當前位置：全球供應(yīng)網(wǎng) > 技術(shù)中心 > 所有分類
| 鋁塑復(fù)合管自動配料系統(tǒng)的應(yīng)用 | 2020-03-09 |
| 摘要：介紹可編程計算機控制器(CAS)、直流調(diào)速系統(tǒng)和變頻器在鋁塑復(fù)合管自動配料系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過軟、硬件分析,可看出,可編程計算機控制器比常規(guī)可編程控制器性能更優(yōu),特別是它的多任務(wù)處理操作系統(tǒng)和通信能力。在鋁塑復(fù)合管自動化自動配料系統(tǒng)的應(yīng)用中,主站CAS2005與從CAS2003之間通過現(xiàn)場總線CAN通信。用幀驅(qū)動器能方便編寫與直流調(diào)速系統(tǒng)E590和變頻器的通信程序。 1概述 鋁塑復(fù)合管是一種新型環(huán)保建材,它集金屬管材和塑料管材之優(yōu)點于一體,具有易彎曲、耐壓、耐腐蝕,不結(jié)垢,無污染,保溫性能好,安裝方便等諸多優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于給水、煤氣、化工流體輸送等行業(yè)。該產(chǎn)品在上世紀80年代就已由歐美發(fā)達國家研究開發(fā)出來,在我國還是近幾年才開始推廣使用。鋁塑復(fù)合管的結(jié)構(gòu)特點是內(nèi)外層為聚乙烯,中間為鋁合金。聚乙烯與鋁合金之間通過具有雙重親合性的熱熔膠復(fù)合而成。 CAS是綜合了PLC和工業(yè)計算機優(yōu)點的新一代可編程計算機控制器,具備各種標準的控制功能,支持多任務(wù)分時操作系統(tǒng)。其硬件采用了模塊化的靈活配置,可帶電插撥,可靠性高。多處理器和智能I/O技術(shù)使其智能性強,使用開放式總線結(jié)構(gòu),與各種系統(tǒng)通信方便。提供了結(jié)構(gòu)化高級語言PL2000(類似C語言),也可使用梯形圖(LAD),指令表(STL)編程。且具有強大的數(shù)據(jù)運算和處理能力。本文介紹CAS的軟、硬件特點和以CAS2005為主站,兩臺CAS2003為從站的鋁塑復(fù)合管自動配料系統(tǒng)自動配料系統(tǒng)。 2鋁塑復(fù)合管工藝流程 鋁塑復(fù)合管自動配料系統(tǒng)采用多任務(wù)操作系統(tǒng)和通信能力，利用單螺桿擠出機,主電機直流75kW,由數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動。其功能是將塑料顆粒擠成塑料管,作為鋁塑復(fù)合管的內(nèi)管；真空定徑水槽用于塑料內(nèi)管的定徑和冷卻；內(nèi)管牽引是履帶式牽引機,牽引電機是三相交流電機,1.5kW由變頻器驅(qū)動；內(nèi)管涂膠擠出機,主電機直流55kW,由數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)E590驅(qū)動,其功能是擠出粘接鋁帶和塑料內(nèi)管的熱熔膠;鋁帶開卷是輸送鋁塑復(fù)合管中所用鋁帶；鋁帶對接是兩卷鋁帶頭尾的對齊與焊接,以保證生產(chǎn)連續(xù)進行和產(chǎn)品可具有任意長度；焊管牽引是在包住塑料內(nèi)管及涂膠層的鋁帶經(jīng)復(fù)合成型壓成管狀后的牽引,主電機是三相交流電機,3kW,由變頻器驅(qū)動；焊接平臺是將管狀鋁帶焊接成包住塑料內(nèi)管的鋁管,用氬弧焊機,9.7Kva；鋁管牽引也是履帶牽引機,主電機為三相交流電機,5.5kW,也是由變頻器驅(qū)動；外管涂膠擠出機,主電機為直流55kW,由數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)E590驅(qū)動,功能是擠出熱熔膠；外管擠出機主電機為直流45kW,由數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)E590驅(qū)動,功能是擠出鋁塑復(fù)合管的外管;成材牽引機也是履帶牽引機,主電機是三相交流電機,1.5kW由變頻器驅(qū)動；切割機是1.1kW的三相交流電機,不變速,用于按訂貨長度分斷鋁塑復(fù)合管；卷繞機是用于卷取鋁塑復(fù)合管的成品,主電機直流1.5kW,其速度給定信號來自2站的模擬模塊,與CAS之間沒有通訊聯(lián)系。 3可編程計算機控制器的特點 與工控機(IPC)、集散自動配料系統(tǒng)(DCS)、可編程控制器(PLC)相比,CAS充分利用了微機、現(xiàn)場總線和軟件等方面的*成熟技術(shù),采用了優(yōu)秀的、具有前瞻性的設(shè)計思想,代表了工業(yè)自動化產(chǎn)品的發(fā)展方向。CAS采用了高性能的16位和32位的CPU,使運算速度得到保證。I/O處理器主要負責網(wǎng)絡(luò)及配料系統(tǒng)的管理。在一個模塊上有3個處理器,它們既相互獨立,又相互關(guān)聯(lián)(通過DPR),從而使主CPU的資源得到了合理使用,同時又限度地提高了整個配料系統(tǒng)的速度。同時,CAS在硬件上采用了高達100K～16M的應(yīng)用程序存儲器(一般PLC都只有幾十K),使其可運行較大的軟件。其多任務(wù)分時操作系統(tǒng),可以將整個操作界面分成數(shù)個分別具有不同優(yōu)先權(quán)的任務(wù)等級(TaskClass)。其中優(yōu)先權(quán)高的任務(wù)等級,有著較短的執(zhí)行周期(周期可由用戶設(shè)定)。而且每個任務(wù)等級可包含多個具體任務(wù),這些任務(wù)中間可以再細分優(yōu)先權(quán)的高低。在這種操作系統(tǒng)的管理下,優(yōu)先權(quán)高的任務(wù)等級總是先被執(zhí)行,剩下的時間里可執(zhí)行優(yōu)先權(quán)較低的任務(wù)等級。這樣使得整個自動配料系統(tǒng)得到優(yōu)化,具有較高的實時性。 CAS引入的智能分布式控制思想和現(xiàn)場總線技術(shù),使CAS具有強大的通信和網(wǎng)絡(luò)功能。既可通過如PROFIBUS、CAN的開放式標準現(xiàn)場總線組成面向應(yīng)用、面向未來的工業(yè)控制方案,也提供給用戶FRAMEDRIVER(幀驅(qū)動器)以方便實現(xiàn)與第三家產(chǎn)品連接通信。另外,還可以通過MODEM實現(xiàn)遠程編程和軟件維護。CAS的硬件和軟件都是模塊化的,可以根據(jù)設(shè)計者的控制需要組合成具有廠家應(yīng)用特點的專用自動配料系統(tǒng),并具有靈活的自由聯(lián)網(wǎng)和擴展能力。CAS的智能模塊內(nèi)部有自己的CPU,閉環(huán)回路本身調(diào)節(jié)由智能模塊自己完成。過程控制的PID調(diào)節(jié)可以達到50μs一個回路。 4自動配料系統(tǒng)的構(gòu)成和功能 4.1配料系統(tǒng)的硬件組成 鋁塑復(fù)合管自動配料系統(tǒng)選用CAS2005作為主站,包括電源模塊PS465,處理器模塊和接口模塊IF060。兩個從站都選用CAS2003,包括溫度輸入模塊,模擬量輸入模塊,模擬量輸出模塊,數(shù)字量輸入模塊,數(shù)字量輸出模塊。1從站控制內(nèi)管部分,2從站控制外管部分,主站和兩個從站通過現(xiàn)場CAN總線實現(xiàn)實時通訊。運行編程平臺PG2000的編程器(可用運行Windows操作系統(tǒng)的微機)接在主站進行編程。Provit5000用于主站的操作、顯示、控制。兩個Panelware2000分別用于兩個從站的顯示和操作。4臺E590直流調(diào)速系統(tǒng)分別驅(qū)動內(nèi)管擠出、內(nèi)管涂膠擠出、外管擠出、外管涂膠擠出直流電機,它們通過主站處理器模塊的IF2口以RS422與CAS通訊,由CAS統(tǒng)一調(diào)整控制參數(shù)和給定值。5臺變頻器分別用于內(nèi)管牽引、內(nèi)管涂膠牽引、焊管牽引、鋁管牽引和成材牽引的三相交流電動機的驅(qū)動,它們通過主站接口模塊的IF2口以RS485方式與CAS通訊。 4.2配料系統(tǒng)的軟件設(shè)計 稱重配料系統(tǒng)用CAS編制用戶程序相對于傳統(tǒng)的PLC編程的一個顯著的優(yōu)點是它的多任務(wù)處理能力。它非常適合于控制功能復(fù)雜、對實時性要求高的鋁塑復(fù)合管自動配料系統(tǒng)?；贑PU上分時多任務(wù)操作系統(tǒng)和PG2000編程軟件包所提供的靈活多樣的支持,整個系統(tǒng)的控制程序采用PL2000高級語言和LAD(梯形圖)混合編制,根據(jù)其不同功能編出獨立的程序塊,并按實時性要求設(shè)定優(yōu)先級。鋁塑復(fù)合管自動配料系統(tǒng)的主要任務(wù)(應(yīng)用程序模塊)及編程要點為: (1)牽引速度的控制與協(xié)調(diào) 牽引速度的控制在鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)中是至關(guān)重要的。它直接影響擠出的管材尺寸和焊接質(zhì)量。如牽引速度太慢,焊頭在鋁帶上停留的時間長,易將鋁帶焊穿；如牽引速度太快,焊接速度跟不上,則焊不牢。牽引速度還要與擠出速度相匹配,如牽引速度過大,管子表面會出現(xiàn)竹節(jié)現(xiàn)象；牽引速度過低則會出現(xiàn)管材直徑過大而超差。 系統(tǒng)中牽引速度是根據(jù)焊接速度、擠出速度按一定的公式計算出速度給定值,通過主站接口模塊的IF2口,以RS485的通信方式送到各變頻器的,并在軟件中將設(shè)定速度與實際速度進行比較,形成速度閉環(huán)控制。 (2)溫度的控制 擠出溫度、模具溫度以及預(yù)熱、冷卻溫度直接影響成品管的表面質(zhì)量。配料系統(tǒng)中溫度采用集中控制,可以直接在人機界面上顯示實際溫度和設(shè)定溫度,從而對加熱、冷卻單元進行監(jiān)控處理和對超溫和低溫進行報警。在軟件中還采取了自學(xué)習(xí)功能,即自動記錄不同時段、不同原料、不同模具下系統(tǒng)所需的參數(shù),存放于CAS的數(shù)據(jù)模塊中。軟件可以自動計算出不同溫控所需的PID參數(shù),溫度控制精度可達±1°C。 (3)擠出量控制 稱重配料系統(tǒng)擠出量是由CAS主站處理器上的通信端口IF2,以RS422與E590直流傳動系統(tǒng)通信,調(diào)節(jié)直流電機的轉(zhuǎn)速(即擠出機螺桿的轉(zhuǎn)速)來調(diào)整的。擠出量是按管徑和牽引速度用公式計算出來的,以內(nèi)外管徑符合標準、表面光潔為宜。 (4)通信程序 稱重配料系統(tǒng)在鋁塑復(fù)合管的應(yīng)用程序中,通信程序是很關(guān)鍵的。在CAS主站和從站之間,主站和擠出機的直流調(diào)速系統(tǒng),主站與牽引機的變頻器都是靠通信進行數(shù)據(jù)交換的。主站和從站之間通過CAN總線實現(xiàn)通信。CAN總線是性能價格比很好的一種控制總線。為方便用戶實現(xiàn)CANBUS,CAS產(chǎn)品提供支持CANBUS的硬件模塊并自帶CAN接口。因此,很容易實現(xiàn)CANBUS物理連接,并通過簡單參數(shù)設(shè)置實現(xiàn)CAS系列產(chǎn)品之間的通信。 傳統(tǒng)的PLC其可擴展性和開放性都較差,尤其是引入第三方設(shè)備和應(yīng)用多種通信規(guī)約時,就顯得更困難。幀驅(qū)動器是為實現(xiàn)與第三方設(shè)備之間進行通信而設(shè)計的軟件工具箱。通常的數(shù)據(jù)通信,用戶必須對端口的細節(jié)了解很清楚,才能通過編程對接口各管腳進行。 | |
全球供應(yīng)網(wǎng)APP
全球供應(yīng)網(wǎng)移動端
關(guān)于我們 企業(yè)建站 本站服務(wù) 會員服務(wù) 旗下網(wǎng)站 友情鏈接 興旺通 意見反饋
銷售熱線：0571-87209775 客服熱線：0571-81020280 采購熱線：0571-87759925
服務(wù)咨詢
網(wǎng)站客服媒體合作采購咨詢投訴熱線
