宇電AI-526溫控器在線纜擠出機(jī)上的應(yīng)用
【摘要】擠出成型工藝是聚合物加工領(lǐng)域中生產(chǎn)品種多、變化多、生產(chǎn)率高、適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛、產(chǎn)量所占比重大的成型加工方法。本文是基于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的實(shí)踐與總結(jié)，介紹利用宇電智能調(diào)節(jié)器AI-526的加熱制冷雙輸出功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)于線纜擠出機(jī)的精確控制。
【關(guān)鍵詞】智能PID儀表；線纜擠出機(jī)、線纜設(shè)備
1、線纜擠出的原理過(guò)程
電線電纜的塑料絕緣和護(hù)套是采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的，擠出設(shè)備一般是單螺桿擠塑機(jī)。塑料在擠出前，要事先檢查塑料是否潮濕或有無(wú)其它雜物，然后把塑料預(yù)熱后加入料斗內(nèi)。在擠出過(guò)程中，裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)入機(jī)筒中，在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下，不斷向前推進(jìn)，從預(yù)熱段開始逐漸的向均化段運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用，并且在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，在螺槽中形成連續(xù)均勻的料流。在工藝規(guī)定的溫度作用下，塑料從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的可塑物體，再經(jīng)由螺桿的推動(dòng)或攪拌，將完全塑化好的塑料推入機(jī)頭；到達(dá)機(jī)頭的料流，經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙，從模套口擠出，擠包于導(dǎo)體或線芯周圍，形成連續(xù)密實(shí)的絕緣層或護(hù)套層，然后經(jīng)冷卻和固化，制成電線電纜產(chǎn)品。
圖1 線纜擠出的原理過(guò)程
2、宇電AI-526溫控器具體應(yīng)用
2.1客戶介紹以及要求：東莞?jìng)ミ_(dá)隆機(jī)械有限公司是電線電纜行業(yè)知名老牌企業(yè),從事專業(yè)電線電纜設(shè)備設(shè)計(jì)制造服務(wù)近二十五年, 是當(dāng)?shù)鼐€纜設(shè)備的龍頭企業(yè)之一。
線纜擠出機(jī)溫度部分主要由料筒和機(jī)頭兩部分組成，每部分都由3-7個(gè)溫區(qū)組成，并且每個(gè)溫區(qū)的溫度設(shè)定值可各不相同,這個(gè)使得擠出機(jī)的控制比一般的機(jī)械都來(lái)的更為復(fù)雜。各區(qū)間按照工藝要求所設(shè)定溫度值的差異、螺桿旋轉(zhuǎn)和物料摩擦產(chǎn)生的熱量等這些因素都會(huì)給控制效果帶來(lái)干擾，直接造成的影響就是溫度很難控制精確，各個(gè)熱區(qū)的溫度波動(dòng)較大，容易使得溫度過(guò)沖或者溫度不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，無(wú)法達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)?？蛻糁笆褂玫臍W姆龍E5EZ型溫控器，控制效果一般，客戶想要更進(jìn)一步的提升設(shè)備控溫準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，決定使用宇電AI-526溫控器替代。
2.2實(shí)施方案以及應(yīng)用分析：根據(jù)客戶的要求，為客戶選定的宇電儀表型號(hào)是AI-526EGL1S（V8.28），這個(gè)儀表型號(hào)具有的儀表功能如下，0.25級(jí)精度，雙PID，加熱制冷雙輸出，支持雙通訊協(xié)議。基于此儀表功能，為客戶設(shè)計(jì)了PLC配合儀表使用的方案，具體過(guò)程如下：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)入加熱狀態(tài)，溫度傳感器（熱電偶或者熱電阻）檢測(cè)到溫度模擬量信號(hào)后發(fā)送給儀表,儀表讀取溫度，測(cè)量到的實(shí)測(cè)值與溫度設(shè)定值進(jìn)行比較得到偏差，根據(jù)AI-526內(nèi)置的AI人工智能PID調(diào)節(jié)算法，求得相應(yīng)的控制量去控制固態(tài)繼電器，從而調(diào)節(jié)電加熱器的加熱功率。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止加熱，此時(shí)，PLC通過(guò)485通訊的方式獲得信號(hào)，并利用該信號(hào)來(lái)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。由于螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切會(huì)產(chǎn)生摩擦產(chǎn)生的多余熱量，為了避免溫度過(guò)高使塑料分解、焦燒或定型困難，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，AI-526溫控器的制冷功能起作用，制冷端輸出信號(hào)控制風(fēng)冷系統(tǒng)啟動(dòng)，使溫度下降到設(shè)定值。通過(guò)加熱制冷雙輸出的配合控制，形成對(duì)于溫度模擬量的閉環(huán)測(cè)量和控制，達(dá)到客戶預(yù)想要的溫度。整個(gè)系統(tǒng)中例如開關(guān)量的邏輯控制、順序控制和壓力、流量等其他模擬量信號(hào)的采集則交給PLC來(lái)完成。
圖2 擠出機(jī)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
2.3 使用效果
方案實(shí)施后，現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員在使用儀表前，做了自整定，但是實(shí)際的控制效果還是過(guò)沖5℃，沒有達(dá)到客戶預(yù)想的溫度，原因是因?yàn)榫€纜擠出機(jī)各個(gè)溫區(qū)之間的距離很近，容易造成相互之間的干擾，所以自整定的參數(shù)并不能很好的控制住。通過(guò)微調(diào)PID參數(shù)，P值加大，I值加大（每次調(diào)整值在5%-10%），微調(diào)幾次后，溫度穩(wěn)定控制在偏差1℃左右，順利達(dá)到客戶預(yù)想的控制效果。
客戶調(diào)整的五組PID參數(shù)如下（僅供參考）：
3.總結(jié)
使用宇電的AI-526溫控儀取代歐姆龍E5EZ溫控器，進(jìn)一步提升了線纜擠出機(jī)設(shè)備控溫的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定?？蛻魧?shí)際使用起來(lái)，宇電的AI-526溫控儀操作簡(jiǎn)易，功能全面，性價(jià)比和實(shí)用性都相比于原有儀表更具有競(jìng)爭(zhēng)力。