下面以生产线缆外护套的过程举例,描述生产中各装置的结构与功能。生产线缆 外护套塑料挤出过程的流程示意图如图 2-1 所示。

图 2-1 塑料挤出生产线组成结构图

整个电缆外护套挤出生产线的工作过程:没有加上绝缘护套的电缆通过放线装置 后,从挤出机头部位穿出去,电缆经过挤出机机头后,外部就己被塑料材料包裹上形 成外套保护层。但是由于外套保护层通过挤出机时温度很高,而塑料材料具有很强的 可塑性,所以必须得经过冷却定型装置,让电缆外护层达到一定强度和外观形态等工 艺要求。之后经过牵引装置,牵引装置的最大用处就是给生产线中的电缆有一个适当 的速度继续前行。最终线缆进入收线装置,将包有外套保护层的电缆根据所需要的长 度切割下来,卷入线盘来保存起来。本课题就是以单螺杆塑料挤出机生产线缆外护套 的流程为例,对其计量加料控制过程进行相关研究。

2。1。2 挤出机计量加料控制的研究

挤出机计量加料控制的主要目标是用 PLC 控制实现物料的自动定量加入,降低 工人的劳动力,提升产品的质量及其生产率。自动计量加料主要是将真空抽吸到物料 容灌中的物料,通过控制器控制料阀的开关,把一定量的物料装卸到计量料斗里面的 过程。最后通过挤出机螺杆将物料由机头挤出。这时有三种方法可以用来测量料斗内

物料的变化情况并计算生产率。

1。在冷却定型箱的后面(塑料挤出制品冷却和定型处)放置一个米重计,用它来 检测制品单位长度的重量,测得的重量差异就能体现出挤出机生产中生产率的变化状 况[5]。然而,该种方法由于测量点距离产品出口点有一段较长的距离,这样测得的 数据并不是反映实时的生产过程,而是前一时间段的。因此用它来控制后一段的生产 加工过程,效率并不可观的,时间存在滞后,并不能准确的控制系统的稳定和精度。 而且米重计价格昂贵,所以该种方法不实用。

2。将压力传感器安装在挤出机出口或熔体泵的位置,通过测到的压力来计算挤出 机的生产率,这样虽然缩短了被测量点与挤出点的距离,但从挤出机生产率公式的分 析知道,生产率还受到众多因素的影响[6],并且它的作用机理是更繁杂,仅仅用这 样一个压力参数就得出来的数据精准性是非常局限的。

3。目前,国外广泛采取的一种方法:在挤出机的加料斗上安装一个称重传感器, 对料斗中的原料进行失重式计量。在微小时间间隔内,试图精确地测量出料斗中物料 的减少量,接着依据质量守恒原理,即减少量就等于挤出量的原则,测出挤出机的挤 出量,然后除以这段时间,就能算出当前时段产品的生产率。相比于米重计测量的方 案要好很多,并且它体积也小、价格较低、安装起来方便,能实现比较高的精准度。 这种控制技术在我国的生产线上还是较为少见的,但其他国家对它的已经比较普遍。

通过对以上三种方案的综合比较分析,第三种方法较为合理、实用和新颖,所以 选用第三种方案来设计本课题的计量加料控制系统。

2。2 硬件的选用及设计方案的拟定

2。2。1 称重传感器的选择及安装位置

称重传感器大概分为柱式、筒式、轮幅式、S 型、小量程、悬臂梁式及桥式几种。 其中,采用拉压采力的方式有三种,即 S 型、悬臂梁式和柱式重传感器。但是悬臂梁 式称重传感器在设计其采力机构时较为复杂,容易出现问题,这样就可能给传感器增 加了另外的力矩,必然会使称重传感器采集的信号出现误差。如果选用 S 型称重传感 器,上面的问题及迎刃而解了。被测物体直接作用于传感器上,使得传感器所受到的 是物体的纯重力,没有其它力和力矩的作用,所以利用选用 S 型称重传感器采集到的 重力信号是有效的。经过综合分析之后,选用 S 型 BK-2F 称重传感器,它能承受的

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