ＰＬＣ自动控制系统在水泥维纶管卷制过程的应用
时间：2021-01-09 08:01:36 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要:本文详细介绍了PLC自动控制系统在水泥维纶管卷制过程中的具体运用。通过对液压系统的自动控制，成功地实现了比例减压以及管壁厚度测量、设定和控制，大大地提高了卷制过程的自动化程度。在稳定卷制质量和提高生产效率方面取得成功，引起同行业的普遍关注。
关键词:水泥维纶电缆护管；卷制；PLC；液压系统；比例减压阀；自动线性减压
一、前言
随着城市规模的扩大，市容要求和电网改造需要，城市供电、通讯等线缆由杆塔转向地下，由地下直埋转为穿管走线。常用的线缆保护管有PVC管和水泥维纶管，而水泥维纶管以成本低、强度高、耐热、防腐蚀、防火、耐用、非磁性、载流大、敷设系数高等优势成为线缆敷设首选材料，逐步取代PVC管。而且还广泛应用于煤气、天然气、水输送管道，因此，该产品具有广阔的市场发展前景。如何提高水泥维纶管的产量和卷制质量（特别是壁厚的控制）是目前行业内必须亟待解决的问题。采用PLC自动控制系统，不仅对卷制质量实施了控制，而且还替代了许多人工操作，大大提高了卷制产量和自动化水平。
二、水泥维纶管生产设备现状和存在问题
目前，国内仅有几家水泥维纶管生产厂，在卷制过程中大多采用手动控制，工人劳动强度大，产品质量不稳定，生产效率不理想，而且易发生误操作，有潜在的事故隐患。具体表现以下几个方面：
⑴、主轴动力采用电磁调速电机，通过电位器手动调节主机速度。
⑵、卷制过程中，上压胶滚要随着管壁厚度的增加进行线性减压，而该动作是通过手动按钮脉冲减压或手动阀调节，保证不了线性度，管质密度不均匀，起层，强度差，成品率低。
⑶、管壁厚度采用人工目测，随机误差大，质量控制不稳定。
⑷、毛布运行转速、料层厚度、减压速率、管壁厚度之间不能作到最佳匹配，不易达到最佳效果。
⑸上压胶滚的快速提升和快速下降，芯轴的上和下均采用手动换向阀操作，生产效率低。
三、水泥维纶管卷制的工艺要求
1、水泥维纶管卷制工艺图（见图1）
2、水泥维纶管卷制的工作原理和工艺要求：
以大胸棍4为主动轮，在电机1的驱动下，带动辅辊12被动轮旋转，经过上下调整辊10、14和上下诱导辊8、16形成开式传动系统。由于辅辊12、毛布7同时和大网轮13压在一起，所以，大网轮13也作为被动轮一起旋转。制好的料浆经储浆池20和小网箱21两次搅拌后自动溢流到大网箱22中，由于大网箱22中的料浆液面与大网轮13内液面有高度差，即产生压力差，促使料浆有通过滤网进入网轮13内腔的趋势，利用旋转的网轮滤网和液体压差的作用将料浆过滤后附着在网轮的滤网表面，并将物料抄取在毛布上。随着毛布的移动，经过真空台9脱水后进入大胸棍4、芯轴5和上压胶辊6组成的卷制区。由于大胸棍4与芯轴5之间形成一定的包角（折算为偏心距），所以，毛布7、大胸棍4、芯轴5之间形成压力差，毛布上的料浆就随着芯轴5的旋转一层层地粘在上面。随着管壁厚度δ的增加，上压胶辊6（在液压系统的驱动下）要逐渐卸压，当达到所需的壁厚时，上压胶辊6自动抬起，卷制过程停止。卷好的管坯连同芯轴一块滚动到脱模平台上，完成一根管的卷制过程。这些过程是完全由PLC自动控制系统来实现的。通过PLC系统给液压系统中发出信号实现比例减压和快速升、降动作。
四、水泥维纶管卷制自动化控制系统组成与原理（见图2）
水泥维纶管卷制自动化控制系统组成（见图2）：由可编程控制器（PLCFX2N-48MT）、操作命令面板、管壁厚度设定及调整单元、管壁厚度测量显示单元、胸轮速度调节器、快速提升、快速下降和线性比例减压液压系统等组成。
五、结论
我们自行研制的维纶水泥电缆护管生产系统，经过两年多的运行，效果良好，达到设计目标。该系统有以下几个特点：
（一）采用PLC自动化控制使整个系统运行易达到最佳状态。
（二）厚度自动测量和根据厚度适时自动调节压力实用可靠，控制精度高。
（三）卷制过程在线设定壁厚、在线调节壁厚误差，方便，易操作。
（四）采用线性自动减压，卷制水泥维纶管密度均匀，强度高，质量好，效率高。
参考文献：
[1] 刘桂国，葛鲁波．智能仪表技术．北京：北京师范大学，2005．
[2] 王晓敏，李海波，杨红兵．Visual Basic程序设计．北京：中国铁道出版社，2003
[3] 王兆义．PLC小型可编程控制器实用技术．上海：机械工业出版社，2005
