1引言
高密度聚乙烯可製作各種包裝物大小容器管道玩具日用品等製品是發展塑料加工業豐富人民生活不可缺少的原材料國內聚氯乙烯消費一直保持較高的增長速度而現有生產企業絕大多數規模小工藝落後生產率低無法滿足市場日益增長的需求將各種先進技術應用在聚乙烯包裝生產線上以實現包裝生產線的高自動化高性能已迫在眉睫FVR-E11S係列富士變頻器強功能小型化動態轉矩矢量控製與PLC一起用在自動化定量包裝碼垛生產線上能自動地完成計量填充封口碼垛的全過程使控製係統變得簡潔方便由於其自動化程度較高極大地提高了生產效率。
2低壓力高密度聚乙烯包裝工藝及生產線
高密度聚乙烯生產方法以高純度乙烯為主要原料丙烯或1-丁烯為共聚單體以己烷為溶劑使用高活性催化劑在約78850.130.70MPa低壓條件下進行聚合再經幹燥混煉擠壓造粒篩分均化等得到密度為0.9400.970g/cm3的聚乙烯顆粒經包裝碼垛生產出性能優良的高密度聚乙烯產品包裝工藝流程如圖1所示。
自動化包裝聚乙烯顆粒的主要作業動作是稱重裝袋和碼垛該生產線采用雙秤式電子定量秤對物料進行全自動稱重並顯示稱重結果所謂碼垛就是將傳送帶上的料袋,按每層5三橫二豎,下層的袋間縫隙由上層的料袋砌壓,使袋垛穩固,以便用叉車將其入庫貯存或出庫裝運為了不使因工件速度很高而突然損壞工件外觀質量碼垛設備應包括驅動碼垛機走行方向的推袋電機驅動升降台升降的升降電機驅動貨叉出叉及收叉動作的托盤叉電機及相應的變頻器機械傳動機構等以實現工件的自動堆垛。

3FVR-E11S係列富士變頻器特點
FVR-E11S係列富士變頻器是強功能小型化動態轉矩矢量控製型變頻器矢量控製是以磁場監控智能控製等現代化的控製理論為基礎直接控製力矩的其內藏電流矢量控製功能可實現高力矩控製高精度速度性能變頻矢量控製是基於交流電機的電流控製把交流電流按磁場坐標軸分解為轉矩分量和磁場分量分別加以控製實現轉矩的快速響應和精確控製以很高的速度精度進行寬範圍的速度運行並適用於直流傳動的場合FVR-E11S係列富士變頻器特點。
(1)體積小性能高當頻率為0.5Hz電動機的起動轉矩提高到200%時低速範圍轉矩脈動比以前的變頻器約小1/2。
(2)具有各種智能化功能如自動節能PID控製自整定和RS485通信等。
(3)豐富的保護及維護功能如增加輸入電湧電流抑製和壽命預報等。
4控製係統硬件配置
聚乙烯包裝生產線由1台PC機兩套PLC和變頻伺服係統等組成控製核心其硬件框圖如圖。
2所示PLC選用美國Allen-Bradley(A-B)公司
SLC500係列PLC框架式結構具有在線編程功能程序處理速度快特別適合應用在連續處理,如高速包裝分揀和物料輸送等場合CPU采用1747-5325/03具有極快的I/O處理速度能夠滿足現代生產線對速度的越來越高地要求同時可用於伺服電機的驅動使用非常方便。

PLC控製係統主要包括中央處理單元SLC500/03及I/O擴展單元檢測元件光電開關和接近開關等操作麵板包括觸摸屏按鈕開關和指示燈控製元件包括交流接觸器和電磁閥以及執行元件包括電動機氣缸變頻調速器稱重控製器金屬檢測器等幾部分觸摸屏作為設備控製的操作界麵接受來自操作人員的操作指令並指示設備的運行狀態PLC自動循環掃描各個輸入輸出點的當前狀態並根據梯形圖程序所確定的邏輯關係更新輸出點的狀態來控製電動機的啟停和氣缸的動作PLC還要與上位機進行通訊接受上位機的命令和數據。
對於碼垛機的運動除要求準確定位外還要提高碼垛速率因此對其速度要進行控製推袋機分層機及升降機的調速分別采用FVR-E11S係列富士變頻器驅動相應的電動機每個變頻器都有一個單獨的保護斷路器目的是在變頻器發生過載和短路時切斷電源。
5控製係統軟件設計
本控製係統的軟件采用模塊化設計方案而過載保護限位保護聯鎖及互鎖等係統的基本功能由主程序完成模塊化設計有如下子程序計量子程序包裝子程序碼垛子程序轉位子程序編組子程序托盤輸送子程序等碼垛子。
程序框圖如圖3所示

6結論
高性能變頻器和可編程控製技術PLC應用於包裝生產線上將包裝生產線作為一個完整係統在統一的集中的計算機監控下實現生產過程最優化,可提高係統的智能化程度和可靠性同時豐富的軟件功能庫在包裝生產線上應用計算機在線監測和優化控製充分發掘信息資源用於生產過程統計管理和設備管理實現製造業自動化該生產線已在齊魯石化公司成品車間應用各項指標均達到了技術要求極大地提高了生產效率深受用戶的好評。
 

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