針對(duì)塑料機(jī)械行業(yè)溫度控制應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究,結(jié)合塑料行業(yè)溫度控制原理和過(guò)程,West Solution下德國(guó)PMA公司研發(fā)KSvario模塊系統(tǒng),針對(duì)塑料機(jī)械行業(yè)模塊化結(jié)構(gòu)溫度控制解決方案,提高橡塑行業(yè)設(shè)備工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。

塑料機(jī)械是塑料加工工業(yè)中所用的各類(lèi)機(jī)械和裝置的總稱(chēng),塑料機(jī)械的完善程度直接影響塑料半制品或制品的質(zhì)量、產(chǎn)量和成本,塑料機(jī)械要求能適應(yīng)塑料配混和加工過(guò)程的溫度和應(yīng)力的變化,以及由此而引起的熔融物料性能變化,物料在輸送、分離、破碎、磨碎以及干燥過(guò)程中,必須嚴(yán)格控制溫度,否則會(huì)使型材產(chǎn)生殘余應(yīng)力、各點(diǎn)強(qiáng)度不均勻、表面灰暗無(wú)光澤等缺陷。


KS vario多通道控制系統(tǒng)

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(dòng),多臺(tái)溫控表的使用使整個(gè)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率。如果采用控制系統(tǒng)或PLC模塊集中控溫的方法,很難滿(mǎn)足塑料機(jī)械設(shè)備和產(chǎn)品溫度控制實(shí)時(shí)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(mǎn)足了橡塑行業(yè)溫度控制要求和特點(diǎn),提高橡塑行業(yè)設(shè)備工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。
節(jié)能環(huán)保和綠色低碳經(jīng)濟(jì)的不斷推進(jìn),我國(guó)人均塑料消費(fèi)量將會(huì)得到更快的增長(zhǎng),我國(guó)塑料機(jī)械行業(yè)的發(fā)展前景將會(huì)更加美好。塑料機(jī)械的機(jī)型、功能規(guī)格的整齊劃一和固定不變已不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。客戶(hù)由于生產(chǎn)的塑料制品要求經(jīng)常變化和經(jīng)營(yíng)上有效投資的考慮,需要塑料機(jī)械工業(yè)能為其提供最具有市場(chǎng)適應(yīng)能力的塑料機(jī)械裝備。
West Solution下德國(guó)PMA是一個(gè)擁有超過(guò)80年儀表及過(guò)程控制經(jīng)驗(yàn)的高端品牌,核心競(jìng)爭(zhēng)力是工業(yè)過(guò)程控制。1965年P(guān)MA正式推出了Plasto Matic溫控器,可以說(shuō)是全球最早的為塑料機(jī)械行業(yè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的全電子溫控器。KS vario多通道控制系統(tǒng)專(zhuān)為溫度控制而研發(fā),特別適合塑料機(jī)械設(shè)備和產(chǎn)品溫度控制實(shí)時(shí)性高和精度高的要求。
節(jié)能環(huán)保和綠色低碳經(jīng)濟(jì)的不斷推進(jìn),我國(guó)人均塑料消費(fèi)量將會(huì)得到更快的增長(zhǎng),我國(guó)塑料機(jī)械行業(yè)的發(fā)展前景將會(huì)更加美好。塑料機(jī)械的機(jī)型、功能規(guī)格的整齊劃一和固定不變已不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。客戶(hù)由于生產(chǎn)的塑料制品要求經(jīng)常變化和經(jīng)營(yíng)上有效投資的考慮,需要塑料機(jī)械工業(yè)能為其提供最具有市場(chǎng)適應(yīng)能力的塑料機(jī)械裝備。
West Solution下德國(guó)PMA是一個(gè)擁有超過(guò)80年儀表及過(guò)程控制經(jīng)驗(yàn)的高端品牌,核心競(jìng)爭(zhēng)力是工業(yè)過(guò)程控制。1965年P(guān)MA正式推出了Plasto Matic溫控器,可以說(shuō)是全球最早的為塑料機(jī)械行業(yè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的全電子溫控器。KS vario多通道控制系統(tǒng)專(zhuān)為溫度控制而研發(fā),特別適合塑料機(jī)械設(shè)備和產(chǎn)品溫度控制實(shí)時(shí)性高和精度高的要求。

KS vario多通道控制系統(tǒng)實(shí)物(如圖),其基本組態(tài)包括一個(gè)控制器模塊和一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器。憑借這兩個(gè)部件即可實(shí)現(xiàn)4通道、6通道或8通道控制器功能。通過(guò)添加I/O模塊,該系統(tǒng)可以擴(kuò)展至最多30個(gè)控制回路,成本經(jīng)濟(jì)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(guò)所需輸入或輸出實(shí)際數(shù)量。每個(gè)總線耦合器最高組態(tài)時(shí)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(gè)模塊無(wú)需工具即可相互連接:該功能可使各模塊自動(dòng)互聯(lián),并可通過(guò)總線耦合器為模塊供電。配有集成電源的現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器是該系統(tǒng)的核心裝置,可通過(guò)已建立的現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線。
KS vario多回路控制模塊,具有豐富的通信端口,可以連接各種上位計(jì)算機(jī)、觸摸屏或PLC系統(tǒng)。該控制模塊具有高精度無(wú)超調(diào)的穩(wěn)定控制算法,先進(jìn)的專(zhuān)家PID自整定功能,根據(jù)塑料機(jī)械設(shè)備分組自整定,特有水冷/風(fēng)冷/油冷特殊算法以及軟啟動(dòng)功能,能提供高精度回路控制,完成高精度和高性?xún)r(jià)比的控制任務(wù),該控制模塊另外具有故障輸出平均值功能,保證塑料機(jī)械設(shè)備可靠運(yùn)行。該控制模塊簡(jiǎn)單易用,插拔式接線端子,安裝使用極簡(jiǎn)單,配置30路溫控只需幾分鐘,還具有結(jié)構(gòu)緊湊,模塊化結(jié)構(gòu)靈活配置的特點(diǎn),減少庫(kù)存種類(lèi),適用于各種橡塑行業(yè)領(lǐng)域。
中國(guó)塑料機(jī)械總的發(fā)展趨勢(shì)是要朝著組合結(jié)構(gòu)、專(zhuān)用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)合化、微型化、大型化、個(gè)性化、智能化方向發(fā)展,同時(shí)要滿(mǎn)足節(jié)能、節(jié)材、高效的要求,以適應(yīng)塑料原料、塑料制品加工企業(yè)節(jié)約成本的需要。
無(wú)論那種塑料機(jī)械在加熱擠壓下,物料被融化;物料熔體溫度的變化必然引起熔體黏度的變化導(dǎo)致擠出壓力和流率的波動(dòng)。模頭中溫度波動(dòng)決定產(chǎn)品在外觀質(zhì)量和內(nèi)在強(qiáng)度方面都受到影響,因此,非常有必要通過(guò)合理的控制手段和方法獲得精確的物料工藝溫度。采用KS vario模塊對(duì)十幾個(gè)到幾十個(gè)控制回路進(jìn)行溫度控制,控制器模塊和現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器,通過(guò)添加I/O模塊,可通過(guò)已建立的Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)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)塑料機(jī)械溫度控制解決方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),觸摸屏模塊化結(jié)構(gòu)塑料機(jī)械溫度控制界面,對(duì)于塑料機(jī)械用戶(hù)方便簡(jiǎn)單。
West Solution下德國(guó)PMA的KS vario模塊化結(jié)構(gòu)溫度控制算法采用PID(比例-積分-微分)控制設(shè)計(jì)的溫度控制器,則可以消除慣性溫度誤差。PID控制是根據(jù)系統(tǒng)的誤差利用比例-積分-微分計(jì)算出控制量的,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠和調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn),為了求取PID控制過(guò)程中的比例參數(shù)P、積分參數(shù)D、微分參數(shù)I,在控制過(guò)程中通過(guò)給定加熱或制冷控制,根據(jù)溫度的變化,求取系統(tǒng)設(shè)定溫度時(shí)的PID控制過(guò)程參數(shù)。
KS vario模塊化結(jié)構(gòu)塑料機(jī)械溫度控制具有體積小,精度高,調(diào)試方便,支持熱插拔,功能擴(kuò)展靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu),各種輸入輸出信號(hào)可以根據(jù)用戶(hù)需要選擇。與其他廠家的產(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(zhǎng)配用的繼電器和電磁閥的使用壽命,除了向用戶(hù)提供集中控制、分組自整定、加熱/冷卻雙獨(dú)立PID、強(qiáng)制回路關(guān)閉等功能,還同時(shí)提供加熱器電流監(jiān)視(每8個(gè)回路可共用1個(gè)電流互感器)、工作點(diǎn)調(diào)整、工具清理功能。其獨(dú)有的水冷控制算法、故障平均輸出和軟啟動(dòng)均熱功能優(yōu)其特別。
現(xiàn)代擠出機(jī)的發(fā)展方向是高速和大擠出量,因而水冷控制是繞不過(guò)去的,如果說(shuō)以上提到的傳統(tǒng)方案控制風(fēng)冷設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行勉強(qiáng)可以的話(huà),那么對(duì)水冷設(shè)備來(lái)說(shuō)實(shí)在是超出其能力范圍,特別是如果筒身溫度較高,冷卻水會(huì)出現(xiàn)汽化導(dǎo)致嚴(yán)重的非線性,此時(shí)過(guò)程溫度會(huì)大幅震蕩,其獨(dú)有的水冷控制算法有效解決該問(wèn)題,保證溫度穩(wěn)定,減少溫度波動(dòng)能量消耗。
當(dāng)傳感器故障時(shí)(例如熱電偶斷路),多數(shù)廠家只提供兩種控制輸出選項(xiàng):0%或者100%,KS Vario 卻額外提供了一種很特別的選擇:故障平均輸出,在生產(chǎn)過(guò)程中如果傳感器突然故障需要更換新品,用戶(hù)無(wú)需停機(jī),也不會(huì)影響正常生產(chǎn),降低了能源和材料消耗。
設(shè)備啟動(dòng)時(shí),用戶(hù)可以規(guī)定以一個(gè)限定的控制輸出將設(shè)備預(yù)熱到一個(gè)指定溫度并保溫一段時(shí)間后再進(jìn)入正常工作狀態(tài),這種功能稱(chēng)之為軟啟動(dòng)功能。設(shè)備啟動(dòng)時(shí),用戶(hù)可以規(guī)定哪些溫區(qū)需要均勻升溫(升溫時(shí)各溫區(qū)相互之間的溫差不能超過(guò)某一定值),升溫完畢后,該項(xiàng)限制自動(dòng)取消。有助于避免溫度超調(diào)、緩解螺桿和筒身因?yàn)椴痪鶆蛏郎囟a(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。
目前,中國(guó)已成為全球最大的塑料機(jī)械消費(fèi)國(guó),其消費(fèi)額占全球市場(chǎng)的20%左右,各大跨國(guó)公司紛紛看好這片巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。再加上中國(guó)的生產(chǎn)要素價(jià)格相對(duì)較低,更成為各大公司搶占中國(guó)市場(chǎng)的動(dòng)力。近年來(lái),我國(guó)塑料機(jī)械行業(yè)市場(chǎng)增速較快,中高端、高效節(jié)能、科技含量高的產(chǎn)品制造商不斷整合。
結(jié)合塑料行業(yè)溫度控制原理和過(guò)程,West Solution下德國(guó)PMA公司的KSvario模塊系統(tǒng)以及針對(duì)塑料機(jī)械行業(yè)模塊化結(jié)構(gòu)溫度控制解決方案,滿(mǎn)足了塑料機(jī)械溫度控制要求和特點(diǎn),提高塑料機(jī)械設(shè)備工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。德國(guó)PMA公司專(zhuān)為客戶(hù)提供定制的軟硬件解決方案。無(wú)論客戶(hù)需要的組態(tài)是簡(jiǎn)單或強(qiáng)大,還是要靈活、具有多種功能,都能完美匹配客戶(hù)需要的各種過(guò)程與應(yīng)用領(lǐng)域。為企業(yè)帶來(lái)更多的附加利益,推動(dòng)塑料機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。
KS vario多回路控制模塊,具有豐富的通信端口,可以連接各種上位計(jì)算機(jī)、觸摸屏或PLC系統(tǒng)。該控制模塊具有高精度無(wú)超調(diào)的穩(wěn)定控制算法,先進(jìn)的專(zhuān)家PID自整定功能,根據(jù)塑料機(jī)械設(shè)備分組自整定,特有水冷/風(fēng)冷/油冷特殊算法以及軟啟動(dòng)功能,能提供高精度回路控制,完成高精度和高性?xún)r(jià)比的控制任務(wù),該控制模塊另外具有故障輸出平均值功能,保證塑料機(jī)械設(shè)備可靠運(yùn)行。該控制模塊簡(jiǎn)單易用,插拔式接線端子,安裝使用極簡(jiǎn)單,配置30路溫控只需幾分鐘,還具有結(jié)構(gòu)緊湊,模塊化結(jié)構(gòu)靈活配置的特點(diǎn),減少庫(kù)存種類(lèi),適用于各種橡塑行業(yè)領(lǐng)域。
中國(guó)塑料機(jī)械總的發(fā)展趨勢(shì)是要朝著組合結(jié)構(gòu)、專(zhuān)用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)合化、微型化、大型化、個(gè)性化、智能化方向發(fā)展,同時(shí)要滿(mǎn)足節(jié)能、節(jié)材、高效的要求,以適應(yīng)塑料原料、塑料制品加工企業(yè)節(jié)約成本的需要。
無(wú)論那種塑料機(jī)械在加熱擠壓下,物料被融化;物料熔體溫度的變化必然引起熔體黏度的變化導(dǎo)致擠出壓力和流率的波動(dòng)。模頭中溫度波動(dòng)決定產(chǎn)品在外觀質(zhì)量和內(nèi)在強(qiáng)度方面都受到影響,因此,非常有必要通過(guò)合理的控制手段和方法獲得精確的物料工藝溫度。采用KS vario模塊對(duì)十幾個(gè)到幾十個(gè)控制回路進(jìn)行溫度控制,控制器模塊和現(xiàn)場(chǎng)總線耦合器,通過(guò)添加I/O模塊,可通過(guò)已建立的Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)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)塑料機(jī)械溫度控制解決方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),觸摸屏模塊化結(jié)構(gòu)塑料機(jī)械溫度控制界面,對(duì)于塑料機(jī)械用戶(hù)方便簡(jiǎn)單。
West Solution下德國(guó)PMA的KS vario模塊化結(jié)構(gòu)溫度控制算法采用PID(比例-積分-微分)控制設(shè)計(jì)的溫度控制器,則可以消除慣性溫度誤差。PID控制是根據(jù)系統(tǒng)的誤差利用比例-積分-微分計(jì)算出控制量的,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠和調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn),為了求取PID控制過(guò)程中的比例參數(shù)P、積分參數(shù)D、微分參數(shù)I,在控制過(guò)程中通過(guò)給定加熱或制冷控制,根據(jù)溫度的變化,求取系統(tǒng)設(shè)定溫度時(shí)的PID控制過(guò)程參數(shù)。
KS vario模塊化結(jié)構(gòu)塑料機(jī)械溫度控制具有體積小,精度高,調(diào)試方便,支持熱插拔,功能擴(kuò)展靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu),各種輸入輸出信號(hào)可以根據(jù)用戶(hù)需要選擇。與其他廠家的產(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(zhǎng)配用的繼電器和電磁閥的使用壽命,除了向用戶(hù)提供集中控制、分組自整定、加熱/冷卻雙獨(dú)立PID、強(qiáng)制回路關(guān)閉等功能,還同時(shí)提供加熱器電流監(jiān)視(每8個(gè)回路可共用1個(gè)電流互感器)、工作點(diǎn)調(diào)整、工具清理功能。其獨(dú)有的水冷控制算法、故障平均輸出和軟啟動(dòng)均熱功能優(yōu)其特別。
現(xiàn)代擠出機(jī)的發(fā)展方向是高速和大擠出量,因而水冷控制是繞不過(guò)去的,如果說(shuō)以上提到的傳統(tǒng)方案控制風(fēng)冷設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行勉強(qiáng)可以的話(huà),那么對(duì)水冷設(shè)備來(lái)說(shuō)實(shí)在是超出其能力范圍,特別是如果筒身溫度較高,冷卻水會(huì)出現(xiàn)汽化導(dǎo)致嚴(yán)重的非線性,此時(shí)過(guò)程溫度會(huì)大幅震蕩,其獨(dú)有的水冷控制算法有效解決該問(wèn)題,保證溫度穩(wěn)定,減少溫度波動(dòng)能量消耗。
當(dāng)傳感器故障時(shí)(例如熱電偶斷路),多數(shù)廠家只提供兩種控制輸出選項(xiàng):0%或者100%,KS Vario 卻額外提供了一種很特別的選擇:故障平均輸出,在生產(chǎn)過(guò)程中如果傳感器突然故障需要更換新品,用戶(hù)無(wú)需停機(jī),也不會(huì)影響正常生產(chǎn),降低了能源和材料消耗。
設(shè)備啟動(dòng)時(shí),用戶(hù)可以規(guī)定以一個(gè)限定的控制輸出將設(shè)備預(yù)熱到一個(gè)指定溫度并保溫一段時(shí)間后再進(jìn)入正常工作狀態(tài),這種功能稱(chēng)之為軟啟動(dòng)功能。設(shè)備啟動(dòng)時(shí),用戶(hù)可以規(guī)定哪些溫區(qū)需要均勻升溫(升溫時(shí)各溫區(qū)相互之間的溫差不能超過(guò)某一定值),升溫完畢后,該項(xiàng)限制自動(dòng)取消。有助于避免溫度超調(diào)、緩解螺桿和筒身因?yàn)椴痪鶆蛏郎囟a(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。
目前,中國(guó)已成為全球最大的塑料機(jī)械消費(fèi)國(guó),其消費(fèi)額占全球市場(chǎng)的20%左右,各大跨國(guó)公司紛紛看好這片巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。再加上中國(guó)的生產(chǎn)要素價(jià)格相對(duì)較低,更成為各大公司搶占中國(guó)市場(chǎng)的動(dòng)力。近年來(lái),我國(guó)塑料機(jī)械行業(yè)市場(chǎng)增速較快,中高端、高效節(jié)能、科技含量高的產(chǎn)品制造商不斷整合。
結(jié)合塑料行業(yè)溫度控制原理和過(guò)程,West Solution下德國(guó)PMA公司的KSvario模塊系統(tǒng)以及針對(duì)塑料機(jī)械行業(yè)模塊化結(jié)構(gòu)溫度控制解決方案,滿(mǎn)足了塑料機(jī)械溫度控制要求和特點(diǎn),提高塑料機(jī)械設(shè)備工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減材的目的。德國(guó)PMA公司專(zhuān)為客戶(hù)提供定制的軟硬件解決方案。無(wú)論客戶(hù)需要的組態(tài)是簡(jiǎn)單或強(qiáng)大,還是要靈活、具有多種功能,都能完美匹配客戶(hù)需要的各種過(guò)程與應(yīng)用領(lǐng)域。為企業(yè)帶來(lái)更多的附加利益,推動(dòng)塑料機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。
