Page 99 - 《橡塑技术与装备》2022年9期

工艺与设备 许志胜·可配置多路温控器在挤出机上的应用

在 0.1 ℃ ；另一方面取决于执行器的响应时间，响应 回路温控器建立 RS-485 通讯接口。主站为 CP1H-E,
越快，精度越高，本例多路温控器为 20 ms 采样周期， 从站为温控器，一个 RS-485 网络可以连接 32 个从
速度为毫秒级 ；第三个最重要的因素是闭环控制的 站设备，传送距离为 50 m。硬件连接为屏蔽双绞线连
PID 参数是否合适。合适的 PID 能够保证超调小，进 接电缆，同时软件需要正确通信设置，保持主站和从
入稳态速度快，偏差小 ；前 2 个因素为客观因素，第 站通讯一致。主站 CP1H E 软件设置，如图 5。从站
3 个因素为主观因素，由调试者设定 PID 参数，这也 温控器可以用自带面板设置。
是挤出机控制的难点，本例温度控制器支持 2 种 PID
自整定方案，支持多回路控制分组和耦合关系的设定，
整定出合适的 PID 参数操作简单。
挤出机的难点在于相邻加热区互相影响温度，机 图 5 CP1H-E 通信设置
筒螺杆剪切热对温区影响及冷却风机对温区的影响。
4.2 PID 自整定
挤出机温度控制区的温度反馈，一般采用的是 2
见图 6，多路温控器的自整定和温控表类似，可
线制 K 型或 J 型的热电偶进行测量。见图 4。
根据不同的现场环境，进行自整定。通电，启动自整
定，通过几次的温升温降后，会整定出合适的 PID 参
数，从而取得高精度的温度控制效果。根据选择需要，
机筒区加热选择双 PID 加热冷却控制，模具区选择单
PID 加热控制。同时加热选择脉宽调制加热输出值，
即通过 PWM 来控制固态继电器的通断，从而实现温
度调节。冷却 PID 选择开关模式，减少频繁启动，适
合接触器启停。

图 4 挤出机的风机及热电偶
挤出机温控分为 3 个区：机筒区、法兰区和模具区。
熔体温度控制依靠固态继电器的导通控制电阻丝加热
来提高温度。固态继电器作为执行器，较之普通接触
器可靠性更高 , 且无触点、寿命长、速度快。尤其是
可以快速通断的特点，十分适合于 PID 控制的 PWM
输出。
而本文挤出机的固态继电器导通是由多路温控器
的温度 PID 输出控制的。同时机筒熔体温度还受外部
冷却风机的影响，机筒区冷却一般采用交流接触器控
制 3 相交流 250W 风机直吹机筒来实现。作为执行器，
交流接触器响应速度慢，触点接通线圈，不宜于快速
频繁启动，在冷却 PID 参数设置要更加合理。

4 挤出机 PID 温度控制系统解决方案及 图 6 PID 自整定设置
编程
在温控器面板可以设置过程值的上下限，分别设
4.1 欧姆龙 CP1H-E 和温控器通讯
为 300 ℃和 -20 ℃，同时可设置其它需要的智能诊断
CP1H-E 通过欧姆龙 CP1W-CIF12 选件板和多

年
2022 第 48 卷 ·45·