聚乙烯塑料生产中，挤压造粒设备的控制系统是保障设备正常运行和产品质量的关键。各生产线的设备中大多是采用纯硬件搭接的控制系统或配套DCS控制系统。依据挤压造粒设备的控制特点，在近期新建国产挤压造粒设备中，采用PLC控制系统代替了原来由继电器搭接的陈旧古老的控制系统。改造后的PLC控制系统具有功能强劲、性能稳定、易于维护等优点。

    改造前，由于进料的不稳定性及产品牌号改变的经常性，手动操作很难使产品达到较理想的水平，且经常出现堵料、防爆膜由于压力过高损坏及其它机械故障等。采用PLC控制系统控制后，改善了设备运行的可靠性及连续稳定性，使产品质量达到较高水平。

    1 设备工艺特点及控制要求

    1.1 设备工艺特点

    塑料生产线设备工艺流程主要包括混炼机、喂料机、熔融泵和切粒机4个部分，过程见图1。

图1 设备工艺流程

    混炼机功能是将不同原料成分进行混合，并塑炼成一种稠状流体—熔体塑料；喂料机用于吸纳从混炼机流出的熔体塑料，并将其均匀地传送到熔融泵入口进行迅速地升压挤出。经过塑炼处理过的熔体塑料，在高压下被挤过模板成条丝状；在切粒机中被均匀地切割，最后形成标准的颗粒产品，通过颗粒水冷却输送到后系统工序。挤压机的自动控制流程如图2所示。

图2 挤压机子自动控制流程

图中，FT-2425为混炼机入料流量，量程为0～15T/h；
PT-2426为喂料机出口压力，量程为0～10MPa；
PT-2427为熔融泵出口压力，量程为0～50MPa。

[NextPage]

    1.2 控制要求

    1.2.1 主要回路控制

    挤压机主要需要3个控制环节：喂料机控制回路、熔融泵控制回路和切粒机控制回路。

    (1) 喂料机控制回路。在混炼机的入口设有一电子秤，可检测入料动态流量，其变化用于控制喂料机的吃料速度。

    (2) 熔融泵控制回路。该回路采用串级控制，即熔融泵工作速度由喂料机的转速和喂料机的出口压力共同来控制。其中喂料机的转速作为辅助控制参数，喂料机出口压力的(+,输出作为主要控制参数，即通过对熔融泵转速的调节，控制喂料机出口压力稳定在5 MPa。

    (3) 切粒机控制回路。该回路也采用串级控制，即切粒机的工作速度由熔融泵的转速和熔融泵的出口压力共同来控制。其中熔融泵的转速作为辅助控制参数，熔融泵出口压力的PID输出作为主要控制参数，即通过对切粒机转速的控制调节，以保证产品颗粒尺寸均匀，外观合格。
　　
    1.2.2 联锁控制

    在设备控制中还需要12套报警联锁控制，主要报警联锁控制有7个。

    (1) 喂料机润滑油压力报警联锁；

    (2) 熔融泵润滑油压力报警联锁；

    (3) 喂料机、熔融泵和切粒机电机轴承温度报警联锁；

    (4) 熔融泵网前、后爆破膜状态联锁；

    (5) 切粒机切粒室视窗开关联锁；

    (6) 切粒机颗粒水流量低联锁；

    (7) 喂料机、熔融泵及切粒机转速低联锁。

    1.2.3 手/自动切换控制

    设备启动时，运行状态及工作参数较复杂，一般需要操作人员进行手动控制，当运行较稳定后，才能切换到自动控制系统。所以在喂料机控制回路、熔融泵控制回路和切粒机控制回路的控制必须实现无扰动平稳切换。

    2 系统构成

[NextPage] 
    
    该自动控制系统见图3，其采用上、下位机的体系结构。

图3 PLC控制系统结构