塑料作為一種正飛速發(fā)展的新材料，經(jīng)過短短100多年的發(fā)展，已成為日常生活以及工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的重要材料。在全球低碳經(jīng)濟發(fā)展的浪潮中，塑料將再次擔(dān)當(dāng)重要角色。在全球橡塑行業(yè)受益中國市場發(fā)展的同時，中國塑料機械工業(yè)在汽車下鄉(xiāng)、家電下鄉(xiāng)、以舊換新等政策的刺激，以及中國市場整體需求高漲、全球市場部分恢復(fù)的大前提下，2011年前三季度的數(shù)據(jù)已超過2010全年。從新材料、加工技術(shù)到最終應(yīng)用，綠色低碳的概念已經(jīng)貫穿塑料加工業(yè)的整個產(chǎn)業(yè)鏈。節(jié)能技術(shù)無疑已經(jīng)成為全球橡塑市場最受關(guān)注的熱點。節(jié)能技術(shù)已成為整個塑料行業(yè)最體現(xiàn)競爭力的一個環(huán)節(jié)。最近幾年市場上火熱的不同節(jié)能技術(shù)正發(fā)展得如火如荼。橡塑行業(yè)工藝涉及面廣、數(shù)據(jù)繁多、管理過程復(fù)雜，生產(chǎn)過程的復(fù)雜性必然又給工藝管理增加了復(fù)雜度，其中作為重要的因素之一的溫度控制在很大的程度上決定設(shè)備工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

橡塑行業(yè)傳統(tǒng)的溫度控制采用不同溫區(qū)單表控制的方法，容易造成相鄰溫區(qū)的互相干擾，溫度容易產(chǎn)生波動，多臺溫控表的使用使整個電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化,安裝、接線以及調(diào)試都比較麻煩，一方面提高了人工成本，另一方面也增加了故障幾率。如果采用控制系統(tǒng)或PLC模塊集中控溫的方法，很難滿足橡塑行業(yè)設(shè)備和產(chǎn)品事溫度控制實時性高和精度高的要求，基于優(yōu)化算法的模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制解決方案，滿足了橡塑行業(yè)溫度控制要求和特點，提高橡塑行業(yè)設(shè)備工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并實現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。

基于優(yōu)化算法KASVRO溫度模塊和MLC溫度模塊介紹

德國PMA是一個擁有超過80年儀表及過程控制經(jīng)驗的高端品牌，核心競爭力是工業(yè)過程控制。KS vario多通道控制系統(tǒng)專為溫度控制而研發(fā)，特別適合橡塑行業(yè)設(shè)備和產(chǎn)品事溫度控制實時性高和精度高的要求。

KS vario多通道控制系統(tǒng)實物如圖1所示，其基本組態(tài)包括一個控制器模塊和一個現(xiàn)場總線耦合器。憑借這兩個部件即可實現(xiàn)4通道、6通道或8通道控制器功能。通過添加I/O模塊，該系統(tǒng)可以擴展至最多30個控制回路，成本經(jīng)濟且精確度大大提高，但需要注意的是所添加的I/O模塊數(shù)量不得超過所需輸入或輸出實際數(shù)量。每個總線耦合器最高組態(tài)時可以處理60路模擬輸出、34路模擬輸入以及320路數(shù)字輸入（輸出）。KS vario系統(tǒng)的各個模塊無需工具即可相互連接：該功能可使各模塊自動互聯(lián)，并可通過總線耦合器為模塊供電。配有集成電源的現(xiàn)場總線耦合器是該系統(tǒng)的核心裝置，可通過已建立的現(xiàn)場總線系統(tǒng)將多路控制器連接在一起。憑借Profinet和創(chuàng)新的以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)還可支持Profibus DP、CANopen、DeviceNet和Modbus等典型現(xiàn)場總線?？梢酝瓿?a target="_blank">高精度和高性價比的控制任務(wù)，適用于各種工業(yè)領(lǐng)域?？刂葡到y(tǒng)的每路通道可以選擇簡單的on/off 控制、DPID控制、馬達步進控制或主/從控制。由于系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)，各種輸入輸出信號可以根據(jù)用戶需要選擇。通過加熱電流和內(nèi)部輸入回路監(jiān)控功能，可以診斷每個回路故障?？梢酝瓿筛呔群透咝詢r比的控制任務(wù)，適用于各種工業(yè)領(lǐng)域?？刂葡到y(tǒng)的每路通道可以選擇簡單的on/off 控制、DPID控制、馬達步進控制或主/從控制。由于系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)，各種輸入輸出信號可以根據(jù)用戶需要選擇。通過加熱電流和內(nèi)部輸入回路監(jiān)控功能，可以診斷每個回路故障。

圖1 KSvario多通道控制系統(tǒng)實物

KSvario多回路控制單元，具有豐富的通訊端口，可以連接各種上位計算機、觸摸屏或PLC系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用優(yōu)化PID算法，能提供高精度回路控制。完成高精度和高性價比的控制任務(wù)，適用于各種橡塑行業(yè)領(lǐng)域。英國West公司生產(chǎn)的MLC 9000+多回路控制模塊, 體積小，精度高，調(diào)試方便，支持熱插拔，功能擴展靈活，被廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備，特別是塑機工業(yè)的擠出機上。

MLC 9000+控制器是高度集成的模塊化溫度控制系統(tǒng)，高速采樣和專家自整定功能確保了控制回路的高精度，具有100ms高速采樣，導(dǎo)軌安裝，即插即用，獨立的計算機編程接口，軟件支持在線調(diào)試，MLC9000+控制器實物如圖1所示，16位A/D轉(zhuǎn)換，單個模塊支持1－4個控制回路，一組模塊最多32個回路，用戶可根據(jù)實際需要選擇 模塊數(shù)量和組數(shù)，自行搭建所須功能。；另外MLC9000＋支持支持模塊的熱插拔，并且多個控制回路可共用1個電流互感器進行加熱電流監(jiān)測；通訊協(xié)議包括：MODBUS RTU，PROFIBUS DP，Can Open，Device Net，Ethernet/IP或 MODBUS/TCP，所有參數(shù)均可與PLC動態(tài)鏈接，

圖2 MLC 9000+控制器

模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制解決方案

橡塑行業(yè)中擠出設(shè)備通常由主機（擠出機）、輔機及其控制系統(tǒng)組成,通常這些組成部分統(tǒng)稱為擠出機組。作為塑料機械的三大類產(chǎn)品之一，擠出成型機組的產(chǎn)量和銷售額約占塑料機械的20％~25%，年產(chǎn)值接近40個億。一般來說擠出機的相關(guān)控制主要包括機筒溫度(多溫區(qū))，模頭溫度(多溫區(qū))，熔體溫度, 熔體壓力，以及主電機轉(zhuǎn)速和給料電機轉(zhuǎn)速。每臺機組根據(jù)往往涉及到十幾個到幾十個控制回路(主機+輔機)，其中機筒溫度為加熱/冷卻控制，模頭溫度為單加熱控制。采用KSvario模塊對十幾個到幾十個控制回路進行溫度控制，其安裝示意如圖3所示，控制器模塊和現(xiàn)場總線耦合器，通過添加I/O模塊，可通過已建立的Profibus DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)將多路控制器連接在一起。帶有觸摸屏模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制解決方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示，觸摸屏模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制界面如圖5所示，對于橡塑行業(yè)用戶方便簡單。

圖3 KSvario模塊安裝示意圖

圖4 帶有觸摸屏模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制解決方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖5 觸摸屏模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制界面

模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制解決方案特點

基于優(yōu)化算法MLC溫度模塊和KASVRO溫度模塊體積小，精度高，調(diào)試方便，支持熱插拔，功能擴展靈活。由于系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)，各種輸入輸出信號可以根據(jù)用戶需要選擇。與其它廠家的產(chǎn)品不同，其自整定功能除了PID控制參數(shù)之外，還可自行確認(rèn)最合適的加熱和冷卻控制周期，大大延長配用的繼電器和電磁閥的使用壽命，除了向用戶提供集中控制、分組自整定、加熱/冷卻雙獨立PID、強制回路關(guān)閉等功能，還同時提供加熱器電流監(jiān)視(每8個回路可共用1個電流互感器)、工作點調(diào)整、工具清理功能。其獨有的水冷控制算法、故障平均輸出和軟啟動均熱功能優(yōu)其特別。

1. 水冷控制算法

現(xiàn)代擠出機的的發(fā)展方向是高速和大擠出量，因而水冷控制是繞不過去的，如果說以上提到的傳統(tǒng)方案控制風(fēng)冷設(shè)備動態(tài)運行勉強可以的話，那么對水冷設(shè)備來說實在是超出其能力范圍,特別是如果筒身溫度較高，冷卻水會出現(xiàn)汽化導(dǎo)致嚴(yán)重的非線性，此時過程溫度會大幅震蕩，其獨有的水冷控制算法有效解決該問題，保證溫度穩(wěn)定，減少溫度波動能量消耗。

2. 故障平均輸出

當(dāng)傳感器故障時(例如熱電偶斷路)，多數(shù)廠家只提供兩種控制輸出選項：0%或者100%，KS Vario 卻額外提供了1種很特別的選擇：故障平均輸出，在生產(chǎn)過程中如果傳感器突然故障需要更換新品，用戶無需停機，也不會影響正常生產(chǎn)，降低了能源和材料消耗。

3. 軟啟動(Start-Up)和同步預(yù)熱功能(Leading)

設(shè)備啟動時，用戶可以規(guī)定以一個限定的控制輸出將設(shè)備預(yù)熱到一個指定溫度并保溫一段時間后再進入正常工作狀態(tài)，這種功能稱之為Start-Up功能。設(shè)備啟動時，用戶可以規(guī)定哪些溫區(qū)需要均勻升溫(升溫時各溫區(qū)相互之間的溫差不能超過某一定值)，升溫完畢后，該項限制自動取消。有助于避免溫度超調(diào)、緩解螺桿和筒身因為不均勻升溫而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、延長設(shè)備使用壽命，并實現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。

基于優(yōu)化算法的模塊化結(jié)構(gòu)橡塑行業(yè)溫度控制解決方案，滿足了橡塑行業(yè)溫度控制要求和特點，提高橡塑行業(yè)設(shè)備工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并實現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。WEST公司和德國PMA公司專為客戶提供定制的軟硬件解決方案。無論客戶需要的組態(tài)是簡單或強大，還是要靈活、具有多種功能，都能完美匹配客戶需要的各種過程與應(yīng)用領(lǐng)域。，為企業(yè)帶來更多的附加利益，推動橡塑行業(yè)的發(fā)展。