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1引言
高密度聚乙烯可制作各種包裝物大小容器管道玩具日用品等制品是發(fā)展塑料加工業(yè)豐富人民生活不可缺少的原材料國內(nèi)聚氯乙烯消費(fèi)一直保持較高的增長速度而現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)絕大多數(shù)規(guī)模小工藝落后生產(chǎn)率低無法滿足市場日益增長的需求將各種先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在聚乙烯包裝生產(chǎn)線上以實(shí)現(xiàn)包裝生產(chǎn)線的高自動化高性能已迫在眉睫FVR-E11S系列富士變頻器強(qiáng)功能小型化動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制與PLC一起用在自動化定量包裝碼垛生產(chǎn)線上能自動地完成計(jì)量填充封口碼垛的全過程使控制系統(tǒng)變得簡潔方便由于其自動化程度較高極大地提高了生產(chǎn)效率。
2低壓力高密度聚乙烯包裝工藝及生產(chǎn)線
高密度聚乙烯生產(chǎn)方法以高純度乙烯為主要原料丙烯或1-丁烯為共聚單體以己烷為溶劑使用高活性催化劑在約78850.130.70MPa低壓條件下進(jìn)行聚合再經(jīng)干燥混煉擠壓造粒篩分均化等得到密度為0.9400.970g/cm3的聚乙烯顆粒經(jīng)包裝碼垛生產(chǎn)出性能優(yōu)良的高密度聚乙烯產(chǎn)品包裝工藝流程如圖1所示。
自動化包裝聚乙烯顆粒的主要作業(yè)動作是稱重裝袋和碼垛該生產(chǎn)線采用雙秤式電子定量秤對物料進(jìn)行全自動稱重并顯示稱重結(jié)果所謂碼垛就是將傳送帶上的料袋,按每層5三橫二豎,下層的袋間縫隙由上層的料袋砌壓,使袋垛穩(wěn)固,以便用叉車將其入庫貯存或出庫裝運(yùn)為了不使因工件速度很高而突然損壞工件外觀質(zhì)量碼垛設(shè)備應(yīng)包括驅(qū)動碼垛機(jī)走行方向的推袋電機(jī)驅(qū)動升降臺升降的升降電機(jī)驅(qū)動貨叉出叉及收叉動作的托盤叉電機(jī)及相應(yīng)的變頻器機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)等以實(shí)現(xiàn)工件的自動堆垛。

3FVR-E11S系列富士變頻器特點(diǎn)
FVR-E11S系列富士變頻器是強(qiáng)功能小型化動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制型變頻器矢量控制是以磁場監(jiān)控智能控制等現(xiàn)代化的控制理論為基礎(chǔ)直接控制力矩的其內(nèi)藏電流矢量控制功能可實(shí)現(xiàn)高力矩控制高精度速度性能變頻矢量控制是基于交流電機(jī)的電流控制把交流電流按磁場坐標(biāo)軸分解為轉(zhuǎn)矩分量和磁場分量分別加以控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)和精確控制以很高的速度精度進(jìn)行寬范圍的速度運(yùn)行并適用于直流傳動的場合FVR-E11S系列富士變頻器特點(diǎn)。
(1)體積小性能高當(dāng)頻率為0.5Hz電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩提高到200%時(shí)低速范圍轉(zhuǎn)矩脈動比以前的變頻器約小1/2。
(2)具有各種智能化功能如自動節(jié)能PID控制自整定和RS485通信等。
(3)豐富的保護(hù)及維護(hù)功能如增加輸入電涌電流抑制和壽命預(yù)報(bào)等。
4控制系統(tǒng)硬件配置
聚乙烯包裝生產(chǎn)線由1臺PC機(jī)兩套PLC和變頻伺服系統(tǒng)等組成控制核心其硬件框圖如圖。
2所示PLC選用美國Allen-Bradley(A-B)公司
SLC500系列PLC框架式結(jié)構(gòu)具有在線編程功能程序處理速度快特別適合應(yīng)用在連續(xù)處理,如高速包裝分揀和物料輸送等場合CPU采用1747-5325/03具有極快的I/O處理速度能夠滿足現(xiàn)代生產(chǎn)線對速度的越來越高地要求同時(shí)可用于伺服電機(jī)的驅(qū)動使用非常方便。

PLC控制系統(tǒng)主要包括中央處理單元SLC500/03及I/O擴(kuò)展單元檢測元件光電開關(guān)和接近開關(guān)等操作面板包括觸摸屏按鈕開關(guān)和指示燈控制元件包括交流接觸器和電磁閥以及執(zhí)行元件包括電動機(jī)氣缸變頻調(diào)速器稱重控制器金屬檢測器等幾部分觸摸屏作為設(shè)備控制的操作界面接受來自操作人員的操作指令并指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)PLC自動循環(huán)掃描各個(gè)輸入輸出點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)并根據(jù)梯形圖程序所確定的邏輯關(guān)系更新輸出點(diǎn)的狀態(tài)來控制電動機(jī)的啟停和氣缸的動作PLC還要與上位機(jī)進(jìn)行通訊接受上位機(jī)的命令和數(shù)據(jù)。
對于碼垛機(jī)的運(yùn)動除要求準(zhǔn)確定位外還要提高碼垛速率因此對其速度要進(jìn)行控制推袋機(jī)分層機(jī)及升降機(jī)的調(diào)速分別采用FVR-E11S系列富士變頻器驅(qū)動相應(yīng)的電動機(jī)每個(gè)變頻器都有一個(gè)單獨(dú)的保護(hù)斷路器目的是在變頻器發(fā)生過載和短路時(shí)切斷電源。
5控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本控制系統(tǒng)的軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方案而過載保護(hù)限位保護(hù)聯(lián)鎖及互鎖等系統(tǒng)的基本功能由主程序完成模塊化設(shè)計(jì)有如下子程序計(jì)量子程序包裝子程序碼垛子程序轉(zhuǎn)位子程序編組子程序托盤輸送子程序等碼垛子。
程序框圖如圖3所示

6結(jié)論
高性能變頻器和可編程控制技術(shù)PLC應(yīng)用于包裝生產(chǎn)線上將包裝生產(chǎn)線作為一個(gè)完整系統(tǒng)在統(tǒng)一的集中的計(jì)算機(jī)監(jiān)控下實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程最優(yōu)化,可提高系統(tǒng)的智能化程度和可靠性同時(shí)豐富的軟件功能庫在包裝生產(chǎn)線上應(yīng)用計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測和優(yōu)化控制充分發(fā)掘信息資源用于生產(chǎn)過程統(tǒng)計(jì)管理和設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)制造業(yè)自動化該生產(chǎn)線已在齊魯石化公司成品車間應(yīng)用各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了技術(shù)要求極大地提高了生產(chǎn)效率深受用戶的好評。
 

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