關鍵詞： 智能化 擠出機 PCC
0 前言
隨著國內建築業發展以及人民生活水平的提高，塑鋼門窗正以其環保、節能、美觀、實(shi)用(yong)等(deng)特(te)點(dian)逐(zhu)漸(jian)取(qu)代(dai)了(le)鋁(lv)合(he)金(jin)門(men)窗(chuang)及(ji)鐵(tie)門(men)窗(chuang)並(bing)對(dui)異(yi)型(xing)材(cai)的(de)需(xu)求(qiu)提(ti)出(chu)很(hen)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)，這(zhe)就(jiu)必(bi)然(ran)促(cu)進(jin)異(yi)型(xing)材(cai)擠(ji)出(chu)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)備(bei)的(de)技(ji)術(shu)升(sheng)級(ji)與(yu)更(geng)新(xin)換(huan)代(dai)。早(zao)期(qi)異(yi)型(xing)材(cai)擠(ji)出(chu)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)溫(wen)控(kong)儀(yi)表(biao)加(jia)上(shang)繼(ji)電(dian)器(qi)控(kong)製(zhi)或(huo)者(zhe)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)PLC邏luo輯ji控kong製zhi，線xian路lu複fu雜za，保bao養yang及ji維wei修xiu困kun難nan，同tong時shi操cao作zuo也ye不bu方fang便bian，影ying響xiang了le生sheng產chan效xiao率lv與yu型xing材cai製zhi品pin的de質zhi量liang。國guo外wai主zhu要yao的de異yi型xing材cai擠ji出chu機ji生sheng產chan商shang，如ru巴ba頓dun菲fei爾er，辛xin辛xin那na提ti，泰tai森sen等deng在zai90 年代初采用了B&R PCC的智能化控製係統以取代傳統控製方式，極大的提高了擠出機的生產控製水平。因此，基於B&R PCC的智能化控製係統將是擠出機自動控製係統發展方向，本文將介紹貝加萊PCC 控製係統在福田異型材擠出生產線上的應用。
1 貝加萊PCC係統配置
該控製係統采用上、下位機管理控製方式，上位機采用功能強大的PROVIT-2000 係列工控機，10.4 寸LCD 顯示器，全中文操作界麵；下位機采用高性能可編程計算機控製器PCC-2003 係列，定型台、牽引切割機分別采用CAN 總線擴展模塊；以B&R 溫度模塊配以PID 溫控軟件取代傳統的溫控表；以RS485 總線通信方式控製3台富士變頻器。該控製係統在人機界麵上可對全線集中監控；牽引機可在主機、定型台、牽引機3 地控製調節，極大地方便了機組統調生產；以完全數字通信方式控製變頻器，可實現全線同步精確調速；高精度控溫，具備加熱區電流監測與顯示；自動故障報警與隨機幫助功能；整個係統配置與控製功能達到國際領先水平。係統配置框圖如圖1。
圖1
2 機器智能化
2.1 軟件的開發
B&R 的PCC控製器采用分時多任務操作係統，因此可將控製要求分成多個任務（task）並且在一個掃描周期內同時執行；Windows 下編程環境Automaton Studio 支持標準的C、Basic、梯形圖、指令表、順序結構圖等6種標準的開發語言；根據需要可以在同一個項目中采用多種語言進行編程。同時，編程環境中包含豐富的函數庫及功能塊（Function block）,大大減輕了開發人員的工作量。
在本套控製係統中PCC 的軟件開發，我們主要采用了以C語言為主，梯形圖為輔的編程方式。由於分時多任務的實現，我們把控製要求分為如下幾個部分：
(1) 溫度控製（C 語言） 使用 PIDxh 函數，可以控製無限路溫度調節。在該係統中，一般控製10 到12 路溫控。由於采用的是C 語言，我們可以動態的定義當前有幾路溫控。
上位機的編程采用V B 語言。V B為可視化編程語言，有大量的控件可以使用，因此可以很容易的開發出如趨勢圖般的人機界麵。上、下位機的通訊依賴於B&R PVI 協議。B&R 提供一個通訊控件PVIControl.ocx。隻需將該控件插入到VB 程序中，在Form 上生成該控件的實例並定義變量對應表，便可訪問PCC 中zhong所suo有you的de變bian量liang。由you於yu工gong廠chang管guan理li上shang的de要yao求qiu，需xu要yao記ji錄lu生sheng產chan過guo程cheng中zhong的de各ge種zhong數shu據ju，如ru參can量liang，當dang班ban號hao，報bao警jing記ji錄lu，電dian機ji電dian流liu，加jia熱re電dian流liu等deng趨qu勢shi，並bing要yao將jiang上shang述shu數shu據ju保bao存cun幾ji個ge月yue，因yin此ci， 我們采用了由Access 生成的mdb 數據庫並通過O D B C 進行讀寫。該數據庫可隨時調用並生成報表以供生產廠家分析使用。
2.2 智能化的實現
對於控製係統的智能化，表現在以下幾個方麵：
(1) 自適應功能
擠出機的控製需要多種參數（如溫度設定，轉速設定等），並對控製效果起到決定性作用。
這些參數的設置往往需要熟練操作人員的積累經驗。因此，我們在軟件中采用自學習功能，可以自動或手動記錄下不同時段、不同原料、不同模具下係統所需要的參數，存放於PCC 的數據模塊中並可以隨時調用；也可以通過手動設定來自動完成從加熱到保溫到擠出的控製。由於擠出機的加熱或冷卻方式多樣化（如用加熱線圈或是芯溫加熱，風冷或是油冷），普通溫控表或PID 調節器難以進行準確溫控；而B&R 公司智能溫度PIDxh軟件可以自動計算出不同溫控所需要的PID參數，使溫度控製精確到± 1 ℃。
(2) 故障檢測及報警功能
在zai正zheng常chang生sheng產chan過guo程cheng中zhong，如ru果guo遇yu到dao故gu障zhang，需xu要yao及ji時shi處chu理li。傳chuan統tong控kong製zhi係xi統tong無wu法fa顯xian示shi故gu障zhang原yuan因yin，因yin而er維wei修xiu起qi來lai困kun難nan。而er在zai該gai係xi統tong中zhong，一yi切qie都dou顯xian得de非fei常chang容rong易yi。擠ji出chu機ji中zhong的de報bao警jing大da致zhi分fen為wei：溫(wen)度(du)報(bao)警(jing)，變(bian)頻(pin)器(qi)或(huo)電(dian)機(ji)報(bao)警(jing)，機(ji)械(xie)動(dong)作(zuo)報(bao)警(jing)。由(you)於(yu)溫(wen)控(kong)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)軟(ruan)件(jian)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)在(zai)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)上(shang)顯(xian)示(shi)實(shi)際(ji)溫(wen)度(du)和(he)設(she)定(ding)溫(wen)度(du)從(cong)而(er)對(dui)超(chao)溫(wen)或(huo)低(di)溫(wen)進(jin)行(xing)報(bao)警(jing)；同時控製係統對每一路的加熱單元都進行監視，以隨時報告加熱的異常狀態。變頻器的控製是采用RS485 總線方式，因此可以直接讀取變頻器故障時的報警狀態並可在人機界麵上直接複位。同時，通過限位開關或者觸點亦可判斷定型台、牽(qian)引(yin)切(qie)割(ge)機(ji)等(deng)機(ji)械(xie)上(shang)的(de)故(gu)障(zhang)。所(suo)有(you)的(de)報(bao)警(jing)都(dou)可(ke)以(yi)加(jia)以(yi)記(ji)錄(lu)保(bao)存(cun)以(yi)便(bian)日(ri)後(hou)查(zha)看(kan)，並(bing)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)故(gu)障(zhang)等(deng)級(ji)對(dui)係(xi)統(tong)自(zi)動(dong)作(zuo)出(chu)不(bu)同(tong)的(de)響(xiang)應(ying)。所(suo)以(yi)，一(yi)旦(dan)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)，操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)即(ji)可(ke)從(cong)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)中(zhong)查(zha)詢(xun)故(gu)障(zhang)原(yuan)因(yin)並(bing)立(li)即(ji)處(chu)理(li)。
(3) 自我保護功能
為了使擠出機能安全運行，需要對其進行全方麵的保護。典型的，在溫度達不到設定值，並且保溫時間不夠的話，禁止主螺杆啟動。
(4) 分級管理功能
人ren機ji界jie麵mian中zhong，通tong過guo代dai號hao和he密mi碼ma可ke以yi使shi不bu同tong的de操cao作zuo對dui象xiang有you不bu同tong的de操cao作zuo權quan限xian，並bing記ji錄lu下xia操cao作zuo者zhe的de行xing為wei。因yin此ci，工gong人ren的de操cao作zuo權quan限xian與yu技ji術shu人ren員yuan的de不bu同tong，而er生sheng產chan廠chang家jia可ke能neng有you更geng高gao一yi級ji的de權quan限xian。這zhe樣yang做zuo的de好hao處chu是shi減jian小xiao人ren為wei幹gan擾rao，防fang止zhi誤wu操cao作zuo帶dai來lai不bu必bi要yao的de麻ma煩fan並bing可ke對dui操cao作zuo者zhe進jin行xing管guan理li。
(5) 遠程診斷與網絡功能（可選）
為了及時為最終用戶提供技術支持，B&R PCC可以通過電話線及Modem 進行遠程在線診斷並給出相應的解決方案。隨著生產的規模化，許多客戶需要對多台擠出機進行網絡管理並進行遠程控製。而B&R PCC 允許通過以太網與計算機相連並能在辦公室的終端計算機上讀取各條線的當前狀態甚至能直接控製生產線，實現管控一體化。
(6) 數據庫功能
由於采用了工控機，因此可以記錄數據參數，自動生成數據報表並可通過網絡進行彙總，強化生產管理。
(7) 操作簡易
雖然該控製係統具有如此強大的功能，但是人性化界麵設計，合理的按鍵布局以及豐富在線幫助，使得操作非常容易。
3 結論
對比傳統的PLC ，要想實現上述的各種功能，非常困難。而該係統憑借B&R PCC jishushangdelingxianyijifutiangongsizaisujixingyezhongduoniandejingyan，shidegaikongzhixitongnengzaijiaoduandeshijianneikaifachenggong，gaixitongbujinzaikongzhigongnenghekongzhijingdushangdadaoguojilingxianshuiping，gengzaiguanlizhinenghuafangmianlingxianyibu，weiyixingcaishengchanqiyeshixiangongchangzidonghuatigongletiaojian。
