PET瓶片料化纤螺杆挤出机电气控制系统设计
摘 要
PET（聚酯）挤出机是化纤生产关键设备，它包括螺杆、机筒、料斗、机头、温度控制系统、速度控制系统。挤出机控制系统的主要作用，是在挤出过程中实现对螺杆转速、机筒温度和熔体压力等工艺参数的控制。塑料挤出系统采用的是以PLC为控制核心的控制系统，完成对挤出机工艺温度和电机速度的集中控制,以触摸屏实现人机交互，实现对温控过程和速度的监控,从而达到提升设备生产质量同时得到高质量产品的目的。
关键词：PET；挤出机；PLC控制系统
- 前言
挤出机是运用于热塑性加工的一种设备，按照它使用的螺杆数量可以分为单螺杆、双螺杆和多螺杆挤出机[1]。近些年来，随着经济水平的迅速提升以及社会的不断进步，我国工业得以快速而又深化发展。纵观挤出的生产可知，针对螺杆挤出机，以往常常使用得传统积胶压力传感器控制可能会导致生产产品稳定性较差，所以，在全过程控制中大量运用大型计算机可编程逻辑控制器（PLC）可使过程逐步步入最优化、数字化以及模糊化控制阶段，从而达到提升设备生产质量获取高质量产品的目的。
- 挤出机的构成
挤出机主要由螺杆、机筒、加热冷却系统、传动系统和控制系统等组成[2]。
螺杆是塑料机设备中最为重要的零部件，它直接关系挤出机的产量，螺杆在料筒内旋转是在高温、高压大扭矩下进行的，由于它需要在旋转中大力推动物料前行，同时，它本身还需要承受强大的摩擦力和塑料分解腐蚀气体的侵蚀，因此螺杆的材料必须能够承受巨大的扭力矩、有很高的力学强度和具有高温高压条件下不变形的性能。双螺杆中所涉及的物理量较多，而且空间、时间的便会会导致速度、压力的变化等[3]，而挤出机的双螺杆还可分为平行与锥形的双螺杆，越来越趋于高速化和高效化；若为单螺杆，则控制的实现则会简单的多，但无法精确控制每一个量，如果不是需要精确的数据或是复杂的系统，则使用单螺杆就已足够，同时简化了机械部分。
熔融挤出的过程是：将混合好的物料从加料口加入挤出机机筒，经机筒第一段“加料段”，物料在这个阶段不会熔融；随着螺杆传动物料被带入第二段“压缩段”，该段为加热的阶段，物料开始熔融，物料间的摩擦力开始增加，形成高粘体；继续随着螺杆传动进入高剪切的第三段“均化段”，使它很有效分离原料聚集体，达到充分分散的目的[4]。目前，应用于粉末涂料使用的挤出机设备有双螺杆挤出机、单螺杆挤出机和星型螺杆挤出机，虽然挤出机的类型、内部结构各不相同，但是设计目的是一致的。
挤出机的加热冷却系统是为了确保挤出机能正常运转和保持有稳定的工艺温度。挤出机中机筒的加热是在于使机筒受热到达一定的温度，机筒的冷却是在于使高温机筒把温度降下来。在挤出机挤塑料的生产过程中，机筒上有加热和冷却装置交替工作，使机筒工作的时候温度能恒定在一个挤出塑料化需要的工艺温度范围内，保证了挤出机正常挤塑制品成型生产的顺利进行。塑料熔融主要是依靠机筒的热传导，所以挤出机就必须要有足够的加热功率。机筒的加热方式可采用电感应加热、电阻加热或者用载热体加热。加热的控制方式有位式控制和比例控制。位式控制较为简单，是开关控制的方法，总是全功率加热或者切断，温度波动大。比例控制是按照实际的温度和设定的温度差来自动选择加热功率，因此热惯性比较小，温度波动小。
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