中空吹塑機電氣控制系統(tǒng)的原理、組成及溫漂問題解決

1. 概述

中空吹塑成型是將從擠出機擠出的，尚處于軟化狀態(tài)的管狀熱塑料性塑料坯料放入成型模內(nèi)，然后通入壓縮空氣，利用空氣的壓力使坯料沿模腔變形，從而吹制成頸口短小的中空制品?？沾邓苡址Q吹塑模塑 是借助于氣體壓力使閉合在模具中的熱熔型坯吹脹形成中空制品的方法，是第三種最常用的塑料加工方法，同時也是發(fā)展較快的一種塑料成型方法。吹塑用的模具只有陰模凹模與注塑成型相比，設(shè)備造價較低，適應(yīng)性較強，可成型性能好（如低應(yīng)力），可成型具有復(fù)雜起伏曲線 （ 形狀 ） 的制品。吹塑成型起源于19 世紀30年代。直到1979年以后，吹塑成型才進入廣泛應(yīng)用的階段。中空吹塑機主要是用于生產(chǎn)瓶、壺、罐、桶及小型異形件等各種單層、雙層（雙層）可視液位線吹塑中空制品，特別適用于PVC、PE、PC、PP、PS、PA等原料的中空吹塑。市場前景看好。

中空吹塑成型機原理為“擠—吹”成型。擠出機均采用變頻電機調(diào)速，既可獲得大的調(diào)速范圍以滿足不同制品的要求，又可使擠出型坯相當穩(wěn)定，以保證產(chǎn)品重量的統(tǒng)一。擠出機塑化的熔融塑料經(jīng)擠出機頭形成型坯，型坯進入模具吹塑成型，即完成一個循環(huán)。

中空吹塑機由機械，電氣，液壓，氣路，水路及伺服油源（選配）等部分組成：

機械部分包括：擠出裝置；機頭；移模和開合模機構(gòu)；機架；升降機構(gòu)；吹氣裝置；坯料電熱切刀；抬模頭裝置；除溢裝置等。

氣路部分：用于氣缸工作及制品的吹塑等部分。

水路部分：冷卻水供模具、機筒、吹針、減速箱等部位的冷卻用。

2. 系統(tǒng)描述

中空吹塑機采用變頻電機的調(diào)速控制系統(tǒng)；機頭及擠出機的加熱與溫控系統(tǒng)；動作程序控制系統(tǒng)（PLC）及相應(yīng)的安全防護系統(tǒng)等。人機界面采用觸摸屏輸入。

加料擠出裝置啟動轉(zhuǎn)矩較高，變頻器采用施耐德ATV58高力矩系列，ATV71系列等，PLC采用Twido 40點本體加擴展模塊；由于溫度加熱段一般都有6-8段，采用施耐德專用溫度模塊8路輸入。觸摸屏采用施耐德的XBTG觸摸屏做主站，PLC做從站，通訊使用Modbus協(xié)議。變頻器速度給定由外部電位計給定。Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標準。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設(shè)備的過程，如何回應(yīng)來自其它設(shè)備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

工藝流程：機筒模頭加熱保溫—啟動擠料—成型管坯—[合?！滇樕稀姛崆衅卸喂芘鳌ｎ^上—模架右移—吹針下移—吹氣冷卻定型—吹針微抽—拉底下—開?！_模吹針上—模架左移—拉底上—合模>自動循環(huán)。其中開模出成品。

3. 解決溫度漂移問題

由于中空吹塑機采用Twido PLC實現(xiàn)全自動控制，而中空吹塑成型機是通過加熱塑料粒子“擠—吹”成型的機器。主要的控制思想是：通過施耐德PLC溫度模塊每隔0.1s（可以人為改變采集一次的時間）采集一次信號，當達到采集十次時進行排序，取中間一個值，第一次開機作為溫度輸出值，同時送到中間變量中保存，直到保存到5次，除去兩個最大值，除去兩個最小值，取中間一個值作為正常溫度輸出值。PLC編程思想如下：

對于溫度加熱，采用溫度范圍（即溫度控制區(qū)域）來控制加熱器什么時候開，什么時候關(guān)，而不是采用溫度控制點來決定加熱器的開關(guān)。這樣溫度一旦加熱到設(shè)定溫度，即在穩(wěn)定的范圍內(nèi)加熱，同時加熱器接觸器也不是很頻繁的工作，接觸器（Contactor）是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當接觸器的電磁線圈通電后，會產(chǎn)生很強的磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。既保證了接觸器的使用壽命，又保證了溫度的穩(wěn)定性，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量有很大的幫助。具體編程思想如下：

為了最大限度的減少溫度漂移，在加熱器吸合的2秒內(nèi)，讓溫度模塊不采集信號，這樣可以減少由于接觸器吸合時電流對溫度的影響。

4. 結(jié)束語

中空吹塑機電氣控制系統(tǒng)采用觸摸屏+Twido PLC進行控制，各時間、壓力、溫度參數(shù)隨心可調(diào)，有報警查詢等，能適合各種功能的匹配。自動化程度高：能完成從上料到合格制品的全自動循環(huán)工作。采用施耐德全套方案，系統(tǒng)非常穩(wěn)定，溫度漂移非常小，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，得到客戶的高度贊譽。