摘 要

PET（聚酯）挤出机是化纤生产的关键设备，它包含螺杆、机筒、料斗、机头、温控系统、速控系统。挤出机控制系统的作用是:在挤出的时候对螺杆的转速、机筒的温度和熔体的压力等等工艺参数实现实时的控制。瓶片料挤出系统是采取以PLC为控制核心的控制系统，来对挤出机电机速度和工艺温度进行集中控制,通过触摸屏来实现人机交互，对温度和速度控制过程的监控,从而达到提升设备生产质量同时得到高质量产品的目的。

本篇论文由螺杆挤出机的工作原理出发，详细阐述了PET瓶片料化纤螺杆挤出机电气控制系统的原理，及其控制电路图和程序。控制电路图运用CAD二维软件制图，包括其原理图以及材料表；编写控制程序的软件采用的是西门子S7-200。总的来说，本文介绍了以PLC为主对挤出机的电气控制方法，具体说明了PLC的工作原理和过程，希望读者对PLC控制有一个更加详尽的认识。

关键词：PET；挤出机；PLC控制系统

Design of electric control system of screw extruder of PET bottle chip chemical fiber

ABSTRACT

PET (polyester) extruder is the important equipment in the production of chemical fiber which includes screw, barrel, hopper, nosing, temperature-control system and speed-control system. The main function of the control system of extruder is to control the technological parameters such as screw speed, barrel temperature and melt pressure during the extrusion process. Plastic extrusion system uses control system with the core of PLC to complete the centralized control of the process temperature and motor speed of the extruder. The touch screen can realize human-computer interaction as well as the monitoring of the temperature and speed control process. As a result, we can reach the aim -- improve the quality of the equipment and the quality of the product.

This paper starts from the working principle of screw extruder . And then elaborates the principle of the electric control system of screw extruder of PET bottle chip chemical fiber, its control circuit and program in detail. Control circuit diagram is completed with CAD software, including its schematic and material tables, Control program is completed with SIEMENS S7-200. On the whole, this paper introduces the electric control method of extruder based on PLC which explains the working principle and process of PLC in detail. I hope that readers will have a more detailed understanding of PLC control after reading this paper.

Key words：PET; extruder; PLC

目 录

1 前 言 - 4 -

1.1 概述 - 4 -

1.2课题背景及意义 - 4 -

1.2.1背景与来源 - 4 -

1.2.2 意义 - 5 -

1.3 国内外相关研究 - 5 -

1.3.1国外挤出机控制系统发展概况 - 5 -

1.3.2国内挤出机控制系统发展状况 - 6 -

1.4 课题内容及介绍 - 7 -

1.5 主要创新点 - 7 -

2 PET瓶片料化纤螺杆挤出机介绍 - 8 -

2.1 基本结构 - 8 -

2.1.1螺杆挤出机的构成 - 8 -

2.1.2 PET瓶片料简介 - 9 -

2.2 工作原理 - 10 -

3 电气控制系统设计 - 13 -

3.1 可编程控制介绍 - 13 -

3.1.1 PLC的定义 - 13 -

3.1.2 PLC的基本组成 - 13 -

3.1.3 PLC的工作原理 - 14 -

3.1.4 PLC的应用范围 - 15 -

3.1.5 PLC的优点 - 16 -

3.1.6 PLC控制与继电器控制的区别 - 17 -

3.1.7 PLC的选型 - 17 -

3.2 控制方案的设计 - 17 -

4 控制元器件介绍 - 21 -

4.1 断路器 - 21 -

4.1.1 断路器的定义及优点 - 21 -

4.1.2 断路器的结构及工作原理 - 21 -

4.1.3 断路器型号选择 - 22 -

4.2 温度变送器 - 23 -

4.2.1 温度变送器的构成及特点 - 23 -

4.2.2温度变送器的工作原理 - 23 -

4.2.3 温度变送器的选用 - 24 -

4.3变频器 - 26 -

4.3.1变频器的简介及工作原理 - 26 -

4.3.2变频器的选用 - 26 -

4.4交流接触器 - 27 -

4.4.1交流接触器简介和工作原理 - 27 -

4.4.2交流接触器的选用 - 28 -

4.5 文本显示器 - 28 -

4.6 按钮 - 29 -

4.7 中央处理器与模拟量模块 - 30 -

5 PLC控制与程序设计 - 33 -

5.1 振荡电路 - 33 -

5.2 启动与运行电路 - 34 -

5.3 故障报警与复位电路 - 37 -

5.4 状态指示灯电路 - 39 -

5.5 数据测量与转换 - 40 -

5.6 温度显示 - 42 -

5.7 重复程序 - 43 -

5.8 手动调节设定值 - 43 -

5.9 加热器的控制 - 44 -

6 控制系统人机界面 - 46 -

6.1 人机界面的简介 - 46 -

6.2 西门子人机界面流程图 - 46 -

结 论 - 53 -

致 谢 - 54 -

参考文献 - 55 -

附录 - 56 -

1. 前 言

1.1 概述

挤出机是运用于工业生产中与热塑性加工相关的一种设备，它能够根据所用螺杆的数目分成单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机^[1]。近些年来，由于经济水平的迅猛提升以及社会的不断进步，我国工业才能快速而又深化的发展。纵观挤出的生产可知，针对螺杆挤出机，以往常常使用得传统积胶压力传感器控制可能会导致生产产品稳定性较差，所以，在全过程控制中大量运用大型计算机可编程逻辑控制器（PLC）可使过程逐步步入最优化、数字化以及模糊化控制阶段，从而完成了提升设备生产数量、获取高质量产品的目的。

1.2课题背景及意义