中達電通AIC產品處 宗偉
【摘要】 本文重點
介(jie)紹(shao)了(le)台(tai)達(da)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)型(xing)號(hao)的(de)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)器(qi)在(zai)塑(su)料(liao)擠(ji)出(chu)機(ji)上(shang)應(ying)用(yong)。通(tong)過(guo)上(shang)述(shu)兩(liang)種(zhong)應(ying)用(yong)可(ke)知(zhi)擠(ji)出(chu)機(ji)的(de)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)器(qi)有(you)了(le)全(quan)新(xin)的(de)選(xuan)擇(ze)。這(zhe)也(ye)必(bi)將(jiang)是(shi)擠(ji)出(chu)機(ji)方(fang)麵(mian)的(de)新(xin)趨(qu)勢(shi)。
【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.
【關鍵詞 】冷卻控製、雙PID、人機
【Keyword 】Cooling process control；dual PID control function；Human Machine Interface；
引言： 溫控部分一直是螺杆擠出機產品的核心部分；由you於yu擠ji出chu塑su料liao的de過guo程cheng中zhong，由you螺luo杆gan與yu塑su料liao物wu料liao之zhi間jian的de相xiang互hu摩mo擦ca會hui產chan生sheng較jiao大da的de熱re量liang給gei溫wen度du恒heng定ding帶dai來lai了le困kun難nan。如ru何he平ping衡heng熱re量liang的de補bu給gei與yu及ji時shi的de散san熱re成cheng為wei了le螺luo杆gan擠ji出chu的de永yong恒heng主zhu題ti。目mu前qian智zhi能nengPID溫控儀表以其低成本，易用性成為主要首選，但在PLC和(he)人(ren)機(ji)大(da)量(liang)出(chu)現(xian)在(zai)擠(ji)出(chu)機(ji)上(shang)後(hou)，溫(wen)度(du)模(mo)塊(kuai)與(yu)模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)開(kai)始(shi)向(xiang)傳(chuan)統(tong)儀(yi)表(biao)的(de)地(di)位(wei)發(fa)起(qi)了(le)挑(tiao)戰(zhan)。本(ben)文(wen)以(yi)考(kao)察(cha)台(tai)達(da)溫(wen)控(kong)產(chan)品(pin)在(zai)螺(luo)杆(gan)擠(ji)出(chu)機(ji)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)情(qing)況(kuang)，來(lai)分(fen)析(xi)應(ying)用(yong)趨(qu)勢(shi)。
關鍵詞： 冷卻、雙PID、儀表、集中控製、人機
正文：
隨著PLC、人ren機ji等deng產chan品pin不bu斷duan的de被bei應ying用yong到dao塑su料liao擠ji出chu機ji，控kong製zhi智zhi能neng化hua與yu集ji中zhong控kong製zhi理li念nian已yi經jing開kai始shi被bei廣guang大da客ke戶hu接jie受shou。儀yi表biao操cao作zuo的de參can數shu操cao作zuo，以yi及ji其qi參can數shu的de非fei中zhong文wen顯xian示shi開kai始shi成cheng為wei這zhe一yi趨qu勢shi的de阻zu礙ai。作zuo為wei台tai達da溫wen控kong器qi的de特te色se產chan品pin――模塊型的DTC、DTE都提供了標準Modbus通訊協議，能很好的與各類PLC，人機通訊，並且都具有小巧，模塊化的特點。作為多路溫控產品，DTE10T單機可提供8路溫控通道，可很好的迎合擠出機需要多路溫控通道的特點，小巧的機身更能節約安裝空間。
眾多有前瞻性的廠商開始應用DTElaidaitichuantongyibiaoyidadaotishengzishenchanpindemude，peiherenji，kongzhidejichenghuadadatigao，diankongguidetijiyekaishidadajianxiao，huodelekehudeyizhihaoping。
本文介紹的薄膜生產線上的螺杆擠出機部分，其單機用於控製筒體溫區以及模頭等，共采用16台達DTA4896R1產品。如圖1所示。
圖1 薄膜生產線上的螺杆擠出機
由於有一定數量的溫控，采用了體積較大的電控櫃；本(ben)溫(wen)控(kong)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)了(le)報(bao)警(jing)方(fang)式(shi)啟(qi)動(dong)筒(tong)體(ti)上(shang)的(de)冷(leng)卻(que)風(feng)機(ji)。報(bao)警(jing)方(fang)式(shi)具(ju)有(you)驅(qu)動(dong)快(kuai)，響(xiang)應(ying)明(ming)顯(xian)等(deng)特(te)點(dian)。但(dan)是(shi)也(ye)有(you)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)缺(que)點(dian)。由(you)於(yu)采(cai)用(yong)的(de)定(ding)點(dian)溫(wen)度(du)啟(qi)動(dong)，完(wan)全(quan)忽(hu)略(lve)了(le)溫(wen)控(kong)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)熱(re)慣(guan)性(xing)。遇(yu)到(dao)某(mou)些(xie)摩(mo)擦(ca)係(xi)數(shu)較(jiao)大(da)的(de)物(wu)料(liao)，也(ye)有(you)溫(wen)度(du)過(guo)衝(chong)的(de)現(xian)象(xiang)。溫(wen)控(kong)結(jie)構(gou)具(ju)體(ti)見(jian)圖(tu) 2 。
圖 2 、溫控結構示意
隨著PLC、人ren機ji等deng產chan品pin不bu斷duan的de被bei應ying用yong到dao塑su料liao擠ji出chu機ji，控kong製zhi智zhi能neng化hua與yu集ji中zhong控kong製zhi理li念nian已yi經jing開kai始shi被bei廣guang大da客ke戶hu接jie受shou。儀yi表biao操cao作zuo的de參can數shu操cao作zuo，以yi及ji其qi參can數shu的de非fei中zhong文wen顯xian示shi開kai始shi成cheng為wei這zhe一yi趨qu勢shi的de阻zu礙ai。作zuo為wei台tai達da溫wen控kong器qi的de特te色se產chan品pin：模塊型的DTC,DTE都提供了標準Modbus通訊協議，能很好的與各類PLC、人機通訊。並且都具有小巧，模塊化的特點。作為多路溫控產品，DTE10T單機可提供8路溫控通道。可很好的迎合擠出機需要多路溫控通道的特點。小巧的機身更能節約安裝空間。
眾多有前瞻性的廠商開始應用DTE來lai代dai替ti傳chuan統tong儀yi表biao以yi達da到dao提ti升sheng自zi身shen產chan品pin的de目mu的de。配pei合he人ren機ji。控kong製zhi的de集ji成cheng化hua大da大da提ti高gao。電dian控kong櫃gui的de體ti積ji也ye開kai始shi大da大da減jian小xiao，並bing獲huo得de了le客ke戶hu的de一yi致zhi好hao評ping。
圖 3 ， DTE 提供的雙 PID 控製方式
由於采用了 DTE ，整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)本(ben)體(ti)得(de)以(yi)縮(suo)小(xiao)，控(kong)製(zhi)麵(mian)板(ban)上(shang)隻(zhi)安(an)裝(zhuang)了(le)一(yi)台(tai)人(ren)機(ji)，一(yi)個(ge)急(ji)停(ting)開(kai)關(guan)，以(yi)及(ji)一(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)指(zhi)示(shi)等(deng)。簡(jian)潔(jie)的(de)控(kong)製(zhi)麵(mian)板(ban)，全(quan)中(zhong)文(wen)的(de)操(cao)作(zuo)界(jie)麵(mian)，相(xiang)比(bi)操(cao)作(zuo)傳(chuan)統(tong)儀(yi)表(biao)的(de) LED 顯示參數更直觀與易懂。如圖 4 所示。
圖4 、小巧的DTE 節約安裝空間，豔麗的中文操作界麵（台達DOP-B 人機）
DTE不僅帶來了操作界麵的變革，它提供的雙PID控製方式（雙向控製）更(geng)能(neng)為(wei)擠(ji)出(chu)機(ji)控(kong)溫(wen)效(xiao)果(guo)帶(dai)來(lai)提(ti)升(sheng)。所(suo)謂(wei)雙(shuang)向(xiang)控(kong)製(zhi)，就(jiu)是(shi)溫(wen)控(kong)器(qi)提(ti)供(gong)兩(liang)組(zu)輸(shu)出(chu)，一(yi)組(zu)為(wei)加(jia)熱(re)，另(ling)一(yi)組(zu)為(wei)冷(leng)卻(que)。在(zai)兩(liang)組(zu)輸(shu)出(chu)交(jiao)替(ti)或(huo)共(gong)同(tong)運(yun)行(xing)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)很(hen)好(hao)的(de)穩(wen)定(ding)控(kong)製(zhi)溫(wen)度(du)。在(zai)某(mou)些(xie)有(you)自(zi)發(fa)熱(re)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，能(neng)很(hen)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)。擠(ji)出(chu)機(ji)在(zai)擠(ji)出(chu)物(wu)料(liao)時(shi)由(you)於(yu)摩(mo)擦(ca)原(yuan)因(yin)，自(zi)發(fa)的(de)熱(re)量(liang)不(bu)容(rong)小(xiao)視(shi)。雖(sui)然(ran)在(zai)擠(ji)出(chu)的(de)開(kai)始(shi)需(xu)要(yao)電(dian)熱(re)器(qi)大(da)量(liang)熱(re)量(liang)補(bu)給(gei)，但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)不(bu)斷(duan)的(de)擠(ji)出(chu)。摩(mo)擦(ca)生(sheng)成(cheng)的(de)熱(re)量(liang)將(jiang)是(shi)溫(wen)度(du)過(guo)衝(chong)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。
DTE10T在擴展輸出模塊後，SUB1輸出口可定義為冷卻輸出控製。利用雙PID計ji算suan，在zai溫wen度du沒mei有you衝chong過guo設she定ding值zhi時shi，溫wen控kong器qi就jiu可ke提ti前qian啟qi動dong冷leng卻que風feng機ji，避bi免mian了le溫wen度du從cong高gao不bu下xia的de情qing，並bing能neng保bao持chi溫wen度du穩wen定ding性xing。個ge人ren認ren為wei報bao警jing驅qu動dong的de冷leng卻que模mo式shi總zong將jiang由you於yu控kong溫wen不bu穩wen定ding等deng原yuan因yin被bei淘tao汰tai。雙shuangPID控製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 控製方式
DTE10T 中雙 PID 控製中還加入了不動作區（ Deadband ）概念。即在某個特定的溫度區間內。既不補充熱量也不進行冷卻動作， OUT1 與 OUT2 均(jun)無(wu)輸(shu)出(chu)。完(wan)全(quan)靠(kao)係(xi)統(tong)的(de)自(zi)發(fa)熱(re)和(he)外(wai)界(jie)散(san)熱(re)和(he)物(wu)料(liao)流(liu)動(dong)的(de)熱(re)量(liang)損(sun)失(shi)來(lai)維(wei)係(xi)熱(re)平(ping)衡(heng)。在(zai)擠(ji)出(chu)機(ji)特(te)殊(shu)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)，不(bu)動(dong)作(zuo)區(qu)為(wei)良(liang)好(hao)的(de)控(kong)溫(wen)效(xiao)果(guo)有(you)著(zhe)特(te)殊(shu)的(de)作(zuo)用(yong)。 而且 DTE 每個通道相互隔離，參數設置也互不影響。每個通道都可單獨設定不動區等參數。如圖 6 所示。
圖 6 ， DTE10T 中雙 PID 控製中的不動作區（ Deadband ）
DTE 對於參數的設置完全可以采用 DTE 專用的 PC 軟件來完成， 全中文的DTE 設置畫麵簡單明了 。不動區等參數需要結合現場實際工況來分析與設定。塑料擠出機一般可設置在 :0.~2 之間，而 PID 參數可以借助 AT 自動完成。
圖7、全中文的DTE設置畫麵
雖然在冷卻的硬件架構上與報警方式相同，但是冷卻風機的輸出量是由PIDyunsuanchude，xiangbiliangweishidebaojinglengquefangshi，keyigengjingquedebaozhenglengqueshuchudehelixing，youxiaodeyizhiwenduguochongxianxiang。zaikongwenfangshishangkeweishangleyigetaijie。
結束語：
擁有雙PID控製,標準485通訊，小巧安裝體積等特點的DTE越來越受用戶的喜愛。在結構上迎合了客戶集中控製的需求。而在控溫方式上雙PID的方式更提升了控溫效果。隨著自動化設備逐漸出現小型化，模塊的趨勢,對於溫度控製部分的要求自然也越趨向於靈巧，便捷，以及模塊集成化。DTE的各項設計初衷都很好的迎合了這個潮流。
作者簡介：
宗偉，出生於1981 年 06 月yue，畢bi業ye於yu上shang海hai電dian機ji學xue院yuan機ji械xie係xi機ji械xie設she備bei及ji自zi動dong化hua專zhuan業ye，現xian就jiu職zhi於yu中zhong達da電dian通tong股gu份fen有you限xian公gong司si儀yi表biao產chan品pin開kai發fa處chu，主zhu要yao專zhuan注zhu於yu台tai達da儀yi表biao的de技ji術shu支zhi持chi以yi及ji市shi場chang開kai發fa
