【正文】 的及意義 擠出機是用于 擠出 熱塑性塑料加工 護套 的一種設(shè)備， 照其使用的螺桿 種類 可以分為單螺桿、雙螺桿和多螺桿擠出機。 關(guān)鍵詞： 單螺桿； 電纜； 擠出機； PLC； 觸摸屏 ；變頻器黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 II ABSTRACT Being a internship of production practice in Shanghai Force Automotive Wire amp。 整個控制系統(tǒng)設(shè)計主要是為了滿足高質(zhì)量、高效率的擠出要求。 本 電氣控制系統(tǒng) 設(shè)計整體 主要 分為擠出機溫度控制、壓力控制、線徑控制和轉(zhuǎn)速控制四個部分。 Harbin 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 通過在 上海福爾欣線纜有限公司 為期四個月的 生產(chǎn)實 習 ，深刻認識到擠出機對汽車線纜 的 質(zhì)量和生產(chǎn)效率的 重大 影響。 本科學生畢業(yè)設(shè)計 基于 PLC 的 銅芯 電纜 擠出機 控制 系統(tǒng)設(shè)計 院系 名稱 ： 電氣與信息工程學院 專業(yè)班級 ： 電氣 工程及其自動化 092 班 學生姓名 ： 李 鴻騰 指導教師 ： 宋起 超 王 永錄 職 稱 ： 副教授 工程師 黑 龍 江 工 程 學 院 二 ○ 一三年六月 The Graduation Design for Bachelor39。s Degree Copper Core Cable Extrusion Machine Based on PLC Control System Design Candidate： Li HongTeng Specialty： Electrical Engineering and Automation Class： 092 Supervisor： Associate Qichao Engineer Wang Yonglu Heilongjiang Institute of Technology 202006 因此具有高質(zhì)量、高效率的銅芯線纜擠出機控制系統(tǒng)是到關(guān)重要，所以 本設(shè)計 主要 圍繞 以 PLC 為 主的 擠出機 控制系統(tǒng)，并結(jié)合 企業(yè)現(xiàn)有的擠出機控制系統(tǒng)實事 ，針對市場應(yīng)用最多的單螺桿擠出機 控制系統(tǒng) 進行設(shè)計。 溫控表實現(xiàn)主機機身溫度檢測、加熱器工作和冷卻電機的啟停 工作 溫度控制； 單 螺桿擠出后 推力的測量 辦法 解決擠出機的壓力控制； 外徑儀 完成 線徑的檢測和控制 并與 編碼器實現(xiàn)主軸和牽引速度 的 檢測 ； 控制擠出部分和牽引部分電機的變頻調(diào)速。以 PLC 作為控制核心，通過檢測器、傳感器、繼電器和接觸器等為輔助來完成對擠出機的工藝溫度和電機速度的集中控制 ； 并與人機 交互觸摸屏，實現(xiàn)對電機速度和工藝參數(shù)的監(jiān)控；從而提高擠出產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。 Cable Co., LTD,I realize deeply that extruder of automobile wires have a significant impact on the quality and production efficiency. So this design is centered around on PLC control system, and have a allaround discussion which bined the main part of feeding system, extruding system, transmission mechanism, heating or cooling system etc, the design aimed at using of the single screw extruder which the market use most frequently. The entirely electric control system design is mainly divided into four parts, the extruder temperature control, pressure control, wire control and speed , CH402 temperature control table have capability to detecting host body temperature, heater temperature control and cooling motor startstop work temperature control , 2, After the measurement of the single screw extruder resolve of pressure control。我國 擠出 塑料機械行業(yè)年產(chǎn) 20202500 臺擠出機，在各種各樣的螺桿擠出機中，單螺桿擠出機由于操作簡單、易改造、 適應(yīng)性廣、具有良好的性能價格比等優(yōu)點而得到了最廣泛的應(yīng)用， 其 占 有比例 8085%。 單螺桿擠出機主要用于 PP、 PE、ABS、 PVC 等塑料的加工，配上相應(yīng)的輔機，可以直接生產(chǎn)用于汽車線纜的護套。經(jīng)過 在 上海福爾欣汽車線纜有限公司親 身實踐的經(jīng)歷，對 擠出機 生產(chǎn)設(shè)備有了一定的了解，加上本身所學專業(yè)知識，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有 擠出機 行業(yè)存在很多潛 在的問題 （ 例如： 1.生產(chǎn)出來的線纜不能滿足工藝要求； 故障 率有點過高； 原材料塑料的浪費量太大； ； 度不能滿足市場需求等）。 根據(jù) 上海福爾欣線纜有限公司 擠出機的控制系統(tǒng)情況可知，這些問題的存在與擠出的控制有很大的關(guān)聯(lián)。一套先進的擠出控制系統(tǒng)體系在擠出機行業(yè)是多么至關(guān)重要。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著 擠出機 應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和技術(shù)上的不斷進步， 擠出機 市場仍然保持一定的上升勢頭，但國產(chǎn) 擠出機 價格大幅下跌已成現(xiàn)實。 但在國際市場中， 擠出機 主機和生產(chǎn)線今 后 的市場將向高技術(shù)含量、價格更趨走低的方向發(fā)展。國內(nèi)主機市場今 后 的重點應(yīng)在于發(fā)展平行異向雙螺桿 擠出機 ，以適應(yīng)大擠出量的成型需要。單螺桿 擠出機 則是向著超大型、超微型、大 長徑比、高產(chǎn)出、良好的排氣性等方向發(fā)展，而適應(yīng)特殊加工需要的螺桿機筒結(jié)構(gòu)，則成為大家爭相研發(fā)的重點。據(jù)介紹，美國 現(xiàn)在使用的 塑料 擠出機 就以單螺桿為主。 目前國內(nèi)外單螺桿擠出機控制系統(tǒng)設(shè)計及發(fā)展趨勢確定了本控制系統(tǒng)的硬件組成 :以 PLC 為核心來完成對擠出機工藝溫度和電機速度的集中控制 [2]。目前，我國在這方面總體技術(shù)水平處于 20 世紀 80 年代 水平 。而適用于較高要求控制場合的智能化、自適應(yīng)溫控儀表，雖然國外己有較多的成熟產(chǎn)品，但由于國外技術(shù)保密及我國開發(fā)工作的滯后，目前國內(nèi)擠出機以傳統(tǒng)繼電控制非常普遍，稍微好一點的以 PLC 為控制器，但是系統(tǒng)功能較為單一，與國際相比差距較大。但面對競爭激烈的國內(nèi)外市場和瞬息萬變的科學技術(shù) ，線纜行業(yè)面臨著更新知識，學習新技術(shù)的艱巨任務(wù)。電線電纜行業(yè)的整體集中度不高，市場競爭激烈，外資企業(yè)和私營企業(yè)已經(jīng)成為電線電纜行業(yè)中最重要的力量。 福斯 公司是國內(nèi)最大的汽車電線電纜制造企業(yè)之一，和眾多線束制造廠、汽車主機廠有著密切聯(lián)系。積累了豐富的制造經(jīng)驗并受到用戶認可 。目前福斯為大眾、奧迪、福特、日產(chǎn)、標致、菲亞黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 特、通用、馬自達等眾多汽車品牌配套，具有廣闊的市場優(yōu)勢，在汽車電線電纜市場占有重要比例。在 2020 年通過QS9000 質(zhì)量體系認證和 質(zhì)量體系認證， 2020 年通過了 ISO/TS 16949 質(zhì)量體系認證和 ISO14001 環(huán)境管理體系認證。在成都、廣州、重慶、武漢、南京、珠海等地設(shè)有辦事處。主要設(shè)備總數(shù)大約二百余臺套，員工總數(shù)近千人，設(shè)計生產(chǎn)能力可達到每年三百萬公里（ 3,000,000km）。 研究的主要問題 單螺桿 擠出機的主機是擠塑機，它由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。 ：是擠塑機的最主要部件，它直接關(guān)系到擠塑機的應(yīng)用范圍和消費率，由高強度耐腐蝕的合金鋼制成。為保證機頭內(nèi)塑料流道合理，消弭積存塑料的死角，常常安頓有分流套筒，為消弭塑料擠出時壓力動搖，也有設(shè)置均壓環(huán)的。機頭的外殼是用螺栓固定在機身上， 機頭內(nèi)的模具有模芯坐，并用螺帽固定在機頭進線端口，模芯座的前面裝有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于經(jīng)過芯線，在機頭前部裝有均壓環(huán)，用于平衡壓力，擠包成型局部由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓經(jīng)過支撐來調(diào)理，以調(diào)整模套對模芯的相對位置，便于調(diào)理擠包層厚度的平均性，機頭外部裝有加熱安裝和測溫安裝。而在構(gòu)造根本相同的前提下，減速機的制形成本大致與其外形尺寸及重量成正比。但高的螺桿速度，意味著低的減速比。以單位產(chǎn)量計，高速高效擠出機的電機功率小及減速機重量小，意味著高速高效擠出機的單位產(chǎn)量機器制形成本比普通擠出機低 . 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 加熱冷卻安裝 加熱與冷卻是塑料擠出過程可以停止的必要條件。加熱安裝由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以到達工藝操作所需求的溫度。詳細說是為了掃除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以防止溫渡過高使塑料合成、焦燒或定型艱難。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 第 2章 單螺桿塑料擠出機技術(shù) 單螺桿 擠出機 生產(chǎn)線概況 擠出生產(chǎn)線結(jié)構(gòu) :上海福爾欣線纜有限公司 (實習單位 )的擠出生產(chǎn)線大致結(jié)構(gòu)：從右至左主要分為 ： .甩線式的 放線 機 ； ； ； 槽和干燥箱 ； 收線 機 這 六大 塊。 圖 單螺桿擠出機生產(chǎn)流水線（實圖） 圖 單螺桿擠出機生產(chǎn)流水線（示意圖） 通過 圖 可以了解到擠出機生產(chǎn)流水線的整體各個部分的示意圖 ，大致可以分為部分。 磁粉張力架：提供張力傳感 信號，用于調(diào)整甩桶放線速度。 65 高速擠出機：單螺桿塑料護套擠出主機，用于裸露線芯加上塑料絕緣護套，生產(chǎn)單色電纜時獨立使用，生產(chǎn)多色電纜時，要與輔機配合生產(chǎn)。 吹吸干機： 通過壓縮的干燥 氣流使線纜完全干燥 。 1火花機： 使用 5KV 高壓測試 線纜的裸露點（火花點）。 擠出機 主機 基本概況 擠出機通過 電機的螺桿齒輪和齒輪傳動功能帶動擠出螺桿的轉(zhuǎn)動 。為了有足夠的壓力，螺桿上螺紋的深度隨著到料斗的距離的增加而下降。 擠出機 頭 通常由三段組成。它的功能讓物料以一個相對平穩(wěn)的速率進入擠出機。 ： 在這段形成熔體并且壓力增加。 ： 緊靠著擠出機出口。在這部分為確保組成成分和溫度的均勻性，物 料應(yīng)有足夠的停留加熱 時間?，F(xiàn)在就以主機為例，說明其擠出生產(chǎn)過程。機頭是制品成型的主要部件，熔融物料通過它機頭后獲得一定的幾何截面和尺寸。為克服塑料絲在冷卻定型過程中所產(chǎn)生的摩擦力 而變形 ，用牽引裝置使管材以均勻的速度引出。 ③ 一 段 加 熱④ 二 段 加 熱⑤ 三 段 加 熱⑥ 四 段 加 熱⑨ 冷 卻 風 扇⑧ 機 頭 、 眼 模 加 熱⑩ 螺 桿① 減 速 齒 輪 箱② 加 料 裝 置⑦ 機 夾 、 法 蘭 加 熱 圖 擠出機 主機結(jié)構(gòu)示意圖 通常，人們把物料在料筒中的運動和狀態(tài)和性能 [4]的變化分為三段加以研究 ,分別是固體輸送 段、熔融段和熔體輸送段 : ： 塑料料粒從加料口直接進入固體輸送段，該段主要職能是對料粒進行 低溫 壓實并向 前輸送，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動以固體的狀態(tài)在螺 紋 槽中輸送。 ： 螺桿在熔融段的螺槽深度越來越淺，螺距越來越小，隨著物料溫度的升高，固 體塑料逐漸熔融變成熔體 .在該段由物料剪切作用所轉(zhuǎn)化的熱往往超過了物料的需 求， 此時，應(yīng)采取制冷措施將系統(tǒng)多余的熱量排出。熔融的物料通過口模后，在牽引裝置的牽引下通過定型裝置，從而得到更為精確的截面形狀、尺寸和光亮的表面。下面主要是根據(jù)擠出機控制技術(shù)方面分類： 。 溫度控制技術(shù)指標 單螺桿 塑料擠出機的溫度控制與 其 所生產(chǎn)的 塑料 材料有 很大的 關(guān)系，例如 上海福爾欣線纜有限公司采用的是 電線電纜絕緣和護套的塑料擠出是根據(jù)熱塑性塑料容易變形的特性，使之處于粘流狀態(tài)進行 擠壓 的。 因此要求 擠出機 主機黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 的溫度 控制 應(yīng)從整體來考慮，既要考慮 主機各區(qū)段適當 加熱器加熱的 同時 ，又要考慮塑料熔化時 螺桿的擠出熱量外溢的因素加以 適時 冷卻。 在擠出機溫度控制的技術(shù)指標：最大允許 溫差值為177。 另外 必須 具 有較快的反應(yīng) 溫度瞬變 的能力 。 壓力控制技術(shù)指標 擠出機擠出塑料的過程中產(chǎn)生的壓力很大。擠出壓力的波動也是引起擠出 塑料 質(zhì)量不穩(wěn)的重要因素之一 ； 擠出壓力的波動與擠出溫度 控制 、冷卻裝置的使用 、 連續(xù)運轉(zhuǎn)時間的長短等因素密切相關(guān)。 線徑控制技術(shù)指標 為 了保證 擠出的 線纜外徑的尺寸， 能夠滿足客戶的要求。在擠出機組設(shè)備中，特別是高速擠出生產(chǎn)線上，應(yīng)配用在線外徑檢測儀，隨時對線纜外徑進行檢測，并且將超差信號反饋 plc,讓