中空吹塑機(jī)電氣控制系統(tǒng)的原理、組成及溫漂問題解決

1. 概述

中空吹塑成型是將從擠出機(jī)擠出的，尚處于軟化狀態(tài)的管狀熱塑料性塑料坯料放入成型模內(nèi)，然后通入壓縮空氣，利用空氣的壓力使坯料沿模腔變形，從而吹制成頸口短小的中空制品。空吹塑又稱吹塑模塑 是借助于氣體壓力使閉合在模具中的熱熔型坯吹脹形成中空制品的方法，是第三種最常用的塑料加工方法，同時(shí)也是發(fā)展較快的一種塑料成型方法。吹塑用的模具只有陰模凹模與注塑成型相比，設(shè)備造價(jià)較低，適應(yīng)性較強(qiáng)，可成型性能好（如低應(yīng)力），可成型具有復(fù)雜起伏曲線 （ 形狀 ） 的制品。吹塑成型起源于19 世紀(jì)30年代。直到1979年以后，吹塑成型才進(jìn)入廣泛應(yīng)用的階段。中空吹塑機(jī)主要是用于生產(chǎn)瓶、壺、罐、桶及小型異形件等各種單層、雙層（雙層）可視液位線吹塑中空制品，特別適用于PVC、PE、PC、PP、PS、PA等原料的中空吹塑。市場(chǎng)前景看好。

中空吹塑成型機(jī)原理為“擠—吹”成型。擠出機(jī)均采用變頻電機(jī)調(diào)速，既可獲得大的調(diào)速范圍以滿足不同制品的要求，又可使擠出型坯相當(dāng)穩(wěn)定，以保證產(chǎn)品重量的統(tǒng)一。擠出機(jī)塑化的熔融塑料經(jīng)擠出機(jī)頭形成型坯，型坯進(jìn)入模具吹塑成型，即完成一個(gè)循環(huán)。

中空吹塑機(jī)由機(jī)械，電氣，液壓，氣路，水路及伺服油源（選配）等部分組成：

機(jī)械部分包括：擠出裝置；機(jī)頭；移模和開合模機(jī)構(gòu)；機(jī)架；升降機(jī)構(gòu)；吹氣裝置；坯料電熱切刀；抬模頭裝置；除溢裝置等。

氣路部分：用于氣缸工作及制品的吹塑等部分。

水路部分：冷卻水供模具、機(jī)筒、吹針、減速箱等部位的冷卻用。

2. 系統(tǒng)描述

中空吹塑機(jī)采用變頻電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)；機(jī)頭及擠出機(jī)的加熱與溫控系統(tǒng)；動(dòng)作程序控制系統(tǒng)（PLC）及相應(yīng)的安全防護(hù)系統(tǒng)等。人機(jī)界面采用觸摸屏輸入。

加料擠出裝置啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高，變頻器采用施耐德ATV58高力矩系列，ATV71系列等，PLC采用Twido 40點(diǎn)本體加擴(kuò)展模塊；由于溫度加熱段一般都有6-8段，采用施耐德專用溫度模塊8路輸入。觸摸屏采用施耐德的XBTG觸摸屏做主站，PLC做從站，通訊使用Modbus協(xié)議。變頻器速度給定由外部電位計(jì)給定。Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)求訪問其它設(shè)備的過程，如何回應(yīng)來自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

工藝流程：機(jī)筒模頭加熱保溫—啟動(dòng)擠料—成型管坯—[合模—吹針上—電熱切片切段管坯—抬模頭上—模架右移—吹針下移—吹氣冷卻定型—吹針微抽—拉底下—開?！_模吹針上—模架左移—拉底上—合模>自動(dòng)循環(huán)。其中開模出成品。

3. 解決溫度漂移問題

由于中空吹塑機(jī)采用Twido PLC實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，而中空吹塑成型機(jī)是通過加熱塑料粒子“擠—吹”成型的機(jī)器。主要的控制思想是：通過施耐德PLC溫度模塊每隔0.1s（可以人為改變采集一次的時(shí)間）采集一次信號(hào)，當(dāng)達(dá)到采集十次時(shí)進(jìn)行排序，取中間一個(gè)值，第一次開機(jī)作為溫度輸出值，同時(shí)送到中間變量中保存，直到保存到5次，除去兩個(gè)最大值，除去兩個(gè)最小值，取中間一個(gè)值作為正常溫度輸出值。PLC編程思想如下：

對(duì)于溫度加熱，采用溫度范圍（即溫度控制區(qū)域）來控制加熱器什么時(shí)候開，什么時(shí)候關(guān)，而不是采用溫度控制點(diǎn)來決定加熱器的開關(guān)。這樣溫度一旦加熱到設(shè)定溫度，即在穩(wěn)定的范圍內(nèi)加熱，同時(shí)加熱器接觸器也不是很頻繁的工作，接觸器（Contactor）是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。既保證了接觸器的使用壽命，又保證了溫度的穩(wěn)定性，對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量有很大的幫助。具體編程思想如下：

為了最大限度的減少溫度漂移，在加熱器吸合的2秒內(nèi)，讓溫度模塊不采集信號(hào)，這樣可以減少由于接觸器吸合時(shí)電流對(duì)溫度的影響。

4. 結(jié)束語

中空吹塑機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用觸摸屏+Twido PLC進(jìn)行控制，各時(shí)間、壓力、溫度參數(shù)隨心可調(diào)，有報(bào)警查詢等，能適合各種功能的匹配。自動(dòng)化程度高：能完成從上料到合格制品的全自動(dòng)循環(huán)工作。采用施耐德全套方案，系統(tǒng)非常穩(wěn)定，溫度漂移非常小，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，得到客戶的高度贊譽(yù)。