基于PLC的單螺桿木塑擠出機控制系統的研究.pdf

1、近年來，全球的森林資源日趨枯竭、社會環保意識日見高漲，同時對木材的應用也提出了更高的要求。在這種背景下，一種將木材與塑料通過復合而制得的新型綠色環保型復合材料--木塑復合材料應運而生。隨著木塑復合材料制造技術的逐步成熟，各類木塑復合材料制品已在國內外進入小到包裝、景觀，大到建筑、軍事多個領域。單螺桿擠出機是木塑制品生產的主要成型設備，擠出溫度控制精度和擠出電機速度的控制對擠出制品的性能和質量起著決定性的作用。本文針對廣州某木塑企業設計一

2、套木塑擠出專用控制系統，主要基于PLC技術的過程控制系統和可視化軟件組成，實現了對現場設備運行狀態的實時監控和重要參數的控制。
　　 首先通過分析木塑擠出成型設備和擠出原理，得出影響木塑成型工藝的關鍵因素，針對這些關鍵因素，分析工藝流程，提出了控制系統的總體方案和溫度控制方案。螺桿運行速度的控制是通過調節變頻器驅動頻率從而控制主電機變速來實現的。溫度控制是通過溫度傳感器來測量每個區的溫度，通過PLC的輸出控制固態繼電器通斷，從而

3、驅動每個加熱區的加熱器或冷卻風機來達到其設定溫度。溫度控制方案中分析了本系統溫度控制原理及溫度PID控制原理。
　　 然后對控制系統進行了硬件和軟件的設計，硬件部分詳細分析各個設備的選型和硬件的總體配置，軟件部分介紹本控制系統程序結構，詳細分析了控制系統的主程序及各個子程序的實現流程。
　　 本系統溫度控制采用參數自整定的模糊PID控制，在簡要介紹了PID控制理論之后，分析了PID算法在本程序中的實現，主要有PID控制器

4、的組態和PID自整定，整定結果經實驗滿足控制要求，運用TIA Portal V11編程軟件進行PLC梯形圖程序編寫，給出了部分實際整定曲線及算法程序。實驗溫控效果良好，升溫時間短的同時，保證溫度超調不超過1℃。
　　 最后根據設計原則及用戶要求，設計擠出機控制系統的觸摸屏界面，并與PLC通信實現。該界面實現了對各區設定溫度和實際溫度以及電機速度的實時監控和操作，并有報警信息顯示和查詢，可顯示報警的具體內容，所發生的報警訊息可通過