中達電通股份有限公司應用方案：台達自動化產品在同向雙螺杆擠出機上的應用

摘要：benwenzhenduishuangluoganjichujishebeidetedian，liyongtaidaquantaozidonghuachanpin，weikehushixiantongxiangshuangluoganjichujidequanzidongkongzhi。cixitongchongfenliyongtaidagechanpindeqiangxiang，bingyongHMI和PLC將這此產品整合，達到強強聯合的效果。此套控製係統，構架巧妙，控製精度高，為客戶提供了一個性價比優異的控製方案。

關鍵字：雙螺杆擠出機、台達、控製精度。

Abstract: This article mainly introduces the characteristic of co-rotating twin screw extruder.It realizes automaic control of co-rotating twin screw extruder for customers. This system utilizes each Delta’s products’ advantage and integrates them with HMI and PLC. Thus it can acquire a good result.This control system offers a high performance-price ratio control scheme with its good framework and high control precision.
Key words: Co-rotating twin screw extruder, Delta, Control Precision

1 前言

在橡塑機械領域中，作為聚合物加工的主要設備之一，同向雙螺杆擠出機以其優異的分散和分布混合能力、較窄的停留時間分布、優良的自潔性等特點，廣泛地用於聚合物配混、排氣及反應擠出等領域。

目前雙螺杆擠出機控製係統的控製方式主要可分為傳統的繼電器＋溫控表控製模式、PLC控製模式和DCS控製模式。傳統的繼電器＋溫控器控製模式的優勢在於價格便宜，缺點是電櫃尺寸大，線路複雜；DCS主要用於大型生產線，檔次高，但價格昂貴。而以PLC為控製核心的控製模式是目前擠出機控製係統的主流。

zaibenwenzhong，zuozhehedajiafenxiangliyongtaidaquantaozidonghuachanpin，kaifadetongxiangshuangluoganjichujikongzhixitong，benxitongchongfenliyongtaidajidianchanpindegaolinghuoxinghekuozhanxing，zhexiedouweiPLC在橡塑機械領域的應用提供了極大地方便。

2 同向雙螺塑料擠出機的工作原理

同向雙螺杆塑料擠出機主要由主驅動電機、傳動係統、溫控係統、喂料係統、真空係統、切粒係統、輸送係統及輔機係統等部分組成（見圖1）。

圖1 同向雙螺杆塑料擠出機構成圖

yuanliaocongliaodoujingweiliaoxitongjinrusuliaojichuji，wuliaotongguowenkongxitongjiarehouyiheshidewenduzaijichujizhongrongronghunlian，youzhenkongxitongquchufeiqi，hunlianhouderongtiyiyidingdeyalitongguozaolimobanbeijichu，jinglengque、切粒輸送至料倉。此設備中，主驅動電機轉速、喂料機轉速的轉速均可根據生產能力調節控製。

3 選型配置：

3.1 調速部分

此設備的主驅動電機為三相交流異步電機，電機功率為11KW，變頻器采用台達VFD-B係列高機能，矢量控製型變頻器110B43A，此變頻器適合帶動恒轉矩負載，起動轉矩大，在150%額定電流的過負載情況下，可以連續工作1分鍾，此性能在擠出機啟動時（此時設備的阻力最大）十分重要。

喂料電機采用台達迷你型M型變頻器，此型號變頻器體積小巧，還具備簡易矢量功能，並可實現電機的靜音運行。

台達變頻器都內建RS485接口，通訊協議為標準的MODBUS。

主電機變頻器和喂料電機變頻器的頻率給定是由PLC通過RS485接口給定，操作時可在B05S100觸摸屏上任意修改轉速，實現主機、喂料電機的精確速度給定；同時PLC通過MODBUS通訊讀取變頻器的工作頻率和電流，了解設備的工作情況，並在觸摸屏上進行顯示，當PLC讀取變頻器的輸出電流達到設定報警電流值並持續一定時間時，PLC會停止主機運轉，提示操作人員查找故障原因。

3.2 溫控部分

擠出機工作時，如果擠出溫度過低，會使出料口不暢，造成擠出機構負載過大；如果擠出溫度過高，則可能改變原料特性，導致成品報廢；因yin此ci擠ji出chu溫wen度du控kong製zhi決jue定ding著zhe塑su料liao擠ji出chu機ji的de性xing能neng。擠ji出chu機ji的de加jia熱re裝zhuang置zhi采cai用yong的de是shi電dian加jia熱re，而er冷leng卻que采cai用yong水shui冷leng，通tong過guo控kong製zhi排pai管guan中zhong水shui循xun環huan帶dai走zou熱re量liang，因yin此ci要yao求qiu溫wen控kong表biao具ju有you雙shuang輸shu出chu功gong能neng。

根據以上要求，我們采用DTE模塊化溫控器，6個溫控區分別進行精確溫度控製，控製模式為PID，加熱/冷卻雙向控製，並可自整定，溫度控製精度可達±1℃，這樣可確保同向雙螺杆擠出機的正常運行。加熱的輸出選擇的是電壓脈衝輸出，用來驅動SSR，冷卻的輸出選擇為繼電器輸出，直接帶動電磁閥。

另外，此設備還要在機頭處檢測熔體壓力和溫度，熔體壓力變速器過來的信號為0-10V,對應0-25MPA，熔體溫度過來的信號為分度號為K的熱電偶信號。如果要將檢測熔體壓力，傳統的方法是使用PLC的模擬量模塊，但是為1-2路信號選1個4路模塊在成本上來說有點高，而由於台達DTE溫控器有擴展DTC溫控器的能力，因此我們選擇2台DTC2000R作為DTE的擴展，DTC和DTE共用電源線和通過線，並且DTC既可接溫度傳感器信號,又可接標準的0-10V和4-20Ma信號，這樣既減少了接線，又使節約的客戶的成本，體現了台達產品配套時的靈活性和高經濟性。

3.3 主控PLC和觸摸屏

觸摸屏根據客戶要求，選擇台達5.6寸B係統觸摸屏B05S100，此觸摸屏利用其多通訊口的優勢，COM1口與PLC相聯，設置設備的工作參數，COM2口通過RS485與DTE溫控表相聯，顯示與設置DTE的當前值與目標值。

PLC選擇的是台達小型高性能EH2係列PLC，DVP48EH00R2, 是控製的核心。開關電源選擇的也是台達工業平板電源PMC-024V100W1AA，此產品為全鋁外殼，輸出能力強。

3.4 最終配置：

（1）PLC: DVP48EH00R2*1

（2）人機界麵： DOP-B05S100

（3）變頻器: VFD0110B43A+VFD015M43B

（4）開關電源：PMC-024V100W1AA

（5）溫控器：DTE10T*1+DTE20T*1+DTE20V*2+DTE20R*2+DTC200R*2

4 係統架構

係統框架如圖2所示。

圖2 係統架構圖

其中，台達模塊化的DTE溫控器用來控製溫度，B05S100觸摸屏利用其多通訊口的優勢，COM1口與PLC相聯，設置設備的工作參數，COM2口通過RS485與DTE溫控表相聯，顯示與設置DTE的當前值與目標值，PLC用來控製整機的邏輯，VFD-B變頻器用來給主驅動電機調速，VFD-M迷你型變頻器用來給喂料電機調調速，PLC通過內建的RS485口與兩台變頻器通訊，設定變頻器的工作頻率，讀取工作時的轉速與電流。

5 上位機畫麵功能

5.1溫度參數設置畫麵

溫度的設定與顯示畫麵如圖3所示，此功能是觸摸屏直接通過屏的RS485口與DTE和DTC通訊。

圖3 溫度參數設置畫麵

5.2正常開機流程畫麵

cishebeidegongyiliuchengshi，shouxian，wenkongqixiankongzhizhixingyuanjianrangjiqishengwendaozhengchanggongzuowendu，ranhoudakaiyoubeng，youbengdakaihoucainengkaizhuji，zhujiqidonghou，weiliaodianjicaikeqidong。qitadianjirushuibeng，zhenkongbeng，qielidengdianjizaixuyaoshiqidong。ruguomeiyouyichang，jiqijiuzheyangzhengchangyunxingxiaqu。

在台達B05S100屏上設置主機及喂料電機的頻率，還包括主機運行時的報警電流準位，如圖4所示：

圖4 正常開機流程畫麵

5.3 觸摸屏宏程序說明

觸摸屏啟動時，會先執行INITIAL宏程序（如下），將DTE, DTC溫控器的工作模式及傳感器類型與範圍做個設定，之後，DTE自動進行溫度控製。