[发明专利]一种复合挤出橡胶制品的挤出设备及自动控制方法

权利要求书

1.一种复合挤出橡胶制品的挤出设备，包括上挤出机和下挤出机，其特征在于：所述上挤出机连接上机供胶电机和上机压力传感器，所述下挤出机连接下机供胶电机和下机压力传感器；所述上挤出机的电机旋转带动螺杆把胶料挤压并输送到机头，下挤出机的电机旋转带动螺杆把胶料挤压输送到机头，上挤出机的胶料和下挤出机的胶料在机头复合并挤出到接取辊道上，接取电机带动所述接取辊道旋转并将胶料传输到收缩辊道；所述收缩辊道分为四段并分别由第一收缩电机、第二收缩电机、第三收缩电机以及第四收缩电机驱动；所述第四收缩电机后方设置有测宽系统和连续秤系统；所述测宽系统包括测宽控制器和测宽探头，所述测宽控制器控制测宽探头测量胶料的宽度并与PLC进行通信；所述连续秤系统包括连续秤控制器和秤传感器，所述连续秤控制器控制秤传感器测量胶料每米的重量并与PLC进行通信；所述PLC对上挤出机、下挤出机、接取电机、第一收缩电机、第二收缩电机、第三收缩电机以及第四收缩电机进行运行速度的调节。

2.根据权利要求1所述的一种复合挤出橡胶制品的挤出设备，其特征在于：所述第一收缩电机、第二收缩电机、第三收缩电机以及第四收缩电机按照设定系数逐级降速，使收缩辊道上的橡胶制品被动收缩。

3.根据权利要求1所述的一种复合挤出橡胶制品的挤出设备，其特征在于：所述PLC通过人机界面进行参数设定，并分别与上挤出机变频器、上机供胶变频器、下挤出机变频器、下机供胶变频器、接取机变频器、第一收缩电机变频器、第二收缩电机变频器、第三收缩电机变频器以及第四收缩电机变频器进行通信。

4.根据权利要求1所述的一种复合挤出橡胶制品的挤出设备，其特征在于：所述上机压力传感器和下机压力传感器采集的压力数据输入模拟量输入模块，模拟量输入模块与PLC通信。

5.一种复合挤出橡胶制品的自动控制方法，用于权利要求1-4所述的挤出设备，其特征在于包括以下步骤：

S1设计电气硬件，对电气硬件进行选型并完成挤出设备的连接；

S2编辑人机参数画面，设置人机界面的控制按钮、显示窗口以及设置对话框；

S3创建PLC变量标签，根据人机界面的需求在PLC中创建变量标签；

S4关联人机界面变量，在人机界面组态软件中建立和PLC的链接定义，然后对画面中每一个变量进行关联，关联完成进入S5，否则回到S3；

S5组态变频程序，通过PLC添加各个变频，可以根据需要在线或离线修改变频器参数；

S6编制PLC程序算法，包括设置挤出机速度和压力传感器反馈值控制关系、设置上下机运行速度并针对实际压力与设定压力的偏差进行调节、设定制品宽度和重量并针对反馈值与设定值的差值调节变频器；压力反馈数字量值以Fd表示，压力反馈实际工程值以F1表示，F1和Fd对应的数学表达式为F1=35*(Fd-400)/1600；

S7测试并调整PID参数，程序编制完成下载到PLC，进行负载测试；产出制品稳定则结束工作流程，否则再次运行S7。

6.根据权利要求5所述的一种复合挤出橡胶制品的自动控制方法，其特征在于：所述S1中上机压力传感器和下机压力传感器选择电流4～20mA输出；模拟量输入模块选择电流型。

7.根据权利要求5所述的一种复合挤出橡胶制品的自动控制方法，其特征在于：所述S6中压力传感器模拟量信号线接到模拟量输入模块上，0～35MPa对应4～20mA， 4～20mA在模块中对应数字量400～2000，数字滤波设定10ms，实时采样周期设定100ms。

8.根据权利要求5所述的一种复合挤出橡胶制品的自动控制方法，其特征在于：所述S6中挤出机的速度设定公式为V2=k*V1+ k*V1*k1*P；V1为全线基准速度设定，k为全线基准速度和挤出机速度比例系数，P为PID调整数值在-100～100之间，k1是调整限制幅度在0.1～0.3之间；上下供胶机的速度V3根据V2进行设定，数学表达式为V3=k2*V2+Vp；k2为系数，Vp为根据喂料的料兜位置调节速度。