIBUS-DP 可以連接遠程I/O、執行機構、智能馬達控制器、人機界面HMI、閥門定位器、變頻器等智能設備。一個PROFIBUS-DP 總線網絡中可以最多連接125 個從站設備。PROFIBUS-DP 的拓撲結構可以是總線型、星型和樹型,通訊介質可以是屏蔽雙絞線、光纖,也支持紅外傳輸。采用雙絞線時,不加中繼器最遠通訊距離可達1.2 公里。采用光纖時,最遠通訊距離可達100 公里以上,其中采用多模光纖,兩點間最遠距離可達3 公里,采用單模光纖時,兩點間最遠距離可達20公里。
五、熱電阻溫度控制器PB-TC-RTD7以及熱電偶溫度控制器PB-TC-THC10的特點:
多種調節方式:支持手動控制,ON-OFF控制,以及PID調節控制。
ON-OFF控制:當控制字為0X8C時,即選定ON-OFF控制——檢測值低于設定值則ON(進行加熱),檢測值高于設定值則OFF(停止加熱)。此控制適用于對精度要求不高的溫度控制。
PID調節控制:PID調節控制是通過一個調節函數來調節溫度。在理想的工藝控制范圍,ON-OFF控制是無法達到穩定的,而PID控制會比ON-OFF更加的精確??刂葡到y組成圖 [/align]
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PID調節與ON-OFF調節曲線圖 [/align]
[align=left]高密度信號輸入:北京鼎實的溫度控制器長度只有170mm左右,但是卻集成了10路的熱電偶輸入或7路的熱電阻輸入。高密度的集成,使得有限的控制柜空間里,能連接更多的傳感器。大大的降低了成本。
適用于各種惡劣環境:成熟可靠的器件選型及結構設計,使得北京鼎實的溫度控制器能夠很好的適應風電現場溫差變化大、高海拔、鹽鹵腐蝕等工作環境。兩款溫度控制器工作環境溫度可達-20-+55℃。
精度:北京鼎實的溫度控制器,測量溫度可精確到0.1攝氏度,并且增加了溫度偏差和安全控制輸出的設計??捎糜趯Π踩蟊容^高的行業。
配置簡單:只需要在配置軟件上簡單的設置幾個參數,溫度控制器便能夠自動對溫度進行控制。
靈活的安裝方式:北京鼎實的溫度控制器采用35mm導軌安裝,可橫、豎安裝,根據現場的需求而定。
六、技術指標
1.PROFIBUS-DP接口
PROFIBUS-DP接口,做PROFIBUS-DP從站,DP-V0協議,符合IEC61158 及中國國家標準GB/T 20540-2006:測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線的第3部分:PROFIBUS規范。網絡地址設定:1—99;
2.PROFIBUS波特率
波特率自適應,最大波特率12M;
3.RS485通訊口
此通訊口用于廠內測試,用戶不必關心它的使用情況。
4. 供電
供電范圍:DC24V(24V±20%)
七、現場圖片: [/align]
[align=center][attach]68[/attach]
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[align=center]現場應用組圖 [/align]
[align=left]北京鼎實的PB-TC-RTD7熱電阻溫度控制器位于現場的控制柜中。處理熱電阻傳感器檢測到的溫度,再經過DP電纜,將信號傳輸給PLC。最后,溫度控制器再經過遠程輸出導線,對現場的傳位控制電機進行控制。
整個溫度控制的過程中,PB-TC-RTD7起到了一個不可或缺的作用。
八、結束語
在整個杭州拉膜生產線中,采用了現場總線、人-機接口操作面板、PLC控制以及組態監控軟件等一系列新技術。其中,北京鼎實的7路熱電阻溫度控制器很好的完成了該生產線上的溫度控制環節。并且,從安裝至今,一直都運行穩定,無任何故障發生。
在2008年至2010年,中國塑料薄膜發展的黃金時期,該生產線為企業帶來了巨大的經濟效益與社會效益。同時,北京鼎實的溫度控制器也得到了客戶的一致好評與信任。 [/align]