Pvc-o管材生产线双轴取向工艺的plc控制系统及其控制方法
阅读说明：本技术 Pvc-o管材生产线双轴取向工艺的plc控制系统及其控制方法 (PLC control system and control method for biaxial orientation process of PVC-O pipe production line ) 是由 宋晓玲 黄东 杨铭 万锡涛 徐涛 严格 方锐栋 孙庶钧 魏妍丽 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了PVC-O管材连续生产线双轴取向工艺的PLC控制系统及其控制方法,PLC控制系统包括可编程控制器、触摸屏、模拟量控制模块、超声波管材壁厚在线测厚仪、线速度测量仪、温度传感器组成。通过触摸屏可以设置管坯二次加热温度、PVC-O管材的壁厚、管坯和PVC-O管材线速度等参数,并将这些参数实时数据显示出来。可编程控制器对这些参数进行计算,并调节二次加热温度、PVC-O管材的壁厚和线速度。该发明实现了PVC-O双轴取向管材的连续生产,提高了生产效率,节约了原料成本。(The invention discloses a PLC control system and a control method thereof for a biaxial orientation process of a PVC-O pipe continuous production line. Parameters such as the secondary heating temperature of the tube blank, the wall thickness of the PVC-O tube, the linear velocity of the tube blank and the PVC-O tube and the like can be set through the touch screen, and the parameters are displayed in real time. The programmable controller calculates the parameters and adjusts the secondary heating temperature, the wall thickness of the PVC-O pipe and the linear speed. The invention realizes the continuous production of the PVC-O biaxial orientation pipe, improves the production efficiency and saves the raw material cost.)
技术领域
本发明属于PVC-O双轴取向拉伸管材加工领域，具体涉及一种PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制系统及其控制方法。
背景技术
PVC-O管材中文名叫双轴取向聚氯乙烯管材，采用物理原理拉伸取向机理的方法，通过对PVC管材进行纵向拉伸和横向拉伸扩张，使管材中的PVC分子在外力的作用下重新有序的排列，PVC分子能够均一地承受一定的力，从而形成合力，使强度、韧性、抗冲击性和疲劳性得到加强，避免了分子单一受力的现象。PVC-O管材就是通过这一原理生产而成的，由于PVC-O管的产品性能要优于PVC-U管材，所以扩大它的使用范围，具有明显的经济效益和社会效益。
现有技术中，PVC-O管材生产线中双轴取向工艺还是使用的二步法，将管坯挤出和双轴取向分成两步分别完成。由于生产工艺分为两步，不能实现PVC-O管材的连续生产，生产周期长，生产效率不高，从而造成生产成本增加。
发明内容
针对现有技术存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种配套PVC-O管材生产线一步法实现双轴取向工艺、能够连续生产、提高生产效率，缩短生产周期、降低生产成本的PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制系统及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制系统，其包括以下模块：可编程控制器、触摸屏、模拟量扩展模块、超声波管材壁厚在线测厚仪、线速度测量仪、温度传感器、变频器、电磁阀，所述触摸屏连接所述可编程控制器，用于设置PVC-O管材生产线的双轴取向工艺参数，显示实时工艺参数，手动操作电磁阀、变频器启停和二次取向加热；所述模拟量扩展模块、超声波管材壁厚在线测厚仪连接所述可编程控制器的输入端，用于将采集到的温度信号、管材壁厚信号传送给所述可编程控制器；所述线速度测量仪、温度传感器连接于所述模拟量扩展模块；所述可编程控制器的输出端连接电磁阀、变频器和中间继电器，用于根据接收到的温度信号、管材壁厚信号控制设备按照程序指令动作。
PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制方法，其可编程控制器对PVC-O管材生产线双轴取向工艺中的双轴取向二次加热热风箱内的温度信号、管坯牵引速度信号、PVC-O管材牵引速度信号、PVC-O管材壁厚信号进行检测、计算，并输出相关的控制信号，包括以下步骤：
步骤(1)、通过触摸屏设置四个双轴取向二次加热热风箱内的温度、加热时间、PVC-O管材线速度、管坯线速度、PVC-O管材线速度与管坯速度自动调节比例、PVC-O管材壁厚；
步骤(2)、管坯牵引机将管坯运送至PVC-O管材牵引机后开始进行二次加热，并自动调节PVC-O管材牵引机转速；
步骤(3)、温度传感器采集双轴取向二次加热热风箱内的加热温度并通过模拟量扩展模块转换成可编程控制器可识别的信号，加热待双轴取向管材，完成双轴取向工艺；
步骤(4)、对PVC-O管材进行冷却；
步骤(5)、超声波管材壁厚在线测厚仪采集PVC-O管材实时壁厚信号，通过模拟量扩展模块转化成可编程控制器可识别的信号，自动调节PVC-O管材牵引机转速；
步骤(6)、返回步骤(2)继续完成下一根PVC-O管材的双轴取向工艺。
上述的PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制方法，其步骤(2)包括：当管坯牵引机将管坯运送至PVC-O管材牵引机时，操作人员在触摸屏上设置手动模式，操作PVC-O管材牵引机三爪下降，夹紧管材，PVC-O管材牵引机开始转动，同时启动热风发生器后在触摸屏上设置自动模式，温度传感器采集双轴取向二次加热热风箱中的加热温度并通过模拟量扩展模块转换成可编程控制器可识别的信号，可编程控制器发出指令，给管坯加热；线速度测量仪采集PVC-O管材线速度信号并通过模拟量扩展模块转换成可编程控制器可识别的信号，可编程控制器通过计算后发出指令，自动将PVC-O管材牵引机转速调节至和管坯线速度一致。
上述的PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制方法，其步骤(3)包括：当四个双轴取向二次加热热风箱内的温度和加热时间达到设定值后，操作人员根据管材状态，在触摸屏上手动操作双轴取向设备油缸电磁阀动作，开始进行双轴取向，当管材管径无变化时停止双轴取向设备油缸电磁阀。
上述的PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制方法，其步骤(4)包括：当PVC-O管材进入冷却水箱后，操作人员在触摸屏上手动操作启动水泵，对PVC-O管材进行冷却喷淋。
上述的PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制方法，其步骤(5)包括：超声波管材壁厚在线测厚仪采集PVC-O管材实时壁厚信号，通过模拟量扩展模块转化成可编程控制器可识别的信号，向可编程控制器发送信号，可编程控制器通过计算发出指令，将PVC-O管材牵引机转速和管坯牵引机转速按设定比例进行自动调节。
有益效果：
本发明通过PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制系统自动完成管坯加热、PVC-O管材线速度自适应调节等动作，保证了PVC-O管材的连续生产，提高了生产效率，提高了管材制成率，大大降低了生产成本。本发明采用一步法连续生产PVC-O管材，生产效率更高。
附图说明
图1是本发明的控制系统连接结构示意图
图2是本发明控制系统流程图
具体实施方式
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为了详细地描述本发明的技术方案，使本领域的技术人员更加准确地理解技术原理、技术方案，及其使用效果，下面以实施例方式详细解释本发明所要保护的技术方案。
实施例
参照图1，本发明PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制系统，包括以下模块：可编程控制器1、触摸屏2、模拟量扩展模块3、超声波管材壁厚在线测厚仪4、线速度测量仪5、温度传感器6、变频器7、电磁阀8、中间继电器9。所述触摸屏2连接所述可编程控制器1，用于设置PVC-O管材生产线的双轴取向工艺参数，显示实时工艺参数，手动操作电磁阀、变频器启停和二次取向加热；所述模拟量扩展模块3、超声波管材壁厚在线测厚仪4连接所述可编程控制器1的输入端，用于将采集到的温度信号、管材壁厚信号传送给所述可编程控制器1；所述线速度测量仪5、温度传感器6连接于所述模拟量扩展模块3；所述可编程控制器1的输出端连接电磁阀8、变频器7和中间继电器9，用于根据接收到的温度信号、管材壁厚信号控制设备按照程序指令动作。
参照图1和图2，本发明PVC-O管材生产线双轴取向工艺的PLC控制方法，可编程控制器1对PVC-O管材生产线双轴取向工艺中的双轴取向二次加热热风箱内的温度信号、管坯牵引速度信号、PVC-O管材牵引速度信号、PVC-O管材壁厚信号进行检测、计算，并输出相关的控制信号，包括以下步骤：
步骤(1)、通过触摸屏2设置四个双轴取向二次加热热风箱内的温度、加热时间、PVC-O管材线速度、管坯线速度、PVC-O管材线速度与管坯速度自动调节比例、PVC-O管材壁厚；
步骤(2)、管坯牵引机将管坯运送至PVC-O管材牵引机，操作人员在触摸屏2上设置手动模式，操作PVC-O管材牵引机三爪下降，夹紧管材，PVC-O管材牵引机开始转动，同时启动热风发生器后在触摸屏2上设置自动模式，温度传感器6采集双轴取向二次加热热风箱中的加热温度并通过模拟量扩展模块3转换成可编程控制器1可识别的信号，可编程控制器1发出指令，给管坯加热；线速度测量仪5采集PVC-O管材线速度信号并通过模拟量扩展模块3转换成可编程控制器1可识别的信号，可编程控制器1通过计算后发出指令，自动将PVC-O管材牵引机转速调节至和管坯线速度一致；
步骤(3)、温度传感器6采集双轴取向二次加热热风箱内的加热温度并通过模拟量扩展模块3转换成可编程控制器1可识别的信号，加热待双轴取向管材；当四个双轴取向二次加热热风箱内的温度和加热时间达到设定值后，操作人员根据管材状态，在触摸屏2上手动操作双轴取向设备油缸电磁阀8动作，开始进行双轴取向，当管材管径无变化时停止双轴取向设备油缸电磁阀8，完成双轴取向工艺；
步骤(4)、对PVC-O管材进行冷却；当PVC-O管材进入冷却水箱后，操作人员在触摸屏2上手动操作启动水泵，对PVC-O管材进行冷却喷淋；
步骤(5)、超声波管材壁厚在线测厚仪4采集PVC-O管材实时壁厚信号，通过模拟量扩展模块3转化成可编程控制器1可识别的信号，可编程控制器1通过计算发出指令，将PVC-O管材牵引机转速和管坯牵引机转速按设定比例进行自动调节，自动调节PVC-O管材牵引机转速；
步骤(6)、返回步骤(2)继续完成下一根PVC-O管材的双轴取向工艺。
本发明通过触摸屏设置管坯二次加热温度、PVC-O管材壁厚、PVC-O管材的壁厚、管坯和PVC-O管材线速度等参数，并将这些参数实时数据显示出来。可编程控制器对这些参数进行计算，调节二次加热温度、PVC-O管材的壁厚和线速度，自动完成管坯加热、PVC-O管材线速度自适应调节等动作，实现了PVC-O管材的连续生产，提高了生产效率，提高了管材制成率，大大降低了生产成本。本发明采用一步法连续生产PVC-O管材，生产效率更高，填补了国内空白。
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