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1、第11卷第2期南京工业职业技术学院学报Vo.l11,No.22011年6月JournalofNanjingInstituteofIndustryTechnologyJun.,2011双向拉伸薄膜生产控制系统的研究与开发121张玲,张益伟,郝翠霞(1.南京工业职业技术学院电气与电子工程学院,江苏南京210046;2.桂林立欣自控技术开发有限公司,广西桂林541004)摘要:本文介绍了双向拉伸薄膜的生产工艺流程,全面系统地分析了双向拉伸薄膜生产控制系统的特点,从控制要求、系统架构、软件组态
2、、系统通信网络等各方面,为双向拉伸薄膜生产线控制系统提供了完整的解决方案。关键词:双向拉伸薄膜;控制系统;Profibus+中图分类号:TQ320.721文献标识码:A文章编号:1671-4644(2011)02-0019-04现场总线的双向拉伸薄膜生产控制系统,重点从系统架构、控引言制策略、通信网络、软件体系等方面,研究符合生产工艺流程利用双向拉伸技术制造的塑料薄膜,在强度、刚性、尺寸和控制要求的双向拉伸薄膜生产控制系统及其关键技术。稳定性、光学性能、厚薄均匀性等方面具有普通薄
3、膜无法比1双向拉伸薄膜生产工艺流程及控制要求拟的优势,因此在食品、医药及其他工业品包装中占据重要的地位。其中BOPET(双向拉伸聚酯薄膜)、BOPP(双向拉伸[1-2]双向拉伸薄膜生产线主要由6个部分组成:原料系聚丙烯薄膜)是目前用途最广、发展迅速的新型薄膜材料。统、挤出系统、铸片系统、纵向拉伸系统、横向拉伸系统、牵引双向拉伸薄膜生产线是由多种设备组成的连续生产线,收卷系统,主生产线工艺流程如图1所示(以BOPP为例)。其生产流程长、工艺复杂、控制要求高。本文阐述基于Profibus图1双向拉伸
4、薄膜生产工艺流程示意图(1)原料系统器、熔体管进入模头。计量泵的作用是保证向模头提供的熔原料系统包括配料、混料以及干燥等工艺过程。配料是体具有足够而稳定的压力,以克服熔体通过过滤器时的阻指各种添加剂和改性母料在主、辅料共混中的百分比。干燥力,保持薄膜厚度的均匀性。挤出机至模头段需要根据生产的目的是使原材料共混物(主要是芯层料中含有抗静电剂的工艺进行温度控制。母料)充分干燥,以防止原材料经挤出、铸片后片材中含有气(3)铸片系统泡,从而影响产品质量。原料系统的控制包括主料输送、辅铸片机的作用是将模头
5、流出的树脂冷却成片材,使片材料输送、原料的配比计量、主挤出机下料的计量、各辅助挤出的结晶度、晶体形态、晶体大小达到较理想状态,从而使片材机的原料吸取等。更利于进一步拉伸。铸片系统主要包括模头、急冷辊(铸片(2)挤出系统辊、冷鼓)和静电吸附装置。从模头流出呈粘流态的熔体在匀挤出部分包含一台主挤出机和若干台辅挤出机。主挤速转动的铸片辊上被快速冷却形成厚度均匀的玻璃态铸片,出机加热将原料熔融经计量泵将熔体供应至生产线,辅挤出要求铸片辊表面温度均匀、冷却效果好,同时还要求其转速均机一般按设定转速进行恒速挤出
6、。挤出机挤出熔体,经过滤匀且稳定,因此需对铸片辊的温度和线速度进行合理的控制。收稿日期:2011-03-11作者简介:张玲(1967-),女,江苏仪征人,南京工业职业技术学院副教授,高级工程师,主要从事电气自动化技术的科研和教学工作。20南京工业职业技术学院学报第11卷第2期(4)纵向拉伸系统(MDO)度均匀性。纵拉系统的作用是将来自铸片机的厚片预热,通过高速(6)牵引收卷系统辊和低速辊之间的速度差对片材进行拉伸。纵向拉伸机主牵引装置的作用是将拉伸后的薄膜展平、冷却,利用测要由预热辊、拉伸辊、冷却
7、辊、张力辊和橡胶压辊、红外加热厚仪检测薄膜的纵、横向厚度,通过收卷机的张力控制辊、展管、加热机组以及张力、温度、速度等控制装置组成。纵拉比平辊、跟踪辊缠绕在收卷机的卷芯上,完成成型加工的过程。的大小直接影响薄膜的机械性能,其控制至关重要。纵向拉牵引收卷系统需控制的工艺参数包括薄膜的宽度、速比、电伸各区的温度是影响薄膜拉伸取向、结晶的关键因素,其控晕处理强度、收卷张力、浮压辊的压力等。制必须适宜,并且要尽量均匀。2控制系统构成(5)横向拉伸系统(TDO)横拉系统的作用是将来自纵拉机的膜片预热、拉伸和
8、定根据双向拉伸薄膜生产工艺的特点与控制要求,将控制型,完成薄膜的横向拉伸。从结构上看,横拉机是一台装有系统分为原料挤出、拉伸、收卷三个部分,采用三台主控制器可变幅宽、高速运行链条夹具的大烘箱,分为预热段、拉伸(PLC)分别控制。这三个子系统可以单独运行,也可以联机段和定型段。需控制的工艺参数包括三个区段的工艺温度、运行,相互之间通过工业以太网进行数据交换,保证系统之夹子链条的张力、链轨道曲线等。横向拉伸温度是影响薄膜间的协同工作,使生产线顺利运行,如图2所示。性能最
