1引言
高密度聚乙烯可制作各种包装物大小容器管道玩具日用品等制品是发展塑料加工业丰富人民生活不可缺少的原材料国内聚氯乙烯消费一直保持较高的增长速度而现有生产企业绝大多数规模小工艺落后生产率低无法满足市场日益增长的需求将各种先进技术应用在聚乙烯包装生产线上以实现包装生产线的高自动化高性能已迫在眉睫FVR-E11S系列富士变频器强功能小型化动态转矩矢量控制与PLC一起用在自动化定量包装码垛生产线上能自动地完成计量填充封口码垛的全过程使控制系统变得简洁方便由于其自动化程度较高极大地提高了生产效率。
2低压力高密度聚乙烯包装工艺及生产线
高密度聚乙烯生产方法以高纯度乙烯为主要原料丙烯或1-丁烯为共聚单体以己烷为溶剂使用高活性催化剂在约78850.130.70MPa低压条件下进行聚合再经干燥混炼挤压造粒筛分均化等得到密度为0.9400.970g/cm3的聚乙烯颗粒经包装码垛生产出性能优良的高密度聚乙烯产品包装工艺流程如图1所示。
自动化包装聚乙烯颗粒的主要作业动作是称重装袋和码垛该生产线采用双秤式电子定量秤对物料进行全自动称重并显示称重结果所谓码垛就是将传送带上的料袋,按每层5三横二竖,下层的袋间缝隙由上层的料袋砌压,使袋垛稳固,以便用叉车将其入库贮存或出库装运为了不使因工件速度很高而突然损坏工件外观质量码垛设备应包括驱动码垛机走行方向的推袋电机驱动升降台升降的升降电机驱动货叉出叉及收叉动作的托盘叉电机及相应的变频器机械传动机构等以实现工件的自动堆垛。

3FVR-E11S系列富士变频器特点
FVR-E11S系列富士变频器是强功能小型化动态转矩矢量控制型变频器矢量控制是以磁场监控智能控制等现代化的控制理论为基础直接控制力矩的其内藏电流矢量控制功能可实现高力矩控制高精度速度性能变频矢量控制是基于交流电机的电流控制把交流电流按磁场坐标轴分解为转矩分量和磁场分量分别加以控制实现转矩的快速响应和精确控制以很高的速度精度进行宽范围的速度运行并适用于直流传动的场合FVR-E11S系列富士变频器特点。
(1)体积小性能高当频率为0.5Hz电动机的起动转矩提高到200%时低速范围转矩脉动比以前的变频器约小1/2。
(2)具有各种智能化功能如自动节能PID控制自整定和RS485通信等。
(3)丰富的保护及维护功能如增加输入电涌电流抑制和寿命预报等。
4控制系统硬件配置
聚乙烯包装生产线由1台PC机两套PLC和变频伺服系统等组成控制核心其硬件框图如图。
2所示PLC选用美国Allen-Bradley(A-B)公司
SLC500系列PLC框架式结构具有在线编程功能程序处理速度快特别适合应用在连续处理,如高速包装分拣和物料输送等场合CPU采用1747-5325/03具有极快的I/O处理速度能够满足现代生产线对速度的越来越高地要求同时可用于伺服电机的驱动使用非常方便。

PLC控制系统主要包括中央处理单元SLC500/03及I/O扩展单元检测元件光电开关和接近开关等操作面板包括触摸屏按钮开关和指示灯控制元件包括交流接触器和电磁阀以及执行元件包括电动机气缸变频调速器称重控制器金属检测器等几部分触摸屏作为设备控制的操作界面接受来自操作人员的操作指令并指示设备的运行状态PLC自动循环扫描各个输入输出点的当前状态并根据梯形图程序所确定的逻辑关系更新输出点的状态来控制电动机的启停和气缸的动作PLC还要与上位机进行通讯接受上位机的命令和数据。
对于码垛机的运动除要求准确定位外还要提高码垛速率因此对其速度要进行控制推袋机分层机及升降机的调速分别采用FVR-E11S系列富士变频器驱动相应的电动机每个变频器都有一个单独的保护断路器目的是在变频器发生过载和短路时切断电源。
5控制系统软件设计
本控制系统的软件采用模块化设计方案而过载保护限位保护联锁及互锁等系统的基本功能由主程序完成模块化设计有如下子程序计量子程序包装子程序码垛子程序转位子程序编组子程序托盘输送子程序等码垛子。
程序框图如图3所示

6结论
高性能变频器和可编程控制技术PLC应用于包装生产线上将包装生产线作为一个完整系统在统一的集中的计算机监控下实现生产过程最优化,可提高系统的智能化程度和可靠性同时丰富的软件功能库在包装生产线上应用计算机在线监测和优化控制充分发掘信息资源用于生产过程统计管理和设备管理实现制造业自动化该生产线已在齐鲁石化公司成品车间应用各项指标均达到了技术要求极大地提高了生产效率深受用户的好评。
 

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