塑料作為一種正飛速發展的新材料，經過短短100多年的發展，已成為日常生活以及工業領域不可或缺的重要材料。在全球低碳經濟發展的浪潮中，塑料將再次擔當重要角色。在全球橡塑行業受益中國市場發展的同時，中國塑料機械工業在汽車下鄉、家電下鄉、以舊換新等政策的刺激，以及中國市場整體需求高漲、全球市場部分恢復的大前提下，2011年前三季度的數據已超過2010全年。從新材料、加工技術到最終應用，綠色低碳的概念已經貫穿塑料加工業的整個產業鏈。節能技術無疑已經成為全球橡塑市場最受關注的熱點。節能技術已成為整個塑料行業最體現競爭力的一個環節。最近幾年市場上火熱的不同節能技術正發展得如火如荼。橡塑行業工藝涉及面廣、數據繁多、管理過程復雜，生產過程的復雜性必然又給工藝管理增加了復雜度，其中作為重要的因素之一的溫度控制在很大的程度上決定設備工作效率和產品質量。

橡塑行業傳統的溫度控制采用不同溫區單表控制的方法，容易造成相鄰溫區的互相干擾，溫度容易產生波動，多臺溫控表的使用使整個電路結構變得復雜化,安裝、接線以及調試都比較麻煩，一方面提高了人工成本，另一方面也增加了故障幾率。如果采用控制系統或PLC模塊集中控溫的方法，很難滿足橡塑行業設備和產品事溫度控制實時性高和精度高的要求，基于優化算法的模塊化結構橡塑行業溫度控制解決方案，滿足了橡塑行業溫度控制要求和特點，提高橡塑行業設備工作效率和產品質量，并實現了節能減材的目的。

基于優化算法KASVRO溫度模塊和MLC溫度模塊介紹

德國PMA是一個擁有超過80年儀表及過程控制經驗的高端品牌，核心競爭力是工業過程控制。KS vario多通道控制系統專為溫度控制而研發，特別適合橡塑行業設備和產品事溫度控制實時性高和精度高的要求。

KS vario多通道控制系統實物如圖1所示，其基本組態包括一個控制器模塊和一個現場總線耦合器。憑借這兩個部件即可實現4通道、6通道或8通道控制器功能。通過添加I/O模塊，該系統可以擴展至最多30個控制回路，成本經濟且精確度大大提高，但需要注意的是所添加的I/O模塊數量不得超過所需輸入或輸出實際數量。每個總線耦合器最高組態時可以處理60路模擬輸出、34路模擬輸入以及320路數字輸入（輸出）。KS vario系統的各個模塊無需工具即可相互連接：該功能可使各模塊自動互聯，并可通過總線耦合器為模塊供電。配有集成電源的現場總線耦合器是該系統的核心裝置，可通過已建立的現場總線系統將多路控制器連接在一起。憑借Profinet和創新的以太網拓撲結構，該系統還可支持Profibus DP、CANopen、DeviceNet和Modbus等典型現場總線。可以完成高精度和高性價比的控制任務，適用于各種工業領域。控制系統的每路通道可以選擇簡單的on/off 控制、DPID控制、馬達步進控制或主/從控制。由于系統的模塊化結構，各種輸入輸出信號可以根據用戶需要選擇。通過加熱電流和內部輸入回路監控功能，可以診斷每個回路故障。可以完成高精度和高性價比的控制任務，適用于各種工業領域。控制系統的每路通道可以選擇簡單的on/off 控制、DPID控制、馬達步進控制或主/從控制。由于系統的模塊化結構，各種輸入輸出信號可以根據用戶需要選擇。通過加熱電流和內部輸入回路監控功能，可以診斷每個回路故障。

圖1 KSvario多通道控制系統實物

KSvario多回路控制單元，具有豐富的通訊端口，可以連接各種上位計算機、觸摸屏或PLC系統。控制系統采用優化PID算法，能提供高精度回路控制。完成高精度和高性價比的控制任務，適用于各種橡塑行業領域。英國West公司生產的MLC 9000+多回路控制模塊, 體積小，精度高，調試方便，支持熱插拔，功能擴展靈活，被廣泛應用于各種機械設備，特別是塑機工業的擠出機上。

MLC 9000+控制器是高度集成的模塊化溫度控制系統，高速采樣和專家自整定功能確保了控制回路的高精度，具有100ms高速采樣，導軌安裝，即插即用，獨立的計算機編程接口，軟件支持在線調試，MLC9000+控制器實物如圖1所示，16位A/D轉換，單個模塊支持1－4個控制回路，一組模塊最多32個回路，用戶可根據實際需要選擇 模塊數量和組數，自行搭建所須功能。；另外MLC9000＋支持支持模塊的熱插拔，并且多個控制回路可共用1個電流互感器進行加熱電流監測；通訊協議包括：MODBUS RTU，PROFIBUS DP，Can Open，Device Net，Ethernet/IP或 MODBUS/TCP，所有參數均可與PLC動態鏈接，

圖2 MLC 9000+控制器

模塊化結構橡塑行業溫度控制解決方案

橡塑行業中擠出設備通常由主機（擠出機）、輔機及其控制系統組成,通常這些組成部分統稱為擠出機組。作為塑料機械的三大類產品之一，擠出成型機組的產量和銷售額約占塑料機械的20％~25%，年產值接近40個億。一般來說擠出機的相關控制主要包括機筒溫度(多溫區)，模頭溫度(多溫區)，熔體溫度, 熔體壓力，以及主電機轉速和給料電機轉速。每臺機組根據往往涉及到十幾個到幾十個控制回路(主機+輔機)，其中機筒溫度為加熱/冷卻控制，模頭溫度為單加熱控制。采用KSvario模塊對十幾個到幾十個控制回路進行溫度控制，其安裝示意如圖3所示，控制器模塊和現場總線耦合器，通過添加I/O模塊，可通過已建立的Profibus DP現場總線系統將多路控制器連接在一起。帶有觸摸屏模塊化結構橡塑行業溫度控制解決方案的拓撲結構如圖4所示，觸摸屏模塊化結構橡塑行業溫度控制界面如圖5所示，對于橡塑行業用戶方便簡單。

圖3 KSvario模塊安裝示意圖

圖4 帶有觸摸屏模塊化結構橡塑行業溫度控制解決方案的拓撲結構

圖5 觸摸屏模塊化結構橡塑行業溫度控制界面

模塊化結構橡塑行業溫度控制解決方案特點

基于優化算法MLC溫度模塊和KASVRO溫度模塊體積小，精度高，調試方便，支持熱插拔，功能擴展靈活。由于系統的模塊化結構，各種輸入輸出信號可以根據用戶需要選擇。與其它廠家的產品不同，其自整定功能除了PID控制參數之外，還可自行確認最合適的加熱和冷卻控制周期，大大延長配用的繼電器和電磁閥的使用壽命，除了向用戶提供集中控制、分組自整定、加熱/冷卻雙獨立PID、強制回路關閉等功能，還同時提供加熱器電流監視(每8個回路可共用1個電流互感器)、工作點調整、工具清理功能。其獨有的水冷控制算法、故障平均輸出和軟啟動均熱功能優其特別。

1. 水冷控制算法

現代擠出機的的發展方向是高速和大擠出量，因而水冷控制是繞不過去的，如果說以上提到的傳統方案控制風冷設備動態運行勉強可以的話，那么對水冷設備來說實在是超出其能力范圍,特別是如果筒身溫度較高，冷卻水會出現汽化導致嚴重的非線性，此時過程溫度會大幅震蕩，其獨有的水冷控制算法有效解決該問題，保證溫度穩定，減少溫度波動能量消耗。

2. 故障平均輸出

當傳感器故障時(例如熱電偶斷路)，多數廠家只提供兩種控制輸出選項：0%或者100%，KS Vario 卻額外提供了1種很特別的選擇：故障平均輸出，在生產過程中如果傳感器突然故障需要更換新品，用戶無需停機，也不會影響正常生產，降低了能源和材料消耗。

3. 軟啟動(Start-Up)和同步預熱功能(Leading)

設備啟動時，用戶可以規定以一個限定的控制輸出將設備預熱到一個指定溫度并保溫一段時間后再進入正常工作狀態，這種功能稱之為Start-Up功能。設備啟動時，用戶可以規定哪些溫區需要均勻升溫(升溫時各溫區相互之間的溫差不能超過某一定值)，升溫完畢后，該項限制自動取消。有助于避免溫度超調、緩解螺桿和筒身因為不均勻升溫而產生的內應力、延長設備使用壽命，并實現了節能減材的目的。

基于優化算法的模塊化結構橡塑行業溫度控制解決方案，滿足了橡塑行業溫度控制要求和特點，提高橡塑行業設備工作效率和產品質量，并實現了節能減材的目的。WEST公司和德國PMA公司專為客戶提供定制的軟硬件解決方案。無論客戶需要的組態是簡單或強大，還是要靈活、具有多種功能，都能完美匹配客戶需要的各種過程與應用領域。，為企業帶來更多的附加利益，推動橡塑行業的發展。