臺達(dá)DT3溫控器在熱塑成型機(jī)上的應(yīng)用
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)外同時加熱,效率良好升溫迅速,熱慣性小,不需要暖機(jī)即可開始工作。
3 DT3溫控器
臺達(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)際有溫差時在一定范圍內(nèi)動態(tài)調(diào)整多組PID各項(xiàng)參數(shù)。當(dāng)檢測與SV有較大差異時,系統(tǒng)立刻重新計算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,F(xiàn)UZZY PID反應(yīng)速度都較傳統(tǒng)PID快很多,更快收斂。
DT3的三色LCD顯示屏幕,提供簡單明了的視覺界面,可直觀地顯示出儀表目前的運(yùn)行狀態(tài)。如發(fā)生超溫報警等異常狀態(tài),就可借助顯示色差提醒用戶及時處理。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)常檢測每路工作是否正常,一般檢測其工作時電流是否在正常范圍,DT3的CT電流檢測功能正合此要求。
用DT320RA-0202作為主控制,檢測中心點(diǎn)的溫度計算溫度差值,輸出PID控制運(yùn)算輸出量。DT3的輸出接到臺達(dá)SX2 PLC的輸入。檢測到DT3輸出信號時,PLC打開多個輸出通道,如此可以 1個探頭控制多個溫控區(qū)域。
通過PLC選擇紅外加熱管對應(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個紅外加熱片,則SX2擴(kuò)展16個DO輸出通道。通過HMI和DT3的485通訊功能,可以讀取寫入溫度設(shè)定值SV及測量溫度值PV,以及PID系數(shù)等其它參數(shù)。
DT3提供最多兩個CT檢測,最大支持100A的電流檢測。CT輸入分別偵測輸出一、輸出二的電流,相對應(yīng)的輸出“ON”時,PLC接通DO導(dǎo)通SSR,負(fù)載流過電流,利用CT線圈量測陶瓷加熱片匯總電源線的電流,即可以測量出對應(yīng)電流是否在正常范圍。
DT3還可設(shè)定ALM1或ALM2其中一路報警為CT警報,設(shè)好CT上下限范圍,若電流超過設(shè)定警報范圍,警報輸出繼電器就會閉合。通過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)檢測各個區(qū)域陶瓷片時,設(shè)定好CT警報,DT3檢測加熱器匯總電源的接線,配合PLC逐個區(qū)域選通,即可方便地檢測每一個加熱器件工作是否正常。
現(xiàn)有方案簡潔,但如需要更精確地控制每個加熱片對應(yīng)點(diǎn)的溫度,可以采用臺達(dá)多路溫控模塊DTE。一個紅外片區(qū)域連接DTE的一個通道,直接使用DTE溫控器PID計算和多路輸出控制SSR固態(tài)繼電器,不需再通過PLC??梢愿_地控制溫度,只是成本會有所提高。
4 結(jié)束語
用戶只需在原有控制方案上添加一臺DT3,就能實(shí)現(xiàn)更佳精確控制加熱片,控制效果良好、方案簡易高效、容易調(diào)試,且克服了此前控制速度較慢、程序計算量大、負(fù)載電流檢測方案復(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。
作者簡介:
鄔奕榮,男,出生于1984年,畢業(yè)于暨南大學(xué)電子信息工程專業(yè)?,F(xiàn)任臺達(dá)集團(tuán)——中達(dá)電通股份有限公司儀表產(chǎn)品開發(fā)處專員,從事儀表產(chǎn)品市場開發(fā)及產(chǎn)品應(yīng)用推廣,對電子、鋰電、塑機(jī)、木工、窯爐行業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)控制和儀表應(yīng)用有豐富開發(fā)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。
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