毕业设计---工业特殊原料自动下料中的PLC控制系统.doc

工业特殊原料自动下料中的PLC控制系统
摘要:本文以PLC为控制核心,辅以必要的外围电路,设计了一个工业特殊原材料自动下料控制系统。本控制系统由PLC进行二次电路控制,再由一次电路去控制电磁阀、电机、变频器、传感器等电气元件实现控制要求。本控制系统完成了原材料自动称量配合,并对配好的原材料进行干燥除湿除尘的特殊处理,最后将特殊处理过的原材料进行抽真空搅拌均匀。本控制系统已在双向拉伸尼龙生产线上试运行,大大提高了生产效率,节省人工成本,具有很好的推广价值。
关键词:PLC 变频器电磁阀电机
目录
1前言 2
2系统方案分析与设计 3
工艺需求分析 3
自动配料方案设计 3
干燥、除湿、除尘方案设计 4
抽真空处理方案设计 5
系统电气原理框架图及原料管道走向图 6
3 电气元件选型 10
PLC选型 10
11
12
 称重传感器选定 14
15
18
19
19
20
22
4软件设计 25
25
27
5调试 28
6总结 29
7附录 30
30
PLC程序图 54
触摸屏程序图 80
8参考文献 86
1前言
双向拉伸尼龙(“Biaxially Oriented Poly amide”,简称BOPA)薄膜作为高阻隔性薄膜基材,目前正在成为继BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)、BOPET(双向拉伸聚酯薄膜)薄膜之后的拉伸薄膜家族中的第三大品种。
BOPA薄膜的研制开发始于20世纪70年代,其生产流程和工艺方面的控制,很大程度上借鉴了BOPP(产生于20世纪50年代)相关方面的经验。BOPA薄膜80%以上用于食品包装,主要用于蒸煮食品、冷冻真空食品、鲜肉、奶酪、香味食品及盖材等,所以在工艺发面要求是相当严格的。BOPA薄膜生产工艺流程主要包括下面几个阶段:原料配制准备→原料熔融→塑化挤出→过滤→纵向拉伸→横向拉伸→电晕处理→收卷→时效处理→分切→成品。
在传统模式下原料配制准备阶段完全依靠人工完成,原料的配料称重是由人手工去完成的,然后再由工人将配好的原料拿到除湿干燥机里进行干燥除湿;工人再将干燥除湿好的原料加入到转换料筒,在转换料桶处于大气压状态时加料,加好料后将转换料桶封闭,并将其抽成真空状态,最后将抽完真空的原料加入待融仓。由于传统原料配制准备阶段大量的人工干预,容易造成称重精度不达标,干燥除湿不充分,抽真空不完全等问题,进而影响产品的质量。
随着工业自动化的发展和PLC的产生,设备供应商开始对各种生产设备进行改进,使得原料配置准备阶段自动化程度越来越高,控制点越来越细,BOPA自动下料系统也随之产生了。借助自动下料控制系统,原料处理变得更加完美:如称重配料的精确更高,除湿干燥除尘的控制过程更加稳定,抽真空处理更加完全了[1]。
由于BOPA薄膜对工艺精度要求特别高,物料配合重量的精确和原料干燥干净的好坏就直接影响了产品的质量。如果配料不精确,会导致后期成品膜的厚度不均匀,接着就会导致膜上打的静电不均匀,膜的韧性也会受到影响。所以前期原料的处理会对整个生产品质产生很大的影响;所以原料处理的好坏会直接影响到整个生产流程。自动化下料控制系统在BOPA薄膜生产中的应用,使得工艺精度得到了提高,产品质量得到保证,而且大幅度提高了生产效率,节省了人力,降低生产成本。
由于我国复合薄膜的生产始于20世纪80年代后期,在该行业起步比较晚发展较慢,现在的生产技术水平还比较低,绝大部分设备及控制系统都依赖于进口,我国在这一领域的发展空间比较大。
2系统方案分析与设计
工艺需求分析
本文设计的自动下料控制系统主要应用在食品包装膜(双向拉伸尼龙)的生产线上,整个控制系统分为三个阶段:原材料的称重配料;原材料的干燥、除湿、除尘处理;原材料的真空搅拌。控制系统的整个工艺流程图如下图1所示。
原料准备
称重配料
干燥除湿除尘
真空处理
真空拌料
人工补料
图1 原材料处理工艺流程图
控制系统获得每个原材料准备仓中原材料的实时重量,如果准备仓中的原材料重量低于系统设置的补料下限时,系统就会提示人工通过补料口对准备仓进行补料;根据生产下发的配料任务,控制系统调用对应的配料工艺,并且按照工艺人员事先设置好的工艺配方,在配料仓中完成原材料的称重配合;配合好的原材料需要进行干燥、除湿、除尘处理,根据现场生产的实际要求,采用热风循环流通方式完成对原材料的干燥除湿,在