宇电仪表在铝塑生产中的应用———宇电仪表在铝塑生产中的应用

　　
  
  一、概述
  　　铝塑复合管是最早替代铸铁管的供水管，其基本构成为五层，即由内而外依次为塑料、热熔胶、铝合金、热熔胶、塑料。铝塑复合管有较好的保温性能，内外壁不易腐蚀，因内壁光滑，对流体阻力很小；又因为可随意弯曲，所以安装施工方便。传统的铝塑生产设备温度控制器只能通过单台人工观察和设定温度以实现对应加热区的温控，而不能集中控制。随着系统集中控制技术的提高及触摸屏的普及，现在选择了带有通讯功能的温控表与触摸屏之间通讯就能完全实现集中控制。一台触摸屏可以同时通过RS-485串行通讯方式与多台温控表通讯，所有温控表中的参数在触摸屏中都可以显示和修改，使温控表中的参数修改设定十分方便，大大提高生产效率。
  
  二、改造案例
  　  本文介绍AI-2070触摸屏记录仪作为上位机与宇电温控表通讯在某公司铝塑生产线中的应用。在铝塑生产线中涉及到对数个加热区，如机筒加热区和模具加热区的温度测量和控制，而在实际生产中每个加热区至少需要一至二台温控表来设定温度和输出加热控制温度。本系统的特点是触摸屏记录仪直接与温控表通RS-485串行通讯实现对多台温控表的集中控制，可以在触摸屏记录仪上进行组态，温控表上的所有参数可以在触摸屏记录仪中显示，也可用触摸屏记录仪设定仪表控制参数，数据显示刷新率高，便于实时人机监控及工艺配方的存储，节省布线。
  1、 电气系统
  ⑴、AI-2070触摸屏记录仪
      AI-2070C/2010C 总线式无纸记录仪，使用宇电AI 系列调节仪表作为测控输入模块实现
  多通道数字全屏显示。测控仪表不仅包括各类温度、压力、流量、频率等信号，也包括人工智能PID 调节、流量积算、电量测量等功能，可连接1～32 通道仪表，按需要配置，任意组合。配合图标式功能选择，全中文触摸操作，操作方便，易于学习。触摸屏可以加入流程图，定制提供丰富多彩的工艺流程图，可连接PLC、变频器等设备，用于小型DCS 控制系统终端显示。功能上已超越了一般的无纸记录仪，综合了人机界面和无纸记录仪功能于一体；
      采用高亮度TFT 真彩液晶显示屏的总线式无纸记录仪；接口多样化可选RS232/485、USB；每通道数据刷新时间50 毫秒。主机屏内存20M 空间可记录保存数据及报警参数，内存数据记录周期默认为每60000 毫秒（1分钟），各通道记录存储的天数为：大约为4 通道：约560 天；8 通道：约346 天；16 通道：约196 天；如：修改记录周期为2 分钟，4 通道1120 天。数据保存按先进先出的原则。可自由设置最小1000 毫秒（1 秒）；实时导出数据到U 盘；U 盘中导入数据格式为CSV 的Excel 报表，数据备份至计算机用CSV 的Excel 报表直接打开上。数据文件导出有【自动导出】、【立即导出】；【自定义文件名手动导出】导出方式；导出文件的大小可自由设定如：1 小时、2 小时、3 小时、8 小时等。
  ⑵、温控表
  　  温控仪采用宇电AI-518仪表。具有可编程输入（万能输入）功能，可自由选择输入多种热电偶、热电阻及线性电流、电压、电阻等信号。 输入采用数字校正系统，内置常用热电偶，热电阻非线性校正表格，测量精确稳定。先进的AI人工智能调节算法具有自整定、自学习功能，无超调及无欠调的优良控制特性。 模块化输出支持SSR电压、线性电流（电压）、继电器触点开关、可控硅无触点开关、单相、三相可控硅过零触发及单相可控硅移相触发输出，具备位置比例输出功能，支持阀门位置反馈信号输入，可节省或取代伺服放大器。编程报警功能，支持上限、下限、偏差上限及偏差下限等多种报警功能，并可自由定义报警输出端口（AL1、AL2、AU1及AU2），支持多个报警信号从同一位置输出。具备上电免除报警等功能，避免上电报警误动作。 先进的AIBUS通讯协议，支持RS485或RS232C通讯接口，最多可达800个通讯地址，配合快速通讯技术能组建数千点规模的大、中型计算机控制系统。
  2、系统调试
      铝塑复合管以物料运动顺序分为65mm内管挤出机（机身有4个加热区、机头3个加热区）、45mm内胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）、自动纵移恒张力牵引机（无加热区）、45mm外胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）65mm外管挤出机（机身4个加热区、机头3个加热区）。所以需要控制的温控加热区共有26个，计26台温控表由一台触摸屏记录仪控制。当系统上电后，首先开始温控，即温控表上电，变频器不得电，上电后立即向各个温控表发出命令，设置一个较低的上电初始加热温度，因为热电偶插在加热区内部，加热圈在外部，这样避免升温过快使整个加热圈温度不均。26个加热区的上电初始值可以是相同的。上电结束后，如果通讯检测正常，就会在触摸屏上显示各加热区的温度参数，可以在触摸屏上设定各加热区的温度。对于各加热区的温度设定，可以用触摸屏中的数字键盘，当设定某一加热区的某一温度时，点击该加热区的设定区域，就可以弹出一设定键盘进行温度设定。系统运行中，如果某一加热区出现超高/低温报警，温控表上的报警灯亮，同时触摸屏中立刻弹出报警信息，如：报警时间、故障处理方法等。方便及时排除故障。真正体现触摸屏的独特性--人机对话。触摸屏记录仪具有“配方”功能，通过其内部的宏指令可以将不同产品的不同工艺配方存储在其中，随时调用，大大节提高工作效率。
  3、仪表主要参数设置说明
      AI-518调节器提供丰富的用户设置方式，使其对不同的控制均能达到满意的控制效果，参数设置决定系统的静态和动态性能。仪表都采用反作用调节，PID参数根据不同的现场可以通过仪表的自整定功能得到。　　
  HIAL：上限报警。
  LOAL：下限报警。　
  Df：回差（死区、滞环），用于避免因测量输入值波动而产生频繁调节作用，在回差范围内位式调节不起作用，Df=1.0。
  Ctrl：控制方式，采用AI人工智能调节/PID调节，Ctrl＝1。
  M5：保持参数，主要决定调节算法中的积分作用，和PID积分时间类似，M5越小，系统积分作用越强。
  P：速率参数，与每秒内仪表输出变化100%时测量值时应变化大小成正比，P=1000/每秒测量值的升高单位值（系统以0.1定义为一个单位）。
  T：滞后时间，t越小，则比例和积分作用均成正比增强，而微分作用相对减弱，但整体反馈作用增强：反之，t越大，则比例和积分作用均减弱，而微分作用相对增强。
  Ctl：输出周期，反映仪表运算调节的快慢，Ctl=2。
  Sn：输入反馈信号类型。
  OPt：输出信号类型。
  CF：系统功能选择，CF=0。
  4、AI-2070触摸屏记录仪操作说明
     上电进入图标式功能选择画面，主页上显示【调节仪表】、【流量仪表】【电量仪表】、【报警记录】、【棒图】、【流程图】、【报表】、【数据导出】、【单条曲线】【实时曲线】、【历史曲线】、【设置】等图标，点击图标可以进入各个功能设置画面。
  曲线查看：用【实时曲线】的形式来直观分析运行曲线，显示该时间段内相关通道间被测量的变化关系。按通道顺序排列1、2、3、4固定组合在一起的通道组合，对于需要比较关键参数通道可将仪表地址编排在同一组显示趋势曲线，这样就更好的进行比较分析工艺参数的对象变化。设置数据范围使曲线显示在图表中央，点击【量程设置】可选择4条曲线显示趋势变化；查询历史数据设置起始时间及时间跨度；不同的数据范围启用可选择启用单条或4条曲线显示趋势变化。
  程序控制：在触摸屏上显示双曲线运行图、显示【程序运行时间进程】；可即时下传设置读取、下传升温、恒温、降温程序配方、程序配方的设置保存、程序图形重显、控制操作程序仪表【启动】【停止】【暂停】、在运行状态下切换【手动/自动】状态，手动控制输出量；即时修改【段号】指定运行段；适用电炉程序控温；                       
  批量控制：在流量实时曲线画面有批量控制功能，批量控制【PV】测量值、批量控制【SV】给定值，在流量仪表上设置批量控制功能，触摸屏上就可操作批量控制；设置批量控制给定值【SV】确定下传批量控制流量仪表；累积批量控制的总的累积流量。
  工艺流程图：用生动形象的图形画面来描述现场生产工艺流程，是整个工业现场的缩影。它不仅仅是一个图画，有控制按钮与现场实时数据同时显示，从而使得操作员具有十分直观的远程控制。软件编辑还可实现软PLC开关量输出的功能，时钟的记时控制、开关量输出记数功能。点击流程图中的数据框如：【TIC-101】将回到该【实时画面】通道。
  数据打印、记录、导出设置功能：AI-2070一体化无纸记录工控机连接微型打印机，在无纸记录仪上可操作打印，默认的串口打印机的参数为9600bps，8位数据位，1位停止位，无校验，连接时将微型打印机定制的9口串口母头直接接到屏的9芯串口头即可。在数据记录导出可根据客户的实际需要，设置数据的【采样时间】，导出【时间间隔】设置，或【立即导出】，到U盘中的功能。或【自定义】文件名来导出单独功能，来满足不同的需求
  
  三、结语
    AI调节器在温度控制方面稳定性高，使整个系统的稳定性有了很大的提升；同时采用AI-2070触摸屏记录仪进行集中管理，可以方便的在触摸屏上修改各个温区的设定温度，及时处理出现的报警故障，大大提高生产效率。