1目錄一設(shè)計(jì)任務(wù).2二雙螺桿擠壓機(jī)工作原理及特點(diǎn).2三、雙螺桿擠壓機(jī)的組成及應(yīng)用.31.主機(jī).32.輔機(jī).43.控制系統(tǒng)（檢測(cè)和控制）.4四、硬件設(shè)計(jì).41.多路開關(guān).42.采樣保持器.43模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片.54.數(shù)模轉(zhuǎn)換器.55.交流型固態(tài)繼電器.66.開關(guān)量輸出.67譯碼器.68.模擬量的采集.79.電機(jī)的控制.710.溫控設(shè)計(jì).811.報(bào)警設(shè)計(jì).8五、軟件界面設(shè)計(jì).9六、軟件設(shè)計(jì).111.程序流程圖：.112.軟件中用到變量.123.系統(tǒng)啟動(dòng).124.溫度采集及控制模塊.135.報(bào)警參數(shù)采集及控制模塊.146.模數(shù)轉(zhuǎn)換.157.PID控制：.157.顯示.16七、總結(jié).17八、參考資料.182一設(shè)計(jì)任務(wù)1設(shè)計(jì)硬件原理圖一張。此硬件可以插入PC機(jī)的ISA插槽，用于實(shí)PC機(jī)和塑料擠壓機(jī)的連接，其中包含有計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的前向通道和后向通道部分。2用VisualBasic開發(fā)軟件，完成測(cè)控軟件設(shè)計(jì)，包括界面設(shè)計(jì)、模數(shù)、數(shù)模、開關(guān)量控制、PID控制、總體控制模塊設(shè)計(jì)。3完成技術(shù)報(bào)告一份。包括塑料擠壓機(jī)介紹、硬件原理和設(shè)計(jì)說明，軟件各模塊流程圖、主要軟件（溫度采樣、壓力采樣、電機(jī)調(diào)速等）源程序和設(shè)計(jì)功能注釋，注明參考文獻(xiàn)。二雙螺桿擠壓機(jī)工作原理及特點(diǎn)雙螺桿擠壓機(jī)的生產(chǎn)是內(nèi)腔式的，即物料反應(yīng)過程完全在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行。其結(jié)構(gòu)形式為：有兩根等長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)軸并排在兩個(gè)相互連通的，截面成葫蘆狀的通腔內(nèi)。兩根軸上在相同的位置分別裝有同型號(hào)的作業(yè)塊。螺旋套由于安裝的位置不同，根據(jù)需要螺旋升角、螺距也不同，旋向也有差別。螺旋套的間距是由進(jìn)料口到出料口逐漸減小的，這樣是可以給物料施加壓力，促使物料前進(jìn)而且可以使物料充分混合并且加快物料的融化速度。它是借助螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械力學(xué)作用、機(jī)械能量的粘滯耗散以及筒壁外的濕熱調(diào)質(zhì)過程使物料發(fā)生物理、化學(xué)、生化變化的一種高效體積機(jī)械設(shè)備。1.機(jī)頭聯(lián)接器2.模板3.預(yù)熱器4.機(jī)筒5.螺桿6.下料管7.料斗8.進(jìn)料傳動(dòng)裝置9.止推軸承10.減速箱3雙螺桿擠壓機(jī)的特點(diǎn)：1.容易加料：雙螺桿擠出機(jī)靠正位移原理輸送物料，不會(huì)有壓力回流。在單螺桿擠出機(jī)上難以加入的，有很高或很低粘度，以及與金屬表面間有很寬范圍摩擦系數(shù)的物料，如帶狀料、糊狀料、粉料、玻纖等都可以加入；玻纖還可以在不同部位加入。雙螺桿擠出機(jī)特別適合于加工PVC粉料，可以用粉狀PVC直接擠出管材、型材。2.物料在雙螺桿擠出機(jī)中停留時(shí)間短：適合于那些停留時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)固化或凝聚的物料的著色與混合，比如熱固性粉末涂層材料的擠出。3.優(yōu)異的排氣性：由于雙螺桿擠出機(jī)嚙合部分的有效混合，排氣部分的自潔功能使得物料在排氣段能獲得完全的表面更新。4.優(yōu)異的混合與塑化效果：由于兩根螺桿互相嚙合，物料在擠出過程中進(jìn)行著比單螺桿擠出機(jī)中更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)受縱橫雙向的剪切混合。5.較低的比功率消耗：由于雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比較短，物料的能量多由外熱輸入；而單螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比要大出2030%，并且機(jī)頭和分流板篩網(wǎng)增加了阻力，因此相同產(chǎn)量的雙螺桿擠出機(jī)比單螺桿擠出機(jī)的能耗要低50%。6.雙螺桿擠出機(jī)的容積效率非常高：其螺桿特性線較硬，流率對(duì)口模壓力的變化不敏感，用于擠出大截面的制品比較有效，特別是擠出難以加工的材料時(shí)。單螺桿擠出機(jī)的流率對(duì)口模壓力變化比較敏感。三、雙螺桿擠壓機(jī)的組成及應(yīng)用1.主機(jī)擠壓系統(tǒng)：雙螺桿擠出機(jī)的擠壓系統(tǒng)是由兩根嚙合或非嚙合、整體式或組合式、同向回轉(zhuǎn)或異向旋轉(zhuǎn)的螺桿和整體式或組合式的料筒所組成。物料進(jìn)入加料斗，經(jīng)過螺桿到達(dá)口模；在此過程中，物料的運(yùn)動(dòng)情況、受到的混煉情況與螺桿是否嚙合、是同向回轉(zhuǎn)還是異向旋轉(zhuǎn)、螺桿區(qū)段的形狀和尺寸等因素關(guān)系密切。在非嚙合型的全螺紋雙螺桿中，物料會(huì)產(chǎn)生4種流動(dòng)，使混煉剪切效果增強(qiáng)；但這種雙螺桿沒有自潔作用，一般用于混料。嚙合同向回轉(zhuǎn)型雙螺桿中，螺槽和料筒壁形成一些封閉的小室。物料在小室中按螺旋線運(yùn)動(dòng)，但由于在嚙合處兩根螺桿圓周上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相反，而且嚙合間隙非常小，使得物料不能從上到下運(yùn)動(dòng)，這樣就迫使物料從一根螺桿和料筒壁形成的小室向另一根螺桿和料筒壁形成的小室移動(dòng)，從而形成螺旋運(yùn)動(dòng)。這種同向嚙合雙螺桿，一根螺桿外徑和另一根螺桿根徑之間的間隙設(shè)計(jì)的很小，因此具有自潔作用，物料不會(huì)粘在螺槽上，物料在料筒中的停留時(shí)間也短；在共軛區(qū)有較大的相對(duì)速度，混合作用強(qiáng)烈。這種螺桿一般也用于混料。異向旋轉(zhuǎn)嚙合型雙螺桿中，兩根螺桿是對(duì)稱的；由于兩根螺桿回轉(zhuǎn)方向不同，物料不能形成螺旋運(yùn)動(dòng)，而是在螺紋推動(dòng)下通過各部分的間隙做圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)朝口模方向運(yùn)動(dòng)。物料通過兩根螺桿之間的徑向間隙時(shí)所受的剪切攪拌作用最強(qiáng)。另外在螺紋外徑和料筒壁形成的間隙中以及兩根螺桿螺棱的側(cè)隙間都有漏流發(fā)生。反向回轉(zhuǎn)的雙螺桿在一根螺桿的外徑和另一根螺桿的根徑之間必須留出一定的間隙，而不能完全靠公差來保證，以便讓物料通過。這種雙螺桿的自潔性能較差，但剪切強(qiáng)烈，塑化好，因此較多用于加工制品。傳動(dòng)系統(tǒng)：它的作用是給螺桿提供所需的扭矩和轉(zhuǎn)速。加熱冷卻系統(tǒng)：其功用是通過對(duì)料筒（或螺桿）進(jìn)行加熱和冷卻，保證成型過程在工藝要求的溫度范圍內(nèi)完成。42.輔機(jī)機(jī)頭（口模、芯架等）：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通過它獲得一定的幾何截面和尺寸。定型裝置：它的作用是將從機(jī)頭中擠出的塑料既定形狀穩(wěn)定下來,并對(duì)其進(jìn)行精整，從而得到更為精確的截面形狀、尺寸和光亮的表面。通常采用冷卻和加壓的方法達(dá)到這一目的。3.控制系統(tǒng)（檢測(cè)和控制）擠出機(jī)的控制系統(tǒng)：它由各種電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)自動(dòng)化水平的高低，可控制擠出機(jī)的主機(jī)、輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)油泵、油（汽）缸和其它各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)按所需的功率、速度和軌跡運(yùn)行，以及檢測(cè)、控制主輔機(jī)的溫度、壓力、流量，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)擠出機(jī)組的自動(dòng)控制和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。雙螺桿擠壓機(jī)及擠壓技術(shù)在食品、飼料、油脂、淀粉、造紙等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。四、硬件設(shè)計(jì)對(duì)于出料溫度，是通過按放在機(jī)筒外的熱電偶來檢測(cè)加熱段溫度的，對(duì)熱電偶的采樣值進(jìn)行比對(duì)，從而決定對(duì)加熱絲和冷卻風(fēng)機(jī)的開關(guān)；對(duì)于出料量，是由預(yù)先對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制來決定的，在本次的課程設(shè)計(jì)中，只考慮對(duì)電機(jī)電流的監(jiān)控，來判斷電機(jī)工作情況是否正常，是屬于操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)；此外還有對(duì)負(fù)責(zé)潤(rùn)滑油供給的泵電機(jī)和切粒電機(jī)的監(jiān)控，也同樣是屬于操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)。還有報(bào)警裝置，對(duì)電機(jī)電流和機(jī)頭融壓、融溫報(bào)警。由以上分析可知，在這個(gè)控制系統(tǒng)的硬件里必要的芯片要有：1.多路開關(guān)多路開關(guān)，用來選擇對(duì)哪一路模擬量的采集完成多到一的轉(zhuǎn)換。對(duì)16