基于PLC和智能温控表的塑料挤出机温度控制系统设计.pdf

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1、76工程塑料应用2010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中型案。前者多应用于经济型的塑料挤出机温度控的PLC，它运算速

2、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，具有可靠性和抗干扰能力强、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。智能仪表是工业控制中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，

3、备部件之一，主要针对某一特定的工艺参数，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PLC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人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，P

4、LC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。按照笔者现对使用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间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／0信号众多，模拟量信

5、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。塑料颗粒节功能下放给智能温控表来完成，由它实现对温度由料斗进入料筒，随着螺

6、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：各分区问按照工艺要求所设温控表进行RS一485串行通信。这样可大大减轻定温度值的差异、螺杆旋转和物料摩擦产生的热量、PLC的运行负担，提高其运行效率。像开关量的逻物料带走的热量等。可见，现场温度过程参数的测辑控制、顺序控制和压力、流量等其它模拟量信号的量控制是较为复杂的。采集、处理则仍交给PLC来完成。此外，PLC通过目前，温度控制系统多采用分离的温度

7、调节仪表或是基于PLC的闭环反馈控制系统两种控制方收稿日期：2009-10-22张还：基于PLC和智能温控表的塑料挤出机温度控制系统设计77其通信口可连接触摸屏，可以实现人机交互、图形显lI按钮、工作方式选择开压力、流量传感器示、数据处理、报表打印等功能。基于PLC和智能触摸屏关等数字量输入信号模拟量电流信号温控表的挤出机控制系统的总体结构如图1所示。SM321+SM322+SM33lPS307lH接晶5_2I]PCP340HRS一485．~数字量输入、输出模块电源模块fl口DP接．，fc_]puR~通信模块ff通信网络和模拟量

8、输入模块s7—300PLC4指示灯、继电器等数字量输出信号图2塑料挤出机控制系统硬件配置式。CD901智能温控表采用轮询／选择(Polling／Se—lecting)方式建立数据链接。在这种方式下主机(PLC)完全控制智能通信设备的行为，即数据的发送和接收完全由