溫控器在熱塑成型機(jī)上的應(yīng)用

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1 前言 吸塑成型技術(shù)即塑料片（板）材熱成型加工技術(shù)，又叫熱塑成型，是塑料二次加工工業(yè)技術(shù)中的一種。利用真空泵產(chǎn)生的真空吸力將加熱軟化后的PVC、PET、PETG、APTT、PP、PE、PS等熱可塑性塑料片材經(jīng)過(guò)模具，真空壓力使片（板）材變形，達(dá)到要求的形狀和尺寸，或貼附著于各種形狀產(chǎn)品的表面，輔以配套工序，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用目的。 2 系統(tǒng)介紹 吸塑成型設(shè)備包括夾持系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，真空和壓縮空氣系統(tǒng)及成型模具等幾部分。塑性塑料片材的吸塑成型過(guò)程，主要工序之一就是片（板）材加熱。本機(jī)使用的是紅外線加熱方式，紅外線的傳熱形式是輻射傳熱，具有穿透力，內(nèi)外同時(shí)加熱，效率良好升溫迅速，熱慣性小，不需要暖機(jī)即可開(kāi)始工作。 圖1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖 3 DT3溫控器 臺(tái)達(dá)新一代溫控DT3，支持最快0.1S的采樣周期，提供多種優(yōu)越控制模式與自整定功能：Self-Tuning, FUZZY, PID, ON/OFF, Manual，其中最新研發(fā)的Fuzzy模糊控制功能可在設(shè)定溫度與實(shí)際有溫差時(shí)在一定范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)整多組PID各項(xiàng)參數(shù)。當(dāng)檢測(cè)與SV有較大差異時(shí)，系統(tǒng)立刻重新計(jì)算PID，以達(dá)到快速反應(yīng)的效果。圖中可看出，當(dāng)干擾進(jìn)入和干擾消失時(shí)，F(xiàn)UZZY PID反應(yīng)速度都較傳統(tǒng)PID快很多，更快收斂。 圖2 傳統(tǒng)PID控制效果 圖3 Fuzzy PID控制效果 DT3的三色LCD顯示屏幕，提供簡(jiǎn)單明了的視覺(jué)界面，可直觀地顯示出儀表目前的運(yùn)行狀態(tài)。如發(fā)生超溫報(bào)警等異常狀態(tài)，就可借助顯示色差提醒用戶及時(shí)處理。另外，DT3還提供強(qiáng)大的功能擴(kuò)展性，如RS485、事件輸入、變送輸出、遠(yuǎn)程遙控輸入、CT電流檢測(cè)功能模塊，應(yīng)用更具彈性。 吸塑機(jī)加熱區(qū)域面積較大，需要數(shù)十個(gè)陶瓷紅外加熱片一起工作才能達(dá)到要求加熱功率，并且使整個(gè)加熱區(qū)域的溫度基本一致。模具閉合后，材料表面的散熱大致相同，只要所有加溫區(qū)域的加熱片的輸出功率一致，溫度就可保持穩(wěn)定。 吸塑成型過(guò)程為：送板（片）材-----合模--加熱軟化-----吸塑成型。 陶瓷紅外加熱片是易損配件，日常維護(hù)需要經(jīng)常檢測(cè)每路工作是否正常，一般檢測(cè)其工作時(shí)電流是否在正常范圍，DT3的CT電流檢測(cè)功能正合此要求。 用DT320RA-0202作為主控制，檢測(cè)中心點(diǎn)的溫度計(jì)算溫度差值，輸出PID控制運(yùn)算輸出量。DT3的輸出接到臺(tái)達(dá)SX2 PLC的輸入。檢測(cè)到DT3輸出信號(hào)時(shí)，PLC打開(kāi)多個(gè)輸出通道，如此可以 1個(gè)探頭控制多個(gè)溫控區(qū)域。 通過(guò)PLC選擇紅外加熱管對(duì)應(yīng)數(shù)量的輸出通道，可以選擇各種不同大小加溫區(qū)域。例如16個(gè)紅外加熱片，則SX2擴(kuò)展16個(gè)DO輸出通道。通過(guò)HMI和DT3的485通訊功能，可以讀取寫入溫度設(shè)定值SV及測(cè)量溫度值PV，以及PID系數(shù)等其它參數(shù)。 圖4 控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 DT3提供最多兩個(gè)CT檢測(cè)，最大支持100A的電流檢測(cè)。CT輸入分別偵測(cè)輸出一、輸出二的電流，相對(duì)應(yīng)的輸出“ON”時(shí)，PLC接通DO導(dǎo)通SSR，負(fù)載流過(guò)電流，利用CT線圈量測(cè)陶瓷加熱片匯總電源線的電流，即可以測(cè)量出對(duì)應(yīng)電流是否在正常范圍。 DT3還可設(shè)定ALM1或ALM2其中一路報(bào)警為CT警報(bào)，設(shè)好CT上下限范圍，若電流超過(guò)設(shè)定警報(bào)范圍，警報(bào)輸出繼電器就會(huì)閉合。通過(guò)485通訊，DT3的寄存器1182H和1183H的內(nèi)容分別為CT1和CT2電流值，可以方便地讀取到HMI上顯示。 日常維護(hù)檢測(cè)各個(gè)區(qū)域陶瓷片時(shí)，設(shè)定好CT警報(bào)，DT3檢測(cè)加熱器匯總電源的接線，配合PLC逐個(gè)區(qū)域選通，即可方便地檢測(cè)每一個(gè)加熱器件工作是否正常。 現(xiàn)有方案簡(jiǎn)潔，但如需要更精確地控制每個(gè)加熱片對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度，可以采用臺(tái)達(dá)多路溫控模塊DTE。一個(gè)紅外片區(qū)域連接DTE的一個(gè)通道，直接使用DTE溫控器PID計(jì)算和多路輸出控制SSR固態(tài)繼電器，不需再通過(guò)PLC?？梢愿_地控制溫度，只是成本會(huì)有所提高。 4 結(jié)束語(yǔ) 用戶只需在原有控制方案上添加一臺(tái)DT3，就能實(shí)現(xiàn)更佳精確控制加熱片，控制效果良好、方案簡(jiǎn)易高效、容易調(diào)試，且克服了此前控制速度較慢、程序計(jì)算量大、負(fù)載電流檢測(cè)方案復(fù)雜的缺點(diǎn)，提高了設(shè)備的工作效率，達(dá)到了事半功倍的效果。