畢業(yè)設計----工業(yè)特殊原料自動下料中的plc控制系統(tǒng)

1、<p>　　工業(yè)特殊原料自動下料中的PLC控制系統(tǒng)</p><p>　　摘要：本文以PLC為控制核心，輔以必要的外圍電路，設計了一個工業(yè)特殊原材料自動下料控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)由PLC進行二次電路控制，再由一次電路去控制電磁閥、電機、變頻器、傳感器等電氣元件實現(xiàn)控制要求。本控制系統(tǒng)完成了原材料自動稱量配合，并對配好的原材料進行干燥除濕除塵的特殊處理，最后將特殊處理過的原材料進行抽真空攪拌均勻。本控制系統(tǒng)已

2、在雙向拉伸尼龍生產(chǎn)線上試運行，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省人工成本，具有很好的推廣價值。</p><p>　　關鍵詞：PLC 變頻器 電磁閥 電機</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1前言2</b></p><p>　　2系統(tǒng)方案分析與設計3</p&

3、gt;<p>　　2.1 工藝需求分析3</p><p>　　2.2 自動配料方案設計3</p><p>　　2.3 干燥、除濕、除塵方案設計4</p><p>　　2.4 抽真空處理方案設計5</p><p>　　2.5 系統(tǒng)電氣原理框架圖及原料管道走向圖6</p><p>　　3 電氣元件選

4、型10</p><p>　　3.1 PLC選型10</p><p>　　3.2變頻器選型11</p><p>　　3.3溫度傳感器的選用12</p><p>　　3.4 稱重傳感器選定14</p><p>　　3.5電磁閥的選型15</p><p>　　3.6非接觸式限位開

5、關介紹18</p><p>　　3.7氣壓傳感器19</p><p>　　3.8繼電器選型19</p><p><b>　　3.9真空泵20</b></p><p>　　3.10除濕干燥機22</p><p><b>　　4軟件設計25</b></p>

6、<p>　　4.1PLC程序的設計25</p><p>　　4.2觸摸屏的程序設計27</p><p><b>　　5調(diào)試28</b></p><p><b>　　6總結29</b></p><p><b>　　7附錄30</b></p>

7、<p><b>　　7.1電路圖30</b></p><p>　　7.2 PLC程序圖54</p><p>　　7.3 觸摸屏程序圖80</p><p><b>　　8參考文獻86</b></p><p><b>　　1前言</b></p>&

8、lt;p>　　雙向拉伸尼龍(“Biaxially Oriented Poly amide”，簡稱BOPA)薄膜作為高阻隔性薄膜基材，目前正在成為繼BOPP(雙向拉伸聚丙烯薄膜)、BOPET(雙向拉伸聚酯薄膜)薄膜之后的拉伸薄膜家族中的第三大品種。</p><p>　　BOPA薄膜的研制開發(fā)始于20世紀70年代,其生產(chǎn)流程和工藝方面的控制,很大程度上借鑒了BOPP（產(chǎn)生于20世紀50年代）相關方面的經(jīng)驗。BO

9、PA薄膜80%以上用于食品包裝，主要用于蒸煮食品、冷凍真空食品、鮮肉、奶酪、香味食品及蓋材等，所以在工藝發(fā)面要求是相當嚴格的。BOPA薄膜生產(chǎn)工藝流程主要包括下面幾個階段：原料配制準備→原料熔融→塑化擠出→過濾→縱向拉伸→橫向拉伸→電暈處理→收卷→時效處理→分切→成品。</p><p>　　在傳統(tǒng)模式下原料配制準備階段完全依靠人工完成，原料的配料稱重是由人手工去完成的，然后再由工人將配好的原料拿到除濕干燥機里進行

10、干燥除濕；工人再將干燥除濕好的原料加入到轉(zhuǎn)換料筒，在轉(zhuǎn)換料桶處于大氣壓狀態(tài)時加料，加好料后將轉(zhuǎn)換料桶封閉，并將其抽成真空狀態(tài)，最后將抽完真空的原料加入待融倉。由于傳統(tǒng)原料配制準備階段大量的人工干預，容易造成稱重精度不達標，干燥除濕不充分，抽真空不完全等問題，進而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　隨著工業(yè)自動化的發(fā)展和PLC的產(chǎn)生，設備供應商開始對各種生產(chǎn)設備進行改進，使得原料配置準備階段自動化程度越來越高，控

11、制點越來越細，BOPA自動下料系統(tǒng)也隨之產(chǎn)生了。借助自動下料控制系統(tǒng)，原料處理變得更加完美：如稱重配料的精確更高，除濕干燥除塵的控制過程更加穩(wěn)定，抽真空處理更加完全了[1]。</p><p>　　由于BOPA薄膜對工藝精度要求特別高，物料配合重量的精確和原料干燥干凈的好壞就直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。如果配料不精確，會導致后期成品膜的厚度不均勻，接著就會導致膜上打的靜電不均勻，膜的韌性也會受到影響。所以前期原料的處理會

12、對整個生產(chǎn)品質(zhì)產(chǎn)生很大的影響；所以原料處理的好壞會直接影響到整個生產(chǎn)流程。自動化下料控制系統(tǒng)在BOPA薄膜生產(chǎn)中的應用，使得工藝精度得到了提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，而且大幅度提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　由于我國復合薄膜的生產(chǎn)始于20世紀80年代后期，在該行業(yè)起步比較晚發(fā)展較慢，現(xiàn)在的生產(chǎn)技術水平還比較低，絕大部分設備及控制系統(tǒng)都依賴于進口，我國在這一領域的發(fā)展空間比較大。<

13、/p><p>　　2系統(tǒng)方案分析與設計</p><p>　　2.1 工藝需求分析</p><p>　　本文設計的自動下料控制系統(tǒng)主要應用在食品包裝膜（雙向拉伸尼龍）的生產(chǎn)線上，整個控制系統(tǒng)分為三個階段：原材料的稱重配料；原材料的干燥、除濕、除塵處理；原材料的真空攪拌?？刂葡到y(tǒng)的整個工藝流程圖如下圖1所示。</p><p>　　圖1 原材料處理工藝

14、流程圖</p><p>　　控制系統(tǒng)獲得每個原材料準備倉中原材料的實時重量，如果準備倉中的原材料重量低于系統(tǒng)設置的補料下限時，系統(tǒng)就會提示人工通過補料口對準備倉進行補料；根據(jù)生產(chǎn)下發(fā)的配料任務，控制系統(tǒng)調(diào)用對應的配料工藝，并且按照工藝人員事先設置好的工藝配方，在配料倉中完成原材料的稱重配合；配合好的原材料需要進行干燥、除濕、除塵處理，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實際要求，采用熱風循環(huán)流通方式完成對原材料的干燥除濕，在干燥除濕工

15、序過程中的送料管道中間加過濾網(wǎng)就可以很好的達到除塵的要求；為了防止原材料在熔化過程中發(fā)生炭化，需要將原材料在真空狀態(tài)下進行融化成型，在確認控制工藝流程時考慮到在真空狀態(tài)進行干燥除濕處理將會非常復雜，所以將真空處理放在最后一道工序?qū)崿F(xiàn)，真空處理是在真空轉(zhuǎn)換倉中完成的，在進行干燥除濕工序時轉(zhuǎn)換倉是大氣壓狀態(tài)，待干燥除濕結束后，系統(tǒng)將其他閥門關閉，同時打開真空泵閥門，將轉(zhuǎn)換倉抽成真空狀態(tài)，這樣就完成了原材料自動下料的全過程。</p>

16、;<p>　　2.2 自動配料方案設計</p><p>　　在工業(yè)自動化未廣泛應用前，傳統(tǒng)的配料方案都是基于手工操作，配料稱重的精度完全由工人職業(yè)素養(yǎng)決定，具有很大的隨意性和不確定性，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量不達標等問題。自動配料方案是利用各種電氣元件和控制程序，根據(jù)事先設定的配料工藝，完成各種原材料自動稱量自動下料。自動配料方案減少了人工的參與，降低了次品率和人工成本，同時提高了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量

17、。所以本控制系統(tǒng)采用自動配料方案實現(xiàn)物料的配合稱重。</p><p>　　自動配料部分可以將其分為兩層結構（見圖2所示）的方式實現(xiàn)配合稱重。上層主要對原材料準備倉中的原料進行管理，下層需要對自動稱量部分進行控制。</p><p>　　圖2 自動配料部分結構圖</p><p>　　上部分是專門用來存儲等待稱重配料的原材料準備倉，由于原材料在常溫大氣壓狀態(tài)下容易受潮結塊

18、，當原材料出現(xiàn)結塊后就可能造成物料輸送管道的堵塞，并且容易引起稱量誤差的生產(chǎn)，所以在設計準備倉部分時候，需要考慮防止原材料結塊。為了防止原材料結塊系統(tǒng)應該盡可能的減少原材料直接與倉外大氣直接接觸的機會，所以應該對準備倉的補料口進行控制，只有在需要對準備倉進行補料時才允許補料口處的閥門被打開。由于原材料成顆粒狀可以通過熱風的方式對準備倉中的原材料進行預干燥處理，進而達到防止原材料結塊，所以在準備倉下部添加一個進風閥，準備倉的頂部添加一個出

19、風閥，通過這兩個閥實現(xiàn)熱風的流通達到預干燥處理的效果。為了防止由于準備倉中的原材料不足而影響整個工序的正確完成，需要在準備倉底部添加一個稱重裝置，通過該裝置獲得準備倉中原料的實時重量，并和系統(tǒng)設置的補料下限相比較，當小于下限后需要及時提醒人工對原材料準備倉進行補料；由于原材料準備倉是非真空狀態(tài)，為了防止由于溫度過高導致原材料與空氣發(fā)生化學反應，需要通過溫度傳感器來實時監(jiān)控倉內(nèi)原料溫度，并通過該值來調(diào)整進風閥。</p>&l

20、t;p>　　下部分為原材料自動稱量部分，本部分通過PLC、稱量儀表、稱重傳感器、變頻器、帶減速電機的螺旋輸送器構成一個稱重控制環(huán)，PLC通過變頻器調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速來控制螺旋輸送器下料， PLC又通過稱量儀表采集的重量數(shù)據(jù)來調(diào)整螺旋輸送器的轉(zhuǎn)速，通過這種閉環(huán)的控制方式實現(xiàn)物料的精確稱重過程。</p><p>　　2.3 干燥、除濕、除塵方案設計</p><p>　　本部分的設計核心是借用

21、熱風的流動來對原材料進行干燥除濕除塵，該部分的結構示意圖如下圖3所示。</p><p>　　圖3 干燥除濕除塵部分結構圖</p><p>　　為了保證原材料在進入真空攪拌之前獲得最佳的干燥除濕效果，本方案在物理安裝上做了一個特殊處理：將原材料稱重部分安裝在一樓，三樓原材料準備倉中的原材料經(jīng)過物料管道下料到一樓進行稱重，而將抽真空處理安裝在二樓，通過這種高低差充分干燥法達到最佳的干燥效果，即

22、利用干燥后的熱風將原材料從低處向高出吹送的方式完成干燥除濕。</p><p>　　輸送原料的熱風在管道中會形成一個較大的壓力作用，若直接將配料倉與干燥除濕處理部分銜接，則管道中的壓力肯定會對稱重傳感器有影響，進而影響稱重配料的精確度和傳感器的使用壽命，所以在配料倉與干燥除濕處理部分之間需要增加一個中轉(zhuǎn)倉，通過該中轉(zhuǎn)倉達到緩沖保護的作用。由于干燥除濕效果主要與熱風的溫度、濕度有關，則本部分不用對熱風流量進行精確控制

23、。除塵處理是直接在干燥除濕管道中間增加過濾網(wǎng)的方式達到除塵的目的。為了防止輸送熱風出口處由于風速過大帶出原材料，在出風口需要添加過濾裝置。</p><p>　　本部分主要的控制對象有輸送熱風進出口閥門、中轉(zhuǎn)倉下料閥門、中轉(zhuǎn)倉下料完成檢測信號等。</p><p>　　2.4 抽真空處理方案設計</p><p>　　為了保證原材料在完全真空狀態(tài)下進行攪拌混合，在真空裝置

24、結構設計上采用了雙真空轉(zhuǎn)換結構，具體結構見下圖4所示。</p><p>　　圖4 真空處理結構圖</p><p>　　在干燥除濕處理過程中，二樓的真空準備倉的狀態(tài)必須為大氣壓狀態(tài)，否則將會增加干燥除濕過程的處理成本，如果直接將干燥處理后的原材料輸送到真空攪拌倉，再進行抽真空處理將會影響到抽真空效果。本方案采用雙真空轉(zhuǎn)換結構，即在干燥除濕與抽真空之間增加一個真空周轉(zhuǎn)倉，上下兩個真空倉之間通過

25、閥門控制。在干燥除濕過程中上面真空倉為大氣壓狀態(tài)，干燥除濕結束后通過真空泵將上面真空倉抽成真空狀態(tài)，在上真空倉抽真空的過程中，通過儀表檢測倉內(nèi)大氣壓，當達到設定值后，即認為為真空狀態(tài)，打開上下真空倉之間的閥門，將原材料輸送到下真空倉，下真空倉一直都處于抽真空狀態(tài)，同時通過電機帶動螺桿進行原材料的攪拌均勻。</p><p>　　2.5 系統(tǒng)電氣原理框架圖及原料管道走向圖</p><p>　　

26、根據(jù)上面三部分設計的方案，整個控制系統(tǒng)的電氣控制原理框架圖如下圖5所示。</p><p>　　圖5 電氣原理框架圖</p><p>　　根據(jù)配料稱重、干燥除濕、抽真空三部分方案設計，可以設計出具體原料和管道走向圖，下圖6為母料的三個料倉的走向圖，圖7為添加劑料倉的走向圖。</p><p>　　圖6 母料倉原料走向圖</p><p>　　圖7

27、輔料右側原料走向圖</p><p>　　下面以119號料倉為例詳細分析本方案中原料的走向。人工打開115號閥門從111號加料口把原料加入119號原料準備倉中，加料完成后115號閥門關閉；從1219號管道將加熱過的干燥空氣吹往119號料倉的底部，對準備倉中的原料進行預加熱干燥處理，且氣體從119料倉頂部的管道回到空氣預處理部分實現(xiàn)熱空氣的循環(huán)利用（空氣預處理走向圖見下圖8所示）。原材料準備倉內(nèi)的溫度需要控制在一定范

28、圍內(nèi)，如果溫度過高可能會導致原材料碳化，溫度過低又不能很好的實現(xiàn)干燥導致原料結塊，控制系統(tǒng)通過溫度傳感器來檢查倉內(nèi)的溫度，當溫度達到上限時熱空氣進入閥就會關閉一段時間，當溫度降為溫度下限時再次打開熱空氣閥給原料加熱。在配料全過程中控制系統(tǒng)根據(jù)料倉底部的壓敏電阻式傳感器獲得倉內(nèi)原料重量，當倉內(nèi)原料低于補料下限時就會提示人工進行補料。當需要配料時打開1117號閥門，PLC通過變頻器驅(qū)動1331號電機帶動螺桿向131號料倉進行加料，同時PLC

29、通過稱重儀表實時獲得稱重重量，當稱重誤差小于系統(tǒng)設定值后，就會讓M1331電機帶動螺桿做減速運動，同時后面根據(jù)實驗獲得的重量與減速之間的關系來調(diào)整減速時間進而完成稱量，當物料稱重完成后</p><p>　　當131號料倉中原料稱量完成后，就可以往141號料倉下料，該下料過程將完成干燥除濕除塵工藝。該過程的下料通過大風力的熱風將原料從低處吹到高處，使得原料充分得到干燥的效果；為了防止大風力的熱風對靈敏度很高的稱重元

30、器件的損壞，在131料倉與141料倉之間加一個中轉(zhuǎn)倉，起到緩沖作用。打開1371，1M1和1431閥門把原料從中轉(zhuǎn)倉吹到141號真空轉(zhuǎn)換倉，根據(jù)131料倉的重量來判斷下料是否下料完成。干燥除濕下料完成后，將1371，1M1和1431閥門關閉，同時關閉1481閥門，打開1482閥門并將1471真空泵開啟，將141號真空轉(zhuǎn)換倉從大氣狀態(tài)抽成真空狀態(tài)。在141號真空轉(zhuǎn)換倉內(nèi)有一氣壓傳感器，來測量桶內(nèi)的氣壓。在氣壓低于-95KPa時就認為是真空

31、狀態(tài)。在141號真空轉(zhuǎn)換倉氣壓達到要求后，將1432閥門打開向1411儲料倉下料，下料結束后，將1432閥關閉。同樣1411倉是通過1472號真空泵來控制，使其保持在真空狀態(tài)。這樣整個下料過程就結束了。以上是介紹的圖6下料控制過程，圖7和圖6的下料控制過程基本相同。</p><p>　　本控制系統(tǒng)所有熱空氣都是需要經(jīng)過空氣預處理部分進行加熱除濕處理，空氣預處理走向圖如下圖8所示。風機1231號電機從外面抽取氣體進

32、行加熱除濕處理。使氣體成為干燥干凈的氣體，然后由每一臺電機將其吹送到具體的每個料倉。</p><p>　　圖8 空氣預處理走向圖</p><p>　　所有的原料處理元件明細表，如下表1所示。</p><p>　　表1 原料處理電氣元件明細表</p><p><b>　　3 電氣元件選型</b></p>&l

33、t;p><b>　　3.1 PLC選型</b></p><p>　　根據(jù)市場價格、使用性能和編程使用方便程度，決定使用三菱的PLC進行設計。因為這個設計需要輸入輸出點相對較多，且所需要的模塊也比較多，如A/D、D/A、溫控模塊等，最終決定從Q系列內(nèi)選擇一款。</p><p>　　而MELSEC-Q系列由三種類型的CPU模塊構成一種是以小規(guī)模系統(tǒng)為對象的簡單小型系

34、統(tǒng)的客戶提供的基本型，一種是為重視高速處理和系統(tǒng)的擴展性的需要提供的高性能型，還有一種是構建計量系統(tǒng)的需要提供的過程CPU[2]。</p><p>　　選擇CPU的要點：1.控制和監(jiān)視時使用的輸入/輸出點數(shù)，輸入輸出點數(shù)，遠程I/O用輸入輸出點數(shù)，鏈接軟元件點數(shù)。2.存儲容量，程序和注釋的容量，軟元件點數(shù)，文件寄存器點數(shù)。3.高級控制(多CPU系統(tǒng))，與運動CPU的統(tǒng)一: 通過用運動CPU與QCPU構成多CPU系

35、統(tǒng)可使運動控制與順序控制和過程控制融合在一起，實現(xiàn)運動的高級控制系統(tǒng)。個人計算機CPU系統(tǒng): 通過使用個人計算機CPU模塊（康泰克株式會社生產(chǎn)）可用C語言或BASIC語言進行輸入輸出控制和智能功能模塊的控制。另外通過QCPU構成多CPU系統(tǒng)，由QCPU處理機械控制和過程控制，而由個人計算機CPU處理，個人計算機擅長的數(shù)據(jù)通信和大容量數(shù)據(jù)處理，通過順序控制過程控制和個人計算機，應用程序的協(xié)調(diào)運行可實現(xiàn)高速高靈活性系統(tǒng)。PLC CPU的多塊

36、并合(負載分散): 通過按照設備控制數(shù)據(jù)處理等用途的控制內(nèi)容讓模塊分離。獨立可實現(xiàn)不受數(shù)據(jù)處理等左右的高速化設備控制。4.縮短掃描時間提高響應性，指令處理速度，程序的分割及優(yōu)先執(zhí)行，中斷程序。5.提高程序的生產(chǎn)性，程序的構造化(程序可按目的或功能分割并制作作為多個程序?qū)懭隒PU這樣就可以由多個人</p><p>　　根據(jù)以上的相關參數(shù)，最終決定選擇61P-A1進行設計使用。</p><p>

37、;<b>　　3.2變頻器選型</b></p><p>　　變頻器是現(xiàn)在工業(yè)在對電機要求多段調(diào)速應用中必不可少的電氣元件。它可以使電機控制的更精確。</p><p>　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把

38、直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。 最初開發(fā)的變頻器的根本目的并非為了節(jié)能，主要是交流傳動代替直流傳動，并滿足過程化控制的要求。變頻器技術是當今自動化技術中比較成熟、比較先進的技術，是電力技術、微電子技術、控制技術高

39、度發(fā)展的產(chǎn)物。變頻器的主要工作原理是:通過微電子器件、電力電子器件和控制技術，將供給電機定子的工頻交流電源經(jīng)過二極管整流成直流，再由IGBT等逆變?yōu)轭l率和電壓都可調(diào)的交流電源，此電源再拖動電機和負載。在網(wǎng)絡化日益普及的今天，與普通的點對點硬線連接方式而言，通過高速通訊網(wǎng)絡連接的變頻器系統(tǒng)可以最大程度上降低系統(tǒng)維護時間、提高生產(chǎn)效率、減少運行成本。另外，通過現(xiàn)場總線模塊</p><p>　　在市場上變頻器有很多種，

40、根據(jù)價格、工廠使用反饋情況，并考慮我們使用的PLC是三菱的。最終決定使用三菱的變頻器[4]。 </p><p>　　三菱變頻器目前在市場上用量最多的就是A500系列，以及E500系列了，A500系列為通用型變頻器，適合高啟動轉(zhuǎn)矩和高動態(tài)響應場合的使用。而E500系列則適合功能要求簡單，對動態(tài)性能要求較低的場合使用，且價格較有優(yōu)勢。</p><p><b>　　E500 參數(shù)&

41、lt;/b></p><p>　　功率參數(shù)：0.4-7.5KW（3相380V,FR-E540系列），0.1-7.5KW（3相220V,FR-E520系列），0.4-2.2KW（單相220V,FR-E520S系列）。采用磁通矢量控制,實現(xiàn)1Hz運行150%轉(zhuǎn)矩輸出。PID,15段速度多功能選擇。內(nèi)置RS485通信口。柔性PWM,實現(xiàn)更低噪音運行?？蛇x擇FR-PA02-2簡易型面板或FR-PU04 LCD顯示面

42、板</p><p>　　三菱變頻器FR-E540/520功能參數(shù)：控制特性-控制方式-柔性-PWM控制/高載波頻率PWM控制(可選擇V/F控制或通用磁通矢量控制)，輸出頻率范圍-0.2至400Hz(啟動頻率0至60Hz可變)。頻率設定分辨率-模擬輸入-端子2-5之間：最大設定頻率的1/500(DC5V輸入時) ，1/1000，DC10V，DC4至20mA輸入時)。數(shù)字輸入-0.01Hz(未滿100Hz) ，0.1

43、Hz(100Hz以上)用操作面板進行數(shù)字設定時。頻率精度-模擬輸入-最大輸出頻率的±0.5%以(25℃±10℃)。數(shù)字輸入-設定輸出頻率的0.01％以內(nèi)，操作面板進行數(shù)字沒定時電壓/頻率特性-基底頻率可在0至400Hz。任意設定?？蛇x擇恒轉(zhuǎn)矩或低減轉(zhuǎn)矩曲線。</p><p><b>　　A500 參數(shù)</b></p><p>　　功率范圍： 0.

44、4~800KW（三相380V, FR-A540(L)系列) 特點: 采用先進磁通矢量控制方式，調(diào)速比可達 1:120(0.5-60Hz)?？刹鹦妒斤L扇和接線端子,維護方便。 柔性PWM,實現(xiàn)更低噪音運行。內(nèi)置RS485通信口,可插擴展卡符合全世界主要通信標準。PID 等多種功能適合各種應用場合。采用先進磁通矢量控制的FR-A500系列變頻器 由于大RISC處理器中采用了新的在線自動調(diào)整功能使電機在不影響啟動速度的情況下，迅速得

45、到調(diào)整，從而在不用PLG而低速運行時，達到高精度運行和高轉(zhuǎn)矩輸出。 調(diào)速范圍1:120 (0.5HZ-60HZ運行時)采用自動調(diào)整后,可以在不同品牌的電機上實現(xiàn)高精度運行。如將此功能與有PLG的電機一同使用,可實現(xiàn)更高精度的運行(內(nèi)置選件FR-A5AP) 調(diào)速范圍 1:1000(電動狀態(tài))速度變動率±0.02%(電動狀態(tài))零速鎖定力矩...150%(短時間)采用可直接監(jiān)視并控制主回路的智能驅(qū)動回路（最新開發(fā)的ASIC），使低速

46、時不均勻旋轉(zhuǎn)得到大幅度的改善。</p><p>　　最終決定選擇三菱變頻器A500和E500系列[5]。</p><p>　　3.3溫度傳感器的選用</p><p>　　在本設計中因為原料對溫度要求較高，所以要求選擇精度高的溫度傳感器來進行溫度反饋。</p><p>　　溫度傳感器熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是：測量精度高。

47、因溫度傳感器熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。測量范圍廣。常用的溫度傳感器熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊溫度傳感器熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢-錸）。構造簡單，使用方便。溫度傳感器熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。溫度傳感器熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是

48、阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。</p><p>　　1．溫度傳感器熱電阻測溫原理及材料。溫度傳感器熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。溫度傳感器熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造溫度傳感器熱電阻[6]。</p><p>　　2．溫度傳感器熱電阻的

49、結構（1）精通型溫度傳感器熱電阻工業(yè)常用溫度傳感器熱電阻感溫元件（電阻體）的結構及特點見表。從溫度傳感器熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過溫度傳感器熱電阻阻值的變化來測量的，因此，溫度傳感器熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制。（2）鎧裝溫度傳感器熱電阻鎧裝溫度傳感器熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2~φ

50、8mm，最小可達φ1mm。與普通型溫度傳感器熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：①體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小；②機械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于安裝④使用壽命長。（3）端面溫度傳感器熱電阻端面溫度傳感器熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向溫度傳感器熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。（4）隔爆型溫度傳感器熱電阻隔爆型溫度傳感器熱電阻通過特

51、殊結構的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)</p><p>　　3．溫度傳感器熱電阻測溫系統(tǒng)的組成。溫度傳感器熱電阻測溫系統(tǒng)一般由溫度傳感器熱電阻、連接導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點：①溫度傳感器熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致。②為了消除連接導線電阻變化的影響，必須采用三線制接法。溫度檢測方法根據(jù)敏感元件和被測介質(zhì)接觸與否，可以分為接觸式和非接觸式

52、兩大類。接觸式檢測方法主要包括基于物體受熱體積膨脹性質(zhì)的膨脹式溫度檢測儀表；基于導體和半導體電阻值隨溫度變化的熱電阻溫度檢測儀表；基于熱電效應的熱電偶檢測儀表。而非接觸式的主要是利用物體的熱輻射特性與溫度之間的對應關系對溫度進行檢測。由于這里被測物體為空氣，所以沒用必要使用非接觸式的傳感器。常用的接觸式溫度傳感器有鉑電阻、熱電偶、半導體熱敏電阻及模擬集成溫度傳感器。比較其特點為：熱電偶具有測溫范圍廣（-200—1800℃)、測量精度高、

53、便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制等優(yōu)點。但是其自由端需要溫度補償，而且在低溫常溫段其測量精度較低等缺點。半導體熱電阻其靈敏度高、且體積小、結構簡單等優(yōu)點。但是其互換性較差，測量范圍有一定的限制。鉑電阻的測量精度高，一般都是以鉑電阻作為標準溫度測量元件。標準鉑電</p><p>　　表2常用溫度傳感器的性能比較</p><p>　　鉑電阻中使用最廣泛的是Pt100[13]。</p&

54、gt;<p>　　溫度傳感器通過以上相關對比，決定用pt100。</p><p>　　3.4 稱重傳感器選定</p><p>　　原料在融化成型前，是要進行一定比例的配合的，不然膜的工藝達不到要求，所以在原料配料時其重量精度必須達到工藝允許的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)的規(guī)模（規(guī)模較大，重量在幾十到幾百公斤不等），要自行進行稱重這一塊的設計。</p><p&

55、gt;　　稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電陰應變式等8類，以電阻應變式使用最廣。光電式傳感器：包括光柵式和碼盤式兩種。光柵式傳感器利用光柵形成的莫爾條紋把角位移轉(zhuǎn)換成光電信號。光柵有兩塊，一為固定光柵，另一為裝在表盤軸上的移動光柵。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿系統(tǒng)使表盤軸旋轉(zhuǎn)，帶動移動光柵轉(zhuǎn)動，使莫爾條紋也隨之移動。利用光電管、轉(zhuǎn)換電路和顯示儀表，即可計算出移過的莫爾條紋數(shù)量

56、，測出光柵轉(zhuǎn)動角的大小，從而確定和讀出被測物質(zhì)量。碼盤式傳感器的碼盤（符號板）是一塊裝在表盤軸上的透明玻璃，上面帶有按一定編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿使表盤軸旋轉(zhuǎn)時，碼盤也隨之轉(zhuǎn)過一定角度。光電池將透過碼盤接受光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，然后由電路進行數(shù)字處理，最后在顯示器上顯示出代表被測質(zhì)量的數(shù)字。光電式傳感器曾主要用在機電結合秤上。液壓式傳感器在受被測物重力P作用時，液壓油的壓力增大，增大的程度與P成正比

57、。測出壓力的增大值，即可確定被測物的質(zhì)量。液壓式傳感器結構簡單而牢固，測量范圍大，但準確度一般不超過1/100。電磁力式傳感器　它</p><p><b>　　3.5電磁閥的選型</b></p><p>　　電磁閥選型首先應該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟性四大原則，其次是根據(jù)六個方面的現(xiàn)場工況(即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動作方式、特殊要求進行選

58、擇)。</p><p>　　選型依據(jù)：1、根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格(即DN)、接口方式 。1.1、按照現(xiàn)場管道內(nèi)徑尺寸或流量要求來確定通徑(DN)尺寸。1.2、接口方式，一般>DN50要選擇法蘭接口，≤DN50則可根據(jù)用戶需要自由選擇。2、根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組。2.1、腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼；食用超凈流體：宜選用食品級不銹鋼材質(zhì)電磁閥。2.2、高溫流體：要選擇采

59、用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結構類型的。2.3、流體狀態(tài)：大至有氣態(tài)，液態(tài)或混合狀態(tài)，特別是口徑大于DN25訂貨時一定要區(qū)分開來。2.4、流體粘度：通常在50cSt以下可任意選擇，若超過此值，則要選用高粘度電磁閥。3.根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的原理和結構品種。3.1、公稱壓力：這個參數(shù)與其它通用閥門的含義是一樣的，是根據(jù)管道公稱壓力來定。3.2、工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理；最低工作

60、壓差在0.04Mpa以上時直動式、分步直動式、先導式均可選用。4、電氣選擇：電壓規(guī)格應盡量優(yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。5、根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可</p><p>　　選擇使用時需要注意的特性</p><p>　　1、安全性： 1、腐蝕性介質(zhì)：宜選用塑料王電磁閥和全不銹鋼；對于強腐蝕的介質(zhì)必須選用隔離膜片式。例CD-F. Z3CF。中性介質(zhì)，也宜選用銅合金為

61、閥殼材料的電磁閥，否則，閥殼中常有銹屑脫落，尤其是動作不頻繁的場合。氨用閥則不能采用銅材。2、爆炸性環(huán)境：必須選用相應防爆等級產(chǎn)品，露天安裝或粉塵多場合應選用防水，防塵品種。3、電磁閥公稱壓力應超過管內(nèi)最高工作壓力。</p><p>　　2、適用性： 1.介質(zhì)特。1.1質(zhì)氣，液態(tài)或混合狀態(tài)分別選用不同品種的電磁閥，例ZQDF用于空氣，ZQDF—Y用于液體， ZQDF—2（或-3）用于蒸汽，否則易引起誤動作。ZDF

62、系列多功能電磁閥則可通通于氣.液體。最好訂時告明介質(zhì)狀態(tài)，安裝用戶就不必再調(diào)式。 1.2介質(zhì)溫度不同規(guī)格產(chǎn)品，否則線圈會燒掉，密封件老化，嚴重影響壽命命。1.3介質(zhì)粘度，通常在50cSt以下。若超過此值，通徑大于15mm用ZDF系列多功能電磁閥作特殊訂貨。通徑小于15mm訂高粘度電磁閥。1.4介質(zhì)清潔度不高時都應在電磁閥前配裝反沖過濾閥，壓力低時尚可選用直動膜片式電磁閥作例如CD—P。1.5介質(zhì)若是定向流通，且不允許倒流ZDF—N和ZQ

63、DF—N單需用雙向流通，請作特殊要求提出。1.6介質(zhì)溫度應選在電磁閥允許范圍之內(nèi)。2.管道參數(shù)：2.1根據(jù)介質(zhì)流向要求及管道連接方式選擇閥門通口及型號。例如，用于一條管道向兩條管道切換的，小通徑的選CA5和Z3F，中等或大通徑請選ZDF—Z1/2。又如控制兩條管道匯流的，請選ZDF—Z2/1等。2.2根據(jù)流量和閥門Kv值選定公稱通徑，也可選同管道內(nèi)徑。請注意有的廠家未標有Kv值，</p><p>　　3、可靠性：

64、1、工作壽命，此項不列入出廠試驗項目，屬于型式試驗項目。為確保質(zhì)量應選正規(guī)廠家的名牌產(chǎn)品。2、工作制式：分長期工作制，反復短時工作制和短時工作制三種。本公司常規(guī)產(chǎn)品均為長期工作制，即線圈允許長期通電工作。對于長時間閥門開通只有短時關閉的情況，則宜選用常開電磁閥。用在短時工作制而批量又很大時，可作特殊訂貨以降低功耗。3、工作頻率：動作頻率要求高時，結構應優(yōu)選直動式電磁閥，電源聽優(yōu)選交流。4、動作可靠性。嚴格地來說此項試驗尚未正式列入我國電

65、磁閥專業(yè)標準，為確保質(zhì)量應選正規(guī)廠家的名牌產(chǎn)品。有些場合動作次數(shù)并不多，但對可靠性要求卻很高，如消防、緊急保護等，切不可掉以輕心。特別重要的，還應采取兩只連用雙保險。 </p><p>　　4、經(jīng)濟性：它選用的尺度之一，但必須是在安全、適用、可靠的基礎上的 經(jīng)濟。經(jīng)濟性不單是產(chǎn)品的售價，更要優(yōu)先考慮其功能和質(zhì)量以及安裝維修及其它附件所需用費用。更重要的是，一只電磁閥在整個自控系統(tǒng)中在整個自控系統(tǒng)中乃至生產(chǎn)線中所占

66、成本微乎其微，如果貪圖小便宜而錯選早造成損害群是巨大的。調(diào)節(jié)閥根據(jù)結構分為九個大類： (1)單座調(diào)節(jié)閥；(2)雙座調(diào)節(jié)閥；(3)套筒調(diào)節(jié)閥；(4)角形調(diào)節(jié)閥；(5)三通調(diào)節(jié)閥；(6)隔膜閥；(7)蝶閥；(8)球閥；(9)偏心旋轉(zhuǎn)閥。前6種為直行程，后三種為角行程。這九種產(chǎn)品亦是最基本的產(chǎn)品，也稱為普通產(chǎn)品、基型產(chǎn)品或標準產(chǎn)品。各種各樣的特殊產(chǎn)品、專用產(chǎn)品都是在這九類產(chǎn)品的基礎上改進變型出來的。 控制閥按結構特征大致分為如下9大類產(chǎn)品：（

67、1）直通單座控制閥：該閥應用最廣，具有泄漏些許用壓差些流路復雜、結構簡單的特點，故適用于泄漏要求嚴、工作壓差小的干凈介質(zhì)場合，但小規(guī)格的閥（公稱通徑DN＜20 mm) 也可用于壓差較大的場合。應用中應注意校對許用壓差，防止閥關不死。（2）直通雙座控制閥：與直通單座控制閥相反，具有泄漏大、許用壓差大的特點，故適用于泄漏要求不嚴、工</p><p>　　因為生產(chǎn)中下料都是依靠其自重來下料的，所以直通單座控制閥和球

68、閥兩種使用。且用氣缸帶動，氣缸上用限位開關來反饋氣缸的狀態(tài)[9]。</p><p>　　3.6非接觸式限位開關介紹 </p><p>　　1.電感式接近開關：電感式接近開關工作原理。電感式接近開關由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化

69、被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。2.霍爾接近開關工作原理。原理簡介：當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達式為U=K·I·B/d其中K為霍爾系數(shù)，I為薄片中通過的電流，B為外加磁場(洛倫慈力Lorrentz)的磁感應強度，d是薄片的厚度。由此可見，霍爾效應的靈敏度高

70、低與外加磁場的磁感應強度成正比的關系?；魻栭_關就屬于這種有源磁電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應原理的基礎上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便的把磁輸入信號轉(zhuǎn)換成實際應用中的電信號，同時又具備工業(yè)場合實際應用易操作和可靠性的要求?；魻栭_關的輸入端是以磁感應強度B來表征的，當B值達到一定的程度(如B1)時，霍爾開關內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾</p><p>　　限位開關選用，因為需要在氣缸外面。所以決定用電感式接近開關

71、。</p><p><b>　　3.7氣壓傳感器</b></p><p>　　工作原理：某些氣壓傳感器主要的傳感元件是一個對壓強敏感的薄膜，它連接了一個柔性電阻器。當被測氣體的壓強降低或升高時，這個薄膜變形，該電阻器的阻值將會改變。電阻器的阻值發(fā)生變化。從傳感元件取得0-5V的信號電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換由數(shù)據(jù)采集器接受，然后數(shù)據(jù)采集器以適當?shù)男问桨呀Y果傳送給計算機。某些

72、氣壓傳感器的主要部件為變?nèi)菔焦枘ず小．斣撟內(nèi)莨枘ず型饨绱髿鈮毫Πl(fā)生變化時，單晶硅膜盒隨著發(fā)生彈性變形，從而引起硅膜盒平行板電容器電容量的變化。選用相對氣壓傳感器，調(diào)節(jié)上限和下限。這樣就可以向PLC反饋轉(zhuǎn)換桶真空和大氣狀態(tài)。氣壓計原理。氣壓計有兩種，一是水銀氣壓計用的就是托里拆利實驗的原理。大氣壓強不同支持的水銀柱的高度不同，根據(jù)P=p(水銀密度)hg,計算出的壓強就等于大氣壓強，當然這個計算制造氣壓計時就算出來標到氣壓計上了，通過水銀面

73、對準的刻度，就可以知道氣壓的大小了！玻璃管底部的水銀槽是用一個皮囊所代替，并附有可以調(diào)準的象牙針使其指示水銀面，叫做“福廷式水銀氣壓計”，在玻璃管外面加上一個金屬護套，套管上刻有量度水銀柱高度的刻度尺。在水銀槽頂上另裝一只象牙針，針尖正好位于管外刻度尺的零點，另用皮袋</p><p>　　因為所使用的的表要在負大氣壓狀態(tài)下。且要帶上下限位的，最后選用ULVAC 表。</p><p><

74、;b>　　3.8繼電器選型</b></p><p>　　在電氣元件選用，因機器是全天24小時不停運轉(zhuǎn)的，這樣我們就不能使用觸點式的繼電器了。得選用固態(tài)繼電器。</p><p>　　交流固態(tài)繼電器SSR(solid state releys)是一種無觸點通斷電子開關，它利用電子元件(如開關三極管、雙向可控硅等半導體器件)的開關特性，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，

75、為四端有源器件，其中兩個端子為輸入控制端，另外兩端為輸出受控端。為實現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離，器件中采用了高耐壓的專業(yè)光電耦合器。當施加輸入信號后，其主回路呈導通狀態(tài)，無信號時呈阻斷狀態(tài)。整個器件無可動部件及觸點，可實現(xiàn)相當于常用電磁繼電器一樣的功能。其封裝形式也與傳統(tǒng)電磁繼電器基本相同。它問世于70年代，由于它的無觸點工作特性，使其在許多領域的電控及計算機控制方面得到日益廣范的應用。 </p><p>　　由

76、于固態(tài)繼電器是由固體元件組成的無觸點開關元件，所以它較之電磁繼電器具有工作可靠、壽命長、對外界干擾小、能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強、開關速度快和使用方便等一系列優(yōu)點。因而具有很寬的應用領域，有逐步取代傳統(tǒng)電磁繼電器之勢，并可進一步擴展到傳統(tǒng)電磁繼電器無法應用的領域。如計算機和可編程控制器的輸入輸出接口、計算機外圍和終端設備、機械控制、過程控制、遙控及保護系統(tǒng)等。在一些要求耐振、耐潮、耐腐蝕、防爆等特殊工作環(huán)境中以及要求高可靠的工作場合

77、，SSR都較之傳統(tǒng)的電磁繼電器有無可比擬的優(yōu)越性。</p><p>　　在考慮整體設計配套使用方面，選用三菱的固態(tài)繼電器[10]。</p><p><b>　　3.9真空泵</b></p><p><b>　　真空泵的分類</b></p><p>　　按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分為兩種類型

78、，即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。隨著真空應用技術在生產(chǎn)和科學研究領域中對其應用壓強范圍的要求越來越寬，大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿足生產(chǎn)和科學研究過程的要求，因此選用不同類型真空泵組成的真空抽氣機組進行抽氣的情況較多。</p><p>　　為了方便起見，將這些泵按其工作原理或其結構特點進行一些具體的詳細的分類是必要的。現(xiàn)分述如下：</p><p>　　一.氣體傳輸泵。氣

79、體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出，借以達到抽氣目的的真空泵，這種泵基本上有兩種類型：</p><p>　　1、變?nèi)菡婵毡谩Ｗ內(nèi)菡婵毡檬抢帽们蝗莘e的周期性變化來完成吸氣和排氣過程的一種真空泵。氣體在排出前被壓縮。這種泵分為往復式及旋轉(zhuǎn)式兩種：⑴往復真空泵：是利用泵腔內(nèi)活塞做往復運動，將氣體吸入、壓縮并排出。因此，又稱為活塞式真空泵。⑵旋轉(zhuǎn)真空泵：是利用泵腔內(nèi)活塞做旋轉(zhuǎn)運動，將氣體吸入，壓縮并排出。旋轉(zhuǎn)真空泵

80、又有如下幾種型式：1.1油封式真空泵：它是利用油類密封各運動部件之間的間隙，減少有害空間的一種旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡?。這種泵通常帶有氣鎮(zhèn)裝置，故又稱氣鎮(zhèn)式真空泵。按其結構特點分為如下五種型式。1.2旋片式真空泵：轉(zhuǎn)子以一定的偏心距裝在泵殼內(nèi)并與泵殼內(nèi)表面的固定面靠近，在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有兩個（或兩個以上）旋片，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時旋片能沿其徑向槽往復滑動且與泵殼內(nèi)壁始終接觸，此旋片隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，可將泵腔分成幾個可變?nèi)莘e。1.3滑閥式真空泵：在偏心轉(zhuǎn)子外部裝

81、有一個滑閥，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動滑閥沿泵殼內(nèi)壁滑動和滾動，滑閥上部的滑閥桿能在可擺動的滑閥導軌中滑動，而把泵腔分成兩個可變?nèi)莘e。1.4定片式真空泵：在泵殼內(nèi)裝有一個與泵內(nèi)表面靠近的偏心轉(zhuǎn)子，泵殼上裝有一個始終與轉(zhuǎn)子表面接觸的徑向滑片，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片能上、下滑動</p><p>　　2、動量傳輸泵。這種泵是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉片或高速射流，把動量傳輸給氣體或氣體分子，使氣體連續(xù)不斷地從泵的入口傳輸?shù)匠隹?。具體可分為下述幾種

82、類型。⑴分子真空泵：它是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子把能量傳輸給氣體分子，使之壓縮、排氣的一種真空泵。它有如下幾種型式：牽引分子泵：氣體分子與高速運動的轉(zhuǎn)子相碰撞而獲得動量，被送到出口，因此，是一種動量傳輸泵。渦輪分子泵：泵內(nèi)裝有帶槽的圓盤或帶葉片的轉(zhuǎn)子，它在定子圓盤（或定片）間旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子圓周的線速度很高。這種泵通常在分子流狀態(tài)下工作。復合分子泵：它是由渦輪式和牽引式兩種分子泵串聯(lián)組合起來的一種復合式分子真空泵。（2）噴射真空泵：它是利用文丘里效

83、應的壓力降產(chǎn)生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動量傳輸泵，適于在粘滯流和過渡流狀態(tài)下工作。這種泵又可詳細地分成以下幾種：液體噴射真空泵：以液體（通常為水）為工作介質(zhì)的噴射真空泵。氣體噴射真空泵：以非可凝性氣體作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。蒸氣噴射真空泵：以蒸氣（水、油或汞等蒸氣）作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。（3）擴散泵：以低壓高速蒸氣流（油或汞等蒸氣）作為工作介質(zhì)的噴射真空泵。氣體分子擴散到蒸氣射流中，被送到出口。在射流中氣</p>

84、;<p>　　二、氣體捕集泵。這種泵是一種使氣體分子被吸附或凝結在泵的內(nèi)表面上，從而減小了容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目而達到抽氣目的的真空泵，有以下幾種型式。1、吸附泵。它主要依靠具有大表面的吸附劑（如多孔物質(zhì)）的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵。2、吸氣劑泵。它是一種利用吸氣劑以化學結合方式捕獲氣體的真空泵。吸氣劑通常是以塊狀或沉積新鮮薄膜形式存在的金屬或合金。升華泵即屬于這種型式。3、吸氣劑離子泵。它是使被電離的氣體通過電

85、磁場或電場的作用吸附在有吸氣材料的表面上，以達到抽氣的目的。它有如下幾種型式。（1）蒸發(fā)離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在以間斷或連續(xù)方式升華（或蒸發(fā)）而覆在泵內(nèi)壁的吸氣材料上，以實現(xiàn)抽氣的一種真空泵。（2）濺射離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在由陰極連續(xù)濺射散出來的吸氣材料上，以實現(xiàn)抽氣目的的一種真空泵。4、低溫泵。利用低溫表面捕集氣體的真空泵。</p><p>　　如何選擇真空泵：選用真空泵時，需要注意下列事項：1、

86、真空泵的工作壓強應該滿足真空設備的極限真空及工作壓強要求。如：真空鍍膜要求1×10-5mmHg的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設備真空度半個到一個數(shù)量級。2、正確地選擇真空泵的工作點。每種泵都有一定的工作壓強范圍，如：擴散泵為10-3~10-7mmHg，在這樣寬壓強范圍內(nèi)，泵的抽速隨壓強而變化，其穩(wěn)定的工作壓強范5×10-4~5×10-6mmH

87、g。因而，泵的工作點應該選在這個范圍之內(nèi)，而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。又如鈦升華泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作壓強應小于1×10-5mmHg為好。3、真空泵在其工作壓強下，應能排走真空設備工藝過程中產(chǎn)生的全部氣體量。4、正確地組合真空泵。由于真空泵有選擇性抽氣，因而，有時選用一種泵不能滿足抽氣要求，需要幾種泵組合起來，互相補充才能滿足抽氣要求。如鈦升華泵對氫有很高的抽速，但不能抽氦，而三極型濺射離子泵，（

88、或二極型非對稱陰極濺射離子泵）對氬有一定的抽速，兩者組合起來，便會使真空裝置得到較好的真空度。另外，有的真空泵不能在大</p><p>　　從價格、使用壽命、維護成本等各方面考慮，最終選用ANLET的真空泵。</p><p><b>　　3.10除濕干燥機</b></p><p>　　干燥設備又稱干燥器。用于進行干燥操作的設備，通過加熱使物料中

89、的濕分(一般指水分或其他可揮發(fā)性液體成分)汽化逸出，以獲得規(guī)定濕含量的固體物料，干燥的目的是為了物料使用或進一步加工的需要。由于自然干燥遠不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，各種機械化干燥器越來越廣泛地得到應用。</p><p>　　隨著工程塑料廣泛的被使用，除濕型干燥機已漸漸取代傳統(tǒng)的熱風烘干機（烤箱）。使用除濕干燥機具有以下四大效益：1、可將塑料原料中的水份帶走，以消除氣泡的產(chǎn)生，使產(chǎn)品達到理想的機械性、電氣性、尺寸穩(wěn)定

90、性與外觀平整美觀。2、防止不良品的產(chǎn)生與退貨損失，大大降低廢料的產(chǎn)生。 3、因為除濕干燥機是利用非常干燥的空氣來進行除濕工作，故可以縮短烘料時間，節(jié)省工時。4、除濕干燥機的空氣管路都采用密封循環(huán)系統(tǒng)，并裝有過濾器，因此不受外界氣候影響，以及可以防止粉塵在廠內(nèi)造成污染，改善工作環(huán)境。    </p><p>　　如何達到最高的干燥效率呢？一個良好的干燥效率決定因素有

91、以下四點：干燥溫度、干燥時間、風量、露點。而這四個因素環(huán)環(huán)相扣，任何一個條件的改變都會影響干燥效果。干燥溫度是指進入干燥桶的空氣溫度，每一種原料因其物性，例如分子結構、比重、比熱、含水率等因素，干燥時溫度均有一定的限制，溫度太高時會使原料中的部分添加物揮發(fā)變質(zhì)或結塊，太低又會使某些結晶性原料不能達到所需干燥條件，例如：PC/120℃，ABS/80～95℃。另外在干桶選擇上需要絕緣保溫，以避免干燥溫度漏失，造成干燥溫度不足或能源的浪費。&

92、#160;   干燥時間是指原料成型前預干燥的時間，干燥時間太長會造成原料變質(zhì)或結塊或浪費能源，干燥時間太短會造成含水率過高的現(xiàn)象。例如:PC/3-4小時，ABS/3-4小時。遠古以來，人類就習慣于用天然熱源和自然通風來干燥物料，完全受自然條件制約，生產(chǎn)能力低下。隨生產(chǎn)的發(fā)展，它們逐漸為人工可控制的熱源和機械通風除濕手段所代替。近代干燥器開始使用的是間歇操作的固定床式干燥器。19世紀中葉，洞道式干燥器的使用

93、，標志著干燥器由間歇操作向連續(xù)操作方向的發(fā)展?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥器則較好地實現(xiàn)了顆粒物料的攪動，干燥能力和強度得</p><p>　　干燥設備工作原理：干燥過程需要消耗大量熱能，為了節(jié)省能量，某些濕含量高的物料、含有固體物質(zhì)的懸浮液或溶液一般先經(jīng)機械脫水或加熱蒸發(fā)，再在干燥器內(nèi)干燥，以得到干的固體。在干燥過程中需要同時完成熱量和質(zhì)量(濕分)的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫

94、度高于物料溫度。熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間，從而在物料表面和內(nèi)部出現(xiàn)濕含量的差別。內(nèi)部濕分向表面擴散并汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的干燥。物料的干燥速率取決于表面汽化速率和內(nèi)部濕分的擴散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制；而后，只要干燥的外部條件不變，物料的干燥速率和表面溫度即保持穩(wěn)定，這個階段稱為恒速干燥階段；當物料濕含量降低到某一程度，內(nèi)部濕分向表面的擴散速率

95、降低，并小于表面汽化速率時，干燥速率即主要由內(nèi)部擴散速率決定，并隨濕含量的降低而不斷降低，這個階段稱為降速干燥階段[13]。</p><p>　　干燥設備分類：用于進行干燥操作的設備類型很多。根據(jù)操作壓力可分為常壓和減壓（減壓干燥器也稱真空干燥器）。根據(jù)操作方法可分為間歇式和連續(xù)式。根據(jù)干燥介質(zhì)可分為空氣、煙道氣或其他干燥介質(zhì)。根據(jù)運動（物料移動和干燥介質(zhì)流動）方式可分為并流，逆流和錯流。按操作壓力，干燥器分為常

96、壓干燥器和真空干燥器兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過程，且可降低濕分沸點和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥器適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合。按加熱方式，干燥器分為對流式、傳導式、輻射式、介電式等類型。對流式干燥器又稱直接干燥器，是利用熱的干燥介質(zhì)與濕物料直接接觸，以對流方式傳遞熱量，并將生成的蒸汽帶走；傳導式干燥器又稱間接式干燥器，它利用傳導方式由熱源通過金屬間壁向濕物

97、料傳遞熱量，生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨設置的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類干燥器不使用干燥介質(zhì)，熱效率較高，產(chǎn)品不受污染，但干燥能力受金屬壁傳熱面積的限制，結構也較復雜，常在真空下操作；輻射式干燥器是利用各種輻射器發(fā)射出一定波長范圍的電磁波，被濕物料表面有選擇地</p><p>　　根據(jù)市場調(diào)查，很多公司在做大型生產(chǎn)線時對干燥機特殊要求的都要進行公司定做，符合其生產(chǎn)要求的機器，最后選擇

98、定做。</p><p><b>　　4軟件設計</b></p><p>　　4.1PLC程序的設計</p><p>　　由于控制系統(tǒng)的PLC的程序比較大，為了方便程序的編寫與調(diào)試，將程序分為6大模塊。</p><p>　　1. INITI（數(shù)據(jù)初始化模塊）</p><p>　　2．MAIN(主程序

99、模塊)</p><p>　　3．CALCU(計算處理模塊)</p><p>　　4. TOUCH(觸摸屏監(jiān)控模塊)</p><p>　　5. NET(組網(wǎng)集成模塊)</p><p>　　6. SUBRT(各子功能程序模塊) </p><p>　　PLC程序首先是初始化。在PLC開始工作前將所有的數(shù)據(jù)（變頻器設定的原始數(shù)

100、據(jù)，稱重的相關數(shù)據(jù)，溫度設定的初始數(shù)據(jù)等）進行初始化。接著就是主程序，主程序是整個原料系統(tǒng)工作流程的邏輯控制。而計算處理模塊、觸摸屏模塊、組網(wǎng)模塊、子功能程序模塊都是在主程序工作過程中輔助主程序的。計算處理是處理溫度、重量相關報警等數(shù)據(jù)計算處理的。觸摸屏是和PLC相連的，主程序進行相關的控制時，觸摸屏可以將其動作通過形象的圖像或文字顯示在觸摸屏上；同時可以通過觸摸屏將系統(tǒng)調(diào)整到手動狀態(tài)后，通過觸摸屏完成某一工序動作調(diào)整。組網(wǎng)程序是將本控

101、制系統(tǒng)的PLC與整個生產(chǎn)網(wǎng)絡中的其它的PLC進行連接，并最終將相關信息反饋到主控制室的電腦上去，讓控制室的工作人員知道生產(chǎn)的情況，并進行相關控制。</p><p>　　整個控制系統(tǒng)們的處理是以主程序為核心，其他程序都是圍繞著主程序在進行相關需要的操作。在需要用到時，進行調(diào)用處理。而主程序所有的動作都有相應的元器件動作，再由對相應的檢測元器件反饋，確認動作是否正確，它們的邏輯關系如下圖9所示。主程序具體動作順序，見

102、附件原料管道走向圖。</p><p>　　圖9 PLC程序結構圖</p><p>　　下表3為母料自動配合稱重動作控制流程表，該表詳細列出了從配料初始化到最后物料稱重完成的全過程各個電氣元件的動作和狀態(tài)變化；由于篇幅原因只提供自動稱料部分的動作控制流程圖。</p><p>　　表3 母料自動配合稱重控制流程動作表</p><p>　　4.2

103、觸摸屏的程序設計</p><p>　　觸摸屏主要完成兩大功能，當系統(tǒng)工作在自動狀態(tài)下時，觸摸屏程序要求根據(jù)現(xiàn)場實際的工藝流程，將其信息顯示出來實現(xiàn)監(jiān)視功能；當系統(tǒng)調(diào)整到手動狀態(tài)時，可以修改工序信息實現(xiàn)控制功能。觸摸屏程序完全根據(jù)原料流程圖和管道及原料走向圖進行編輯，所有的相關電氣元件的設置和狀態(tài)顯示都和PLC主程序里的相關地址相對應，使其動作與觸摸屏的顯示保持一致。具體編輯的畫面見附錄觸摸屏程序圖。</p&