一種用于制備90℃聚氯乙烯電纜料的自動控制系統技術方案

本發明專利技術涉及一種用于制備90℃聚氯乙烯電纜料的自動控制系統，包括電源模塊、上位機、共用可編程控制器以及與共用可編程控制器通過智能I/O模塊相連的自動配料稱量模塊、智能溫控模塊、壓力控制模塊、動力驅動模塊故障急停模塊、故障報警模塊和自動包裝控制模塊，所述上位機與共用可編程控制器通過現場總線通信，所述電源模塊為整個控制系統供電。本系統集自動計量配料、物料自動輸送、自動混煉、生產工藝參數自動調整以及人機交互模塊等功能于一體形成封閉式生產模式，大大提升了PVC電纜料生產線的自動化程度，有效降低了操作人員的勞動強度，降低了生產工時費用和物料消耗，收到了明顯的經濟效果。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】一種用于制備90°C聚氯乙烯電纜料的自動控制系統
本專利技術涉及一種自動化控制系統，具體地說是一種用于制備90°C聚氯乙烯電纜料的雙螺桿擠出機自動控制系統。
技術介紹
聚氯乙烯(PVC)是一種高粘度、熱敏性的高分子熱塑性材料，是目前使用最廣泛的塑料之一。聚氯乙烯電纜料(以下簡稱“PVC電纜料”)是由聚氯乙烯系列的樹脂為原料，加入增塑劑、穩定劑、阻燃劑及其他特殊加工助劑等，經混合、擠出、塑化造粒而成。目前，為了滿足電線電纜行業產品更新換代的需要，要求PVC電纜料的耐熱等級為70°C、90°C和105°C，而數耐熱90°C PVC電纜料應用最為廣泛。傳統的PVC電纜料加工生產線，由人工稱量投料，人工控制高速捏合機、密煉機混煉加工，操作者的主觀隨意性較強，量值誤差較大，嚴重影響了產品質量的穩定性。此外，由于生產PVC電纜料的物料多為粉料和油料，人工加料勞動強度大，環境污染驗證，直接影響到操作者的身心健康。因此，提高PVC電纜料產品質量的穩定性以及改善加工環境一直受到PVC電纜料生產企業的重視。目前，雙螺桿擠出機主要由主機、輔助裝置以及控制系統組成，它是PVC電纜料加工生產機械中的一種重要設備，它集高分子材料的擠出成型和混煉加工于一體，大大簡化并縮短了 PVC電纜料的生產工序，擠出機高速、高產，使PVC電纜料生產廠以低成本換取高產出和高利潤。然而，雙螺桿擠出機的螺桿轉速高速化也帶來了一系列需要克服的難點:如物料在螺桿內停留時間減少會導致物料混煉塑化不均，物料經受過度剪切可能造成物料急驟升溫和熱分解，擠出穩定性控制困難會造成擠出物幾何尺寸波動等。鑒于現有技術中存在的技術問題，因此，迫切的需要提高相關的輔助裝置或控制系統的自動化程度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于制備90°C聚氯乙烯電纜料的自動控制系統，該系統集自動計量配料、物料自動輸送、自動混煉、生產工藝參數自動調整以及人機交互模塊等功能于一體形成封閉式生產模式，大大提升了 PVC電纜料生產線的自動化程度，有效降低了操作人員的勞動強度，降低了生產工時費用和物料消耗，收到了明顯的經濟效果。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為，一種用于制備90°C聚氯乙烯電纜料的自動控制系統，包括上位機、共用可編程控制器、自動配料稱量模塊、智能溫控模塊、壓力控制模塊、動力驅動模塊和電源模塊，所述上位機至少包括人機交互模塊和數據存儲模塊，所述上位機與共用可編程控制器通過現場總線通信，所述智能溫控模塊、自動配料稱量模塊、壓力控制模塊和動力驅動模塊通過智能I/O模塊與共用可編程控制器相連，所述電源模塊為整個控制系統供電。作為本專利技術的一種改進，該自動控制系統還包括故障急停模塊、故障報警模塊和自動包裝控制模塊，所述故障急停模塊、故障報警模塊和自動包裝控制模塊通過智能I/o模塊與共用可編程控制器相連。作為本專利技術的一種改進，所述自動配料稱量模塊包括稱重傳感器，所述智能溫控模塊包括溫度傳感器和固態繼電器，所述壓力控制模塊包括壓力變送器和壓力比例調節器，所述動力驅動模塊包括變頻調速器和電磁閥。作為本專利技術的一種改進，所述共用可編程控制器采用西門子S7-300 PLC0作為本專利技術的一種改進，所述現場總線采用PR0FIBUS-DP總線。 作為本專利技術的一種改進，所述自動包裝控制模塊包括稱重傳感器和接觸器。相對于現有技術，本專利技術實現了 PVC電纜料生產線的全自動化操作，對接入控制系統中的所有設備進行自動數據采集和控制，實現整個生產線的穩定運行；操作人員通過上位機中的人機交互模塊進行物料配比、溫度、壓力、混煉時間、電機轉速等所有生產工藝參數設置，并且人機交互模塊上能夠動態集中、直觀地顯示生產線的工作過程、實時數據測量值、監控點、報警點及報警狀態等實時運行狀況，為系統的安全、穩定、經濟運行提供了良好的依據。【附圖說明】圖1為雙螺桿擠出機的一般結構圖。圖2為本專利技術的自動控制系統的結構框圖。圖中:1-機架，2-塑化系統，3-電氣控制柜，4-機頭，5-加熱冷卻裝置，6-調速裝置，7-加料裝置，8-減速箱，9-驅動電機，10-排氣口。【具體實施方式】為了加深對本專利技術的理解和認識，下面結合附圖對本專利技術作進一步描述和介紹。如圖1所示，雙螺桿擠出機的主機主要由機架1、塑化系統2(包括螺桿和機筒等)、傳動系統(包括驅動電機9、減速箱8和調速裝置6)、加熱冷卻裝置5 (包括電加熱器、風冷電機和排氣口 10等)和電氣控制柜3組成，其中，螺桿是直接關系到90°C PVC電纜料的塑化效果和產量，螺桿在機筒內旋轉工作是在高溫、高壓大扭矩的條件下進行的，由于它在旋轉過程中，主要靠螺棱對物料進行剪切塑化，并推動物料前移，因而螺棱承受巨大的剪切應力和摩擦力。機筒內部一般分為加料段、混煉段和擠出造粒段，經預混合好的物料從加料口進入擠出機筒，經機筒第一段為加料段，物料在此階段不會熔融，隨螺桿傳動，物料被帶入機筒的混煉段，該段為加熱階段，物料開始熔融，物料件的摩擦力增加，形成高粘體，繼續隨螺桿傳動進入高剪切的基礎造粒段，使它很有效分離顏料聚集體，達到充分分散的目的。傳動系統在上述整個過程中為螺桿提供動力，以保證螺桿在工作過程中具備所需的扭矩和轉速。加熱冷卻裝置5是為了保證擠出機能夠正常運轉，以及保持擠出機有恒定的工藝溫度。在90°C PVC電纜料的生產過程中，機筒上的電加熱器和風冷電機交替工作，從而使得機筒工作溫度恒定在90°C PVC電纜料的生產工藝溫度范圍內。雙螺桿擠出機的輔助裝置一般包括加料裝置7、機頭4、定型裝置和儲料裝置等，主要根據廠商的要求進行配置。如圖2所示，一種用于制備90°C聚氯乙烯電纜料的自動控制系統，設置于雙螺桿擠出機的電氣控制柜3內，包括上位機、共用可編程控制器、自動配料稱量模塊、智能溫控模塊、壓力控制模塊、動力驅動模塊和電源模塊。所述上位機至少包括人機交互模塊和數據存儲模塊，操作人員能夠通過人機交互模塊很直觀地進行生產線自動化的控制操作。所述上位機與共用可編程控制器通過PROFIBUS-DP現場總線通信，具體通過專用PROFIBUS通訊卡CP5611進行通信。所述共用可編程控制器采用西門子S7-300 PLC0所述智能溫控模塊、自動配料稱量模塊、壓力控制模塊和動力驅動模塊通過智能I/O模塊與西門子S7-300 PLC相連，所述電源模塊為整個自動控制系統進行供電。所述自動配料稱量模塊包括稱重傳感器，用于自動控制加料裝置7。所述智能溫控模塊包括溫度傳感器和固態繼電器，智能溫控模塊通過固態繼電器與電加熱器以及冷卻風機電連接，通過控制固態繼電器的開合進而對電加熱器和冷卻風機的工作與否進行切換。溫度傳感器設置在塑化系統2、機頭4、加熱冷卻裝置5及加料裝置7內。所述壓力控制模塊包括壓力變送器和壓力比例調節器，所述壓力變送器設置在塑化系統2和機頭4內。所述動力驅動模塊包括變頻調速器和電磁閥，變頻調速器設置在調速裝置內，電磁閥設置在減速箱內。該自動控制系統還包括故障急停模塊、故障報警模塊和自動包裝控制模塊，所述自動包裝控制模塊包括稱重傳感器和接觸器，所述故障急停模塊、故障報警模塊和自動包裝控制模塊通過智能I/o模塊與共用可編程控制器相連。操作人員能夠通過故障急停模塊使發生故障的裝置立即停止工作，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于制備90℃聚氯乙烯電纜料的自動控制系統，其特征在于：包括上位機、共用可編程控制器、自動配料稱量模塊、智能溫控模塊、壓力控制模塊、動力驅動模塊和電源模塊，所述上位機至少包括人機交互模塊和數據存儲模塊，所述上位機與共用可編程控制器通過現場總線通信，所述智能溫控模塊、自動配料稱量模塊、壓力控制模塊和動力驅動模塊通過智能I/O模塊與共用可編程控制器相連，所述電源模塊為整個控制系統供電。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王躍堂，唐成兵，徐耀頻，
申請(專利權)人：鹽城市科恒達材料有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32