挤出吹塑成型机是目前产量{zd0}的一种生产容器和中空制品的吹塑成型设备，可生产出从最小只有1mL到{zd0}可达10000L的各种容器制品，如牛奶 瓶、饮料瓶、洗涤剂瓶、化妆品瓶以及化学试剂桶、饮料桶、矿泉水桶等。
近年来，挤出吹塑成型的主要技术趋势是朝着自动 化、智能化、高精度和高速度的方向发展。因此，如何提高传统挤出吹塑成型的整体技术含量，使之适应该行业技术发展趋势要求是很重要的课 题。
本文描述的挤出吹塑成型机采用德国西门子有限公司开发生产的S7-200系列PLC作为主要的电气控制系统，应用 情况说明该系统xx可以符合自动化、智能化、高精度和高速度的技术发展趋势。 {dy}，S7-200系列PLC高度融合了电子技术、自动化 技术及网络技术，用S7-200系列PLC作为吹塑成型机的控制系统，将使吹塑成型机具有挤出、合模、吹胀、冷却和开模等过程的自动控制 功能，同时具有挤出型坯温度、挤出压力和冷却温度的自动调节功能，向着自动化和智能化的方向发展。
第二，S7-200 系列 PLC 中的具备高精度的热电偶模块和模拟量输入输出扩展模块，可以足型坯温度、挤出压力、型坯壁厚的高精度控制要求，达到制品成型所要求的质量要求，而 且精度重复性好；采用高速硬件解析技术的CPU模块和本身带有CPU芯片和专用共享数据区的模拟量扩展模块，可极大地提高熔料塑化速度，挤出速度 以及开合模速度，缩短了成型周期，并保证了制品的成型质量。 2．设备工艺过程
挤出吹塑是制造空心塑料制品的成型方 法，是借助气体气体压力使模具内的热型坯吹胀成容器的。挤出吹塑设备由挤出机、机头、模具、吹气系统和锁模装置构成，如图1所示，
其工艺 过程：
（1） 将热塑性塑料从进料口进入机筒内，由挤出机将塑料熔化成熔料流体，经过挤压系统塑炼和混合均匀的熔料以一定的容量和压力 由机头口模挤出形成型坯；
（2） 将达到规定长度的型坯置于吹塑模具内合模，并由模具上的刃口将型坯切断；
（3） 由模具上的进气口 通过压缩空气以一定的压力吹胀型坯；
（4） 保持模具型腔内压力，使制品和模具内表面紧密接触，然后冷却定型，开模取
出制品。
在 吹塑过程中，型坯的形成和吹胀是吹塑过程的核心，型坯形成和吹胀质量的高低直接影响着容器制品的质量好坏，而熔料的受热温度、挤出压力和和冷却时 间将直接影响型坯的成型和吹胀质量。型坯壁厚在吹气成型过程中若没有得到有效控制，冷却后会出现厚薄不均的状况，胚壁产生的应力也不同， 薄的位置容易出现破裂。因此，控制型胚壁厚对于提高产品质量和降低成本也同样重要。 综上所述，如何控制挤出机的受热温度、挤出压力、制 品的冷却时间以及型胚壁厚成为影响容器制品质量的几个关键因素。
3．控制系统设计
3.1 系统原理及配置
粒状或粉状的塑料经挤出机塑化达熔融状态，通过采集电子尺数据，反馈控制挤出熔料量，使熔料通过预定流速进入机头。当 储料量达预定值时，由 PLC 控制机头口模打开。根据设定的型坯壁厚曲线，由 PLC 完成进行型坯壁厚控制。同时，将熔融物料压出形成制品型 坯，模具成型机合模机构采用四拉杆三板联动系统，合模机的运动速度按设定值实现自控，运动平稳。合模后吹气，型坯在模具内成型为中空制品，冷却定 型后开模，由 PLC 控制机
械手取出制品。 系统电气控制部分的基本配置如下：
（1）控制器采用德国西门子有限公司生产的 S7-200系列 PLC 进行动作控制和150点型坯壁厚控制。
（2）温度的测量采用工业铠装热电偶，温度控控制由 S7-200系列的热电偶模块 EM231完成，该模块本身内置CPU芯片， 可执行PID算法，在上电设置好参数后，EM231热电偶模块就可 以自行控制固态继电器的通断，从而控制温度的稳定，波动范围小。
（3）壁厚控制由机筒电子尺反馈型坯长度给PLC，然后通过S7-200系列 的4通道模拟量输出模块EM232控制执行机构驱动伺服阀完成。
（4）操作面板采用台湾威伦触摸屏完成整机的型坯温度、挤出压力、型坯 壁厚以及冷却时间等各种工艺参数的设定、修改、画面显示等，采用菜单式程序控制，操作简便可靠，能使设备经常处于良好运行状态，并保证人 机安全生产。
3.2 温度控制系统
在挤出吹塑的过程中，需要加热和散热工作在平衡状态，以使挤出熔料温度达到某一动态 平衡。因此，挤出过程的温度需要实时测量和控制。挤出机的温度经热电偶采集到热电偶模块EM231中，模块内本身内置CPU芯片，具
有8 路热电偶输入，可以在模块内完成PID控制算法，控制精度为±1℃。E5THM 采集到的温度信号与设定温度比较得到偏差信号，如果测量温度大于设定值，则模块按时间周期占空比的 PID算法，通过PWM脉冲调宽技术控制固态继电器动作，使挤出机加热装置停止加热，反之亦然, 进行冷却控制操作。机筒温度设定和实时温度显示
可 以通过触摸屏完成。
3.3 型坯壁厚控制
熔料从口模挤出处于黏流态流动一段时间，由于原材料特性、挤出温度和挤出流量随时间变 化呈非线性变化，所以型坯在挤出过程中，型坯壁厚发生变化。为使挤出吹塑制品满足壁厚要求，必须采取有效措施控制型坯壁的厚度。 壁 厚控制系统是对模芯缝隙的开合度进行控制的系统，也即位置伺服系统，它由控制器、电液伺服阀、动作执行机构和作为位置反馈的电子尺构成。当机头口 模打开时，PLC读取机筒电子尺反馈的型坯长度，然后根据型坯壁厚曲线，通过高精度模拟量输出模块 EM232 输出±10V 的电压信号给电液伺服阀，伺服阀直接驱动执行机构控制模芯上下移动，调整口模与芯模的间隙大小来完成口模开度的控制，进而完成型坯壁厚的闭环控 制，如图2所示。此时，壁厚型坯设定采用数字化方式，通过触摸屏完成150点型坯壁厚控制的设定，型坯壁厚曲线的横标显示型坯长度，纵标 显示口模开度。
3.5 冷却时间控制
在整个吹塑成形的过程中，冷却时间是控制制品的外观质量、性能和生产效率的一个重要的工艺参数。 控制适当的冷却 时间可防止型坯因弹性回复而引起的形变，使制品外形规整，表面图文清晰，质量优良。但是，如果冷却时间过长，那么就会造成因制品的结晶度增加而降 低韧性和透明度，生产周期延长，生产效率降低。如果冷却时间过短，那么所吹制的容器会产生应力而出现孔隙，影响制品质量。因此，在挤出吹 塑中需要对冷却时间做较xx的控制。
本系统中，S7-200系列PLC的时间定时器分辨率可达到1毫秒，可通过触摸屏设定xx的冷却时 间，使有效提高吹塑成形生产效率的同时，保障制品的外观质量和性能。
4. 结论
本文给出了S7-200系列PLC在吹塑成型系统中的控制方案，重点阐述了PLC在温度、冷却时间和型坯厚度等方面的控制特点，说明该控制系统xx可以满 足当前吹塑成型机对自动化、智能化、高精度和高速度的技术要求。 该系统已在多家吹塑成型机生产厂家中获得了的应用，经过近一年的使用，系统运行情况良好，有效地提高了型坯温度，时间和型坯壁厚的控制精度，进而提高生产 效率和产品质量具有良好的工程应用和市场推广价值。
