中達(dá)電通AIC產(chǎn)品處 宗偉
【摘要】 本文重點(diǎn)
介紹了臺達(dá)兩種不同型號的溫度控制器在塑料擠出機(jī)上應(yīng)用。通過上述兩種應(yīng)用可知擠出機(jī)的溫度控制器有了全新的選擇。這也必將是擠出機(jī)方面的新趨勢。
【Abstract】 This
article introduces the application of two kinds of Delta temperature controller in the plastic extrusion machine. Through this case, we can see a new choice of the temperature controller of this filed. It also will be a new trend.
【關(guān)鍵詞 】冷卻控制、雙PID、人機(jī)
【Keyword 】Cooling process control；dual PID control function；Human Machine Interface；
引言： 溫控部分一直是螺桿擠出機(jī)產(chǎn)品的核心部分；由于擠出塑料的過程中，由螺桿與塑料物料之間的相互摩擦?xí)a(chǎn)生較大的熱量給溫度恒定帶來了困難。如何平衡熱量的補(bǔ)給與及時的散熱成為了螺桿擠出的永恒主題。目前智能PID溫控儀表以其低成本，易用性成為主要首選，但在PLC和人機(jī)大量出現(xiàn)在擠出機(jī)上后，溫度模塊與模塊化的溫度控制開始向傳統(tǒng)儀表的地位發(fā)起了挑戰(zhàn)。本文以考察臺達(dá)溫控產(chǎn)品在螺桿擠出機(jī)上的應(yīng)用情況，來分析應(yīng)用趨勢。
關(guān)鍵詞： 冷卻、雙PID、儀表、集中控制、人機(jī)
正文：
隨著PLC、人機(jī)等產(chǎn)品不斷的被應(yīng)用到塑料擠出機(jī)，控制智能化與集中控制理念已經(jīng)開始被廣大客戶接受。儀表操作的參數(shù)操作，以及其參數(shù)的非中文顯示開始成為這一趨勢的阻礙。作為臺達(dá)溫控器的特色產(chǎn)品——模塊型的DTC、DTE都提供了標(biāo)準(zhǔn)Modbus通訊協(xié)議，能很好的與各類PLC，人機(jī)通訊，并且都具有小巧，模塊化的特點(diǎn)。作為多路溫控產(chǎn)品，DTE10T單機(jī)可提供8路溫控通道，可很好的迎合擠出機(jī)需要多路溫控通道的特點(diǎn)，小巧的機(jī)身更能節(jié)約安裝空間。
眾多有前瞻性的廠商開始應(yīng)用DTE來代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表以達(dá)到提升自身產(chǎn)品的目的，配合人機(jī)，控制的集成化大大提高，電控柜的體積也開始大大減小，獲得了客戶的一致好評。
本文介紹的薄膜生產(chǎn)線上的螺桿擠出機(jī)部分，其單機(jī)用于控制筒體溫區(qū)以及模頭等，共采用16臺達(dá)DTA4896R1產(chǎn)品。如圖1所示。
圖1 薄膜生產(chǎn)線上的螺桿擠出機(jī)
由于有一定數(shù)量的溫控，采用了體積較大的電控柜；本溫控系統(tǒng)采用了報警方式啟動筒體上的冷卻風(fēng)機(jī)。報警方式具有驅(qū)動快，響應(yīng)明顯等特點(diǎn)。但是也有溫度控制不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。由于采用的定點(diǎn)溫度啟動，完全忽略了溫控系統(tǒng)中的熱慣性。遇到某些摩擦系數(shù)較大的物料，也有溫度過沖的現(xiàn)象。溫控結(jié)構(gòu)具體見圖 2 。
圖 2 、溫控結(jié)構(gòu)示意
隨著PLC、人機(jī)等產(chǎn)品不斷的被應(yīng)用到塑料擠出機(jī)，控制智能化與集中控制理念已經(jīng)開始被廣大客戶接受。儀表操作的參數(shù)操作，以及其參數(shù)的非中文顯示開始成為這一趨勢的阻礙。作為臺達(dá)溫控器的特色產(chǎn)品：模塊型的DTC,DTE都提供了標(biāo)準(zhǔn)Modbus通訊協(xié)議，能很好的與各類PLC、人機(jī)通訊。并且都具有小巧，模塊化的特點(diǎn)。作為多路溫控產(chǎn)品，DTE10T單機(jī)可提供8路溫控通道�？珊芎玫挠蠑D出機(jī)需要多路溫控通道的特點(diǎn)。小巧的機(jī)身更能節(jié)約安裝空間。
眾多有前瞻性的廠商開始應(yīng)用DTE來代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表以達(dá)到提升自身產(chǎn)品的目的。配合人機(jī)�？刂频募苫蟠筇岣�。電控柜的體積也開始大大減小，并獲得了客戶的一致好評。
圖 3 ， DTE 提供的雙 PID 控制方式
由于采用了 DTE ，整個設(shè)備本體得以縮小，控制面板上只安裝了一臺人機(jī)，一個急停開關(guān)，以及一個工作指示等。簡潔的控制面板，全中文的操作界面，相比操作傳統(tǒng)儀表的 LED 顯示參數(shù)更直觀與易懂。如圖 4 所示。
圖4 、小巧的DTE 節(jié)約安裝空間，艷麗的中文操作界面（臺達(dá)DOP-B 人機(jī)）
DTE不僅帶來了操作界面的變革，它提供的雙PID控制方式（雙向控制）更能為擠出機(jī)控溫效果帶來提升。所謂雙向控制，就是溫控器提供兩組輸出，一組為加熱，另一組為冷卻。在兩組輸出交替或共同運(yùn)行的情況下很好的穩(wěn)定控制溫度。在某些有自發(fā)熱的情況下，能很好的應(yīng)用。擠出機(jī)在擠出物料時由于摩擦原因，自發(fā)的熱量不容小視。雖然在擠出的開始需要電熱器大量熱量補(bǔ)給，但是隨著不斷的擠出。摩擦生成的熱量將是溫度過沖的主要原因。
DTE10T在擴(kuò)展輸出模塊后，SUB1輸出口可定義為冷卻輸出控制。利用雙PID計算，在溫度沒有沖過設(shè)定值時，溫控器就可提前啟動冷卻風(fēng)機(jī)，避免了溫度從高不下的情，并能保持溫度穩(wěn)定性。個人認(rèn)為報警驅(qū)動的冷卻模式總將由于控溫不穩(wěn)定等原因被淘汰。雙PID控制方式必定是追求更高控溫精度的首選。如圖5所示。
圖 5 ， DTE 提供的雙 PID 控制方式
DTE10T 中雙 PID 控制中還加入了不動作區(qū)（ Deadband ）概念。即在某個特定的溫度區(qū)間內(nèi)。既不補(bǔ)充熱量也不進(jìn)行冷卻動作， OUT1 與 OUT2 均無輸出。完全靠系統(tǒng)的自發(fā)熱和外界散熱和物料流動的熱量損失來維系熱平衡。在擠出機(jī)特殊的應(yīng)用中，不動作區(qū)為良好的控溫效果有著特殊的作用。 而且 DTE 每個通道相互隔離，參數(shù)設(shè)置也互不影響。每個通道都可單獨(dú)設(shè)定不動區(qū)等參數(shù)。如圖 6 所示。
圖 6 ， DTE10T 中雙 PID 控制中的不動作區(qū)（ Deadband ）
DTE 對于參數(shù)的設(shè)置完全可以采用 DTE 專用的 PC 軟件來完成， 全中文的DTE 設(shè)置畫面簡單明了 。不動區(qū)等參數(shù)需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況來分析與設(shè)定。塑料擠出機(jī)一般可設(shè)置在 :0.~2 之間，而 PID 參數(shù)可以借助 AT 自動完成。
圖7、全中文的DTE設(shè)置畫面
雖然在冷卻的硬件架構(gòu)上與報警方式相同，但是冷卻風(fēng)機(jī)的輸出量是由PID運(yùn)算出的，相比兩位式的報警冷卻方式，可以更精確的保證冷卻輸出的合理性，有效的抑制溫度過沖現(xiàn)象。在控溫方式上可謂上了一個臺階。
結(jié)束語：
擁有雙PID控制,標(biāo)準(zhǔn)485通訊，小巧安裝體積等特點(diǎn)的DTE越來越受用戶的喜愛。在結(jié)構(gòu)上迎合了客戶集中控制的需求。而在控溫方式上雙PID的方式更提升了控溫效果。隨著自動化設(shè)備逐漸出現(xiàn)小型化，模塊的趨勢,對于溫度控制部分的要求自然也越趨向于靈巧，便捷，以及模塊集成化。DTE的各項(xiàng)設(shè)計初衷都很好的迎合了這個潮流。
作者簡介：
宗偉，出生于1981 年 06 月，畢業(yè)于上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械系機(jī)械設(shè)備及自動化專業(yè)，現(xiàn)就職于中達(dá)電通股份有限公司儀表產(chǎn)品開發(fā)處，主要專注于臺達(dá)儀表的技術(shù)支持以及市場開發(fā)
