[发明专利]一种基于PLC的FDM线材挤出机的控制系统

说明书

本发明公开了一种基于PLC的FDM线材挤出机的控制系统，包括温度传感器、PLC、变频器和触摸屏，所述温度传感器的输出端通过导线电性连接有温度变送器，所述PLC通过导线电性连接于温度变送器的输出端，所述PLC的输出端通过导线电信连接有固态继电器，且固态继电器通过导线电性连接有加热器，所述触摸屏通过以太网双向连接于PLC的输入端与输出端，所述变频器通过导线电性双向连接于PLC的输入端与输出端，且变频器的输入端与输出端均通过导线电性双向连接有电机。本该系统以PLC为控制中枢，并具有操作方便快捷，控制简单、便于维护等特点，可显著提高FDM线材的生产效率、产品的质量以及稳定性。

技术领域

本发明涉及FDM线材挤出机的控制系统技术领域，具体为一种基于PLC的FDM线材挤出机的控制系统。

背景技术

FDM即熔融沉积成型(FusedDepositionModeling)，是3D打印技术中的应用最为广泛的一种。FDM技术的材料一般为热塑性材料，如蜡、ABB、尼龙等所制成的线材，通过电加热的方式将线材在喷头内加热到熔融态，由计算机控制喷头运动，熔融的线材根据CAD分层数据进行涂覆，待其冷却固化后形成一薄层截面，以此往复加工模型。螺杆挤出机作为制作FDM线材的重要设备,其对工艺参数的控制精密度关乎产品的挤出品质。在线材挤出生产中的温度、压力和挤出速度影响着挤出制品在外观质量和内在强度，故如何实现挤出系统的有效控制十分重要。

目前，市面上常见的FDM线材挤出机主要用于大批量生产，消耗功率大，且自动化水平和控制精度都较低，生产出的挤出制品质量也不高，不适用于科研工作时新线材的试制研发，为此，我们提出一种实用性更高的基于PLC的FDM线材挤出机的控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PLC的FDM线材挤出机的控制系统，解决了现有的FDM线材挤出机主要用于大批量生产，消耗功率大，且自动化水平和控制精度都较低，生产出的挤出制品质量也不高，不适用于科研工作时新线材的试制研发的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于PLC的FDM线材挤出机的控制系统，包括温度传感器、PLC、变频器和触摸屏，所述温度传感器的输出端通过导线电性连接有温度变送器，所述PLC通过导线电性连接于温度变送器的输出端，所述PLC的输出端通过导线电信连接有固态继电器，且固态继电器通过导线电性连接有加热器，所述触摸屏通过以太网双向连接于PLC的输入端与输出端，所述变频器通过导线电性双向连接于PLC的输入端与输出端，且变频器的输入端与输出端均通过导线电性双向连接有电机。

优选的，所述温度传感器为K型热电偶传感器，且K型热电偶传感器与温度变送器之间电性连接，并且温度变送器的温控范围为0-400℃。

优选的，所述PLC的型号为S7-200SMART，且PLC包括CPU模块、信号板和扩展模块。

优选的，所述PLC的CPU模块包括CPU、电源、输入/输出接口、存储区、以太网接口、RS485端口和拓展接口。

优选的，所述加热器与PID控制器之间通过导线电性连接，且PID控制器由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成，并且PLC的PID算法控制模块作为本系统的温控模块。

优选的，所述本系统的软件编程采用模块化结构，将复杂的控制程序划分为若干子程序，且子程序主要包括温度控制、电机控制和触摸屏控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：