基于PAC的PVDC涂敷机版辊控制系统

【摘要】原PVDC涂敷机版辊控制系统经常会因为PVDC涂敷机版辊处的温度不能符合PVDC涂敷工艺的要求而使系统停机，造成设备的损坏及产品的报废。本文提出了优化PVDC涂敷机版辊控制系统生产新工艺的方案。重新设计了PVDC涂敷机版辊控制系统的工作时序；并在涂敷机版辊侧增加一套温控系统，达到控制温度稳定的效果。新系统使设备运行更稳定，同时节约了水电能源。

【关键词】PVDC；PAC；涂敷机版辊控制

一、引言

塑料包装企业在涂布PVDC胶乳薄膜的生产过程中，由于PVDC涂敷机版辊控制系统线路陈旧，故运行效率低。曾多次造成系统的压缩机构、搅拌机构等设备的损坏。近年来由此造成的各种经济损失累计达八十多万元，对企业的市场形象也带来了极大的负面影响。为此提出了基于pac的pvdc涂敷机版辊控制系统。

二、PVDC涂敷膜生产过程中存在的主要问题

在PVDC涂敷膜的涂敷工艺流程中，对PVDC涂敷版辊处的温度要求很高，若PVDC涂敷膜版辊处的温度过高，则会在所涂敷出来的膜体上留下黄色的线条，从而造成产品的报废。改造前PVDC涂敷机版辊控制系统的控制工艺较陈旧，PVDC涂敷机版辊系统中的冷冻机组、搅拌机组、水泵机组等电气控制系统是由继电器-接触器电路构成。该控制系统不仅线路复杂故障率高，运行也极不可靠，经常会因为PVDC涂敷机版辊处的温度不能符合PVDC涂敷工艺的要求而使系统停机；还曾造成压缩机电机烧毁，搅拌器电机烧毁和冷冻机水泵电机烧毁的恶性事故，直接经济损失达三万多元。该系统的冷却水泵原来设计是一天24小时连续运行的，造成了电能的极大浪费。

PVDC涂敷膜生产系统存在涂敷版辊处温度难以控制的问题，因为在膜体生产流程中有多处热源存在，从而使得PVDC涂敷机版辊处的温度也在不断地升高。当版辊处冷媒温度超出膜体工艺要求范围时就会造成PVDC涂敷胶乳结晶，析出颗粒并滞留在版辊刮刀上。在进行PVDC涂敷工艺的时候就会在PVDC涂敷膜上留下线条，造成产品的报废。因为PVDC涂敷机版辊处温度控制不当曾造成几次重大的损失。事后发现主要是因为控制系统的工艺陈旧，使设备没有按正常要求的时序进行工作，从而使PVDC涂敷机版辊处的冷媒温度超出正常允许的范围。这之后企业的工程技术人员为了降低PVDC涂敷机版辊处的温度，曾经试图调整缩小冷冻机的启动、停止工作范围，却又由于设备有时候处在待机状态而造成版辊处的冷媒温度低于允许的范围，使得PVDC涂敷膜因被冻坏同样造成产品的报废。

三、PVDC涂敷机版辊控制系统改造方案

基于PVDC涂敷膜生产过程中存在的问题，提出了对PVDC涂敷机版辊控制系统进行改造的设想。提出了优化PVDC涂敷机版辊控制系统生产新工艺的方案。系统工作时首先开启冷冻系统中的冷却水阀门，同时开启相应的冷媒泵进出端阀门，之后再启动搅拌机构、冷却水泵机构。此时冷冻压缩机构还是不允许工作，只有在冷却水泵机构工作时间符合系统工艺要求后才允许冷冻压缩机构开始工作。当温度遵循系统工艺要求变化至某一设定值时要及时关闭冷冻机构；当温度遵循系统工艺要求变化至另一设定值时压缩机构要能自动投入工作，并启动相应的冷媒泵机构。在涂敷机版辊侧增加一套温控系统，通过温控模块控制水泵变频器，从而控制水泵的流量.达到控制温度稳定的效果；对原冷冻机电气系统进行改造，使设备运行更稳定；再修建一储水池将用于冷却的水资源进行循环利用，以节约水电能源。

要使PVDC涂敷机版辊控制系统能满足系统新工艺的要求，应当选用一套合适的系统控制方案。PVDC涂敷膜对系统动态工作温度有严格的要求，当系统动态温度>23℃时PVDC涂敷膜将出现破乳现象，此时系统必须处于待机状态；只有等系统动态温度恢复至19℃以下后才能开始正常涂敷。PAC（可编程自动控制器）是新一代PLC，该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的优势，以及PLC固有的负载能力强、抗干扰性能及可靠性能好等优点，克服了早期的PLC只限于数字控制及仅采用梯形逻辑图来进行编程的缺点。PAC构架了这样一个平台：它将PC和PLC两者的优势结合起来。利用PC机丰富的软件资源，再利用LabVIEW程序软件，则开发人员能方便地开发出用户控制系统。

四、PVDC涂敷机版辊系统新的工艺流程

PVDC涂敷膜涂布生产线由放卷部、涂布组合、红外线灯、悬浮式干燥通道、电晕处理装置、纠偏组合、收卷部和布廉式涂布头等部分组成。PVDC涂敷膜生产线的最高生产速度可达200米/分钟，为保证PVDC涂敷工艺的正常进行，PVDC涂敷膜系统配有冷冻机构、搅拌机构、水泵机构等设备的主要作用是起到配合控制PVDC涂敷膜版辊处的温度。

最新设计的PVDC涂敷膜涂布生产线涂敷膜的工艺流程是：放卷-电晕处理底胶涂敷底胶烘干PVDC涂敷膜面涂一次烘干二次PVDC涂敷膜面涂二次烘干收卷。PVDC涂敷膜胶乳正常涂敷的最佳温度要求控制在5～23度。由于在PVDC涂敷膜面涂单元前面都有烘干的过程，所以在进入面涂前的膜体的温度已经较高，相应的PVDC涂敷膜乳液的温度也将不断升高.因此要想对膜体进行正常的涂敷，就必须对PVDC涂敷膜胶乳的温度加以正确的控制。

五、PVDC涂敷机版辊控制系统工作框图

PVDC涂敷机版辊工作系统框图如图1所示，系统工作时首先开启冷却水阀门、同时开启相应冷媒泵的进出端阀门；接着再启动搅拌器工作机构、循环水泵工作机构，当系统正常工作一定时间后启动冷冻工作机构。整个系统各部分之间有着严格的工作时序关系，这些时序关系的控制均由中央控制处理单元来完成。中央控制处理单元将根据系统温度检测单元检测到的温度数据控制冷媒的工作温度、根据系统压力检测单元检测到的压力数据来控制PVDC膜体运行的速度。考虑到系统工作的可靠性及成本等因素，系统选用可编程序控制器来作为系统主控器件，实际选用的型号为FX2N-32MR。FX2n系列可编程序控制器是FX系列中性能最好的模块。它拥有无以匹敌的速度、高级的功能、逻辑选件以及定位控制等特点。

六、结束语

新的PVDC涂敷机版辊控制系统运行情况良好，由于涂敷机版辊采用的温控监测实时性很强，版辊温度基本能控制在20度以下，系统在现场安装了温控数字显示器，操作人员对版辊温度一目了然；在冷冻机运行侧，采用了程序控制，简化了操作人员的操作程序，故电气运行十分稳定；并实现了冷冻机冷却水在压缩机启动前先通水，停机后延时停水的功能，进一步保证了高压设备运行的安全性，很好的节约了能源。设备自改造安装后一直稳定运行，没有出现故障，取得了良好的效果。

参考文献

[1]李全利.PLC运动控制技术应用设计与实践[M].机械工业出版社，2010.

[2]李金城.PLC模拟量与通信控制应用实践[M].电子工业出版社，2011.

[3]中国电子学会编.传感器与执行器大全[M].机械工业出版社，2005.

作者简介：濮阳槟，大学本科，衢州学院电气与信息工程学院教师，一直从事自动控制方面的教学与研究工作。