基于PLC与智能温控表的塑料挤出机温度控制系统设计.pdfVIP

76 工程塑料应用 20lO年，第38卷，第1期 基于PLC和智能温控表的塑料挤出机温度控制系统设计 ， 张还 (青岛农业大学机电工程学院，青岛266109) 摘要 开发了一种基于西门子公司S7—300PLC和日本理化智能温控表CD901组成的塑料挤出机温度控制系 统，详细介绍了该控制系统的总体结构、硬件配置。利用CP340通信模块，S7—300PLC可与智能温控表进行双向、 高速的串行通信，实现对其读写控制。 关键词塑料挤出机PLC智能温控表串行通信 S7—300是西门子公司推出的模块式小到巾型案|2’。前者多应用于经济型的塑料挤出机温度控 的PLC，它运算速度快，软件指令丰富，功能强大，扩 制系统中，分离仪表采用电加热器分区加热。此种 展灵活方便，具有可靠性和抗十扰能力强、安全性 控制方案具有价格低的优势，但在控制功能上受到 高、网络通信能力强等优点…。CP340是S7—300 很多限制，主要体现在对各分离单元单独进行控制， 系列PLC的通信模块，它允许用户通过点对点的链 整个系统无法实现综合控制功能。而且多只温控表 接，实现PLC问或者PLC与不同厂家智能通信设备的使用一方面使温控电路结构复杂、故障率增加，另 间的数据通信。智能仪表是丁业控制lfl最常用的设 一方面由于分离温度调节仪表多为断续控温方式， 备部件之一，主要针对某一特定的T艺参数，采用先 因此造成各加热区温度波动较大，影响了塑料制品 进的控制算法以达到精确控制的目的。日本理化公 的加工质量。后者多用于精确高档型的温度控制系 司的CD901温控表智能化程度高，可实现温度回路统中，基于PI．C的温度控制系统测量、调节温度的 闭环的精确调节，具有测量精度高、PID参数自整 一般过程是：温度传感器(热电偶或热电阻)检测到 定、模糊控制、手动／自动无扰切换、带RS一485通料筒和机头的温度模拟量信号后送入PLC的模拟 信口、电压脉冲输出(或4～20mA电流输出)和模 量输入模块或温度调节模块，PLC从模块中读取温 拟输出等一系列功能。 度实测值与温度设定值进行比较得到偏差。按照 笔者现对使朋CP340串行通信模块组成的基PLC内部相应的控制策略或算法，求得相应的控制 于S7—300PLC和CD901的塑料挤出机分布式温 量去控制固态继电器的通断时问以调节电加热器的 度控制系统作一介绍，其可以满足现场控制对温度 加热功率和冷却风机的冷却时间，从而实现对料筒 工艺参数的各项要求，实现对温度的精确测量、控 和机头温度的测量和控制。采用这种控制方案显然 制。PLC可以实时读取、写入CD系列智能温控表 成本较高，同时如果现场的I／O信号众多，模拟量信 的数据，并能通过人机界面(触摸屏)实现配方下载 号调节回路数目较多，PLC内部控制策略、算法再较 和数据显示等功能。 为复杂的话，无疑会加重PLC的运行负担，降低其 1温度控制系统控制策略的选择和系统总体结构 运行效率。而近年推出的智能温控表本身都具有回 塑料挤出机主要由料筒和机头两部分组成。料 路的PID控制和模糊控制等功能，因此温度模拟量 筒一般分为4～7个温度区，每个分区的温度设定值 信号完全可以不进入PLC，可将温度回路的闭环调 可各不相同，机头可分为3～5个温度区。甥料颗粒 节功能下放给智能温控表来完成，由它实现对温度 南料斗进入料筒，随着螺杆旋转，物料从料筒前进到 模拟量的闭环测量和控制。整个挤出机电气控制系 机头，经过预热、熔融、塑化后制成成品。控制系统 统以PLC作为控制核心，通过扩展通信模块与智能 中对象的扰动主要有：各分区间按照工艺要求所设 温控表进行RS一485串行通信。这