1.系統(tǒng)概述
在擠出吹塑的生產(chǎn)過程中,物料是在一定的控制溫度、螺桿轉速和壓力下,經(jīng)機筒的加料段和均化段通過機頭把熔融物料送入模具中經(jīng)吹脹冷卻后形成制品。擠出機溫度、擠出過程的壓力以及制品的冷卻溫度是三個重要的因素。系統(tǒng)中采用研華的PCL-818HG數(shù)據(jù)采集卡并使用VB開發(fā)出溫度壓力測控系統(tǒng),實時測量擠出過程的壓力、吹塑制品的冷卻溫度以及實時控制擠出吹塑機的溫度。
2.系統(tǒng)配置
溫度的測量采用工業(yè)鎧裝熱電偶, 壓力傳感器采用的是PT124型壓力傳感器。
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集選擇研華公司的數(shù)據(jù)采集卡 (PCL-818HG),該卡具有有12位A/D轉換, D/A轉換,數(shù)字量輸入, 數(shù)字量輸出以及可編程計時 /計數(shù)功能??删幊炭刂频脑鲆娣糯笃?(X 0.5,1, 5, 10, 50, 100, 500, or 1000)使得無需外部信號放大器就能獲得微弱的輸入信號。板上 1K字節(jié)的FIFO數(shù)據(jù)緩沖器提供了在Windows系統(tǒng)下高速的數(shù)據(jù)傳輸性能。自動通道掃描電路和板上的SRAM可以用DMA或者在每個通道不同增益的情況下進行多通道A/D轉換。
3.控制系統(tǒng)設計
在擠出吹塑的過程中,有加熱、散熱和產(chǎn)生熱量的過程,在穩(wěn)定的工作情況下,所有這些熱量達到平衡從而使擠出物料的溫度達到某一動態(tài)平衡,而壓力對于物料的流變性能來說也是重要的影響因素,因此擠出過程的溫度和壓力很重要,需要實時測量。在吹塑的冷卻階段,制品的冷卻溫度是一個重要的工藝參數(shù),它對吹塑的生產(chǎn)率的提高有重要的意義。因此,在擠出吹塑中需要對冷卻溫度做較精確的測量。
3.1 溫度控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
吹塑生產(chǎn)線的溫度系統(tǒng)框圖如圖1所示:
擠出機的溫度經(jīng)熱電偶采集到計算機中,和事先設定好的溫度做比較,如果溫度大于設定值則計算機發(fā)出一個信號給控制器,控制器采用脈沖調寬技術,按時間周期占空比的PID控制規(guī)律發(fā)出一個對繼電器的操作,使擠出機加熱裝置停止加熱,反之亦然。可以用VB設計幾個文本框控件,分別用這幾個文本框來顯示設定的溫度和測量的溫度??刂破鲗嶋H上是一個用VB編制的控制模塊,這個控制模塊要實現(xiàn)設定溫度與測量溫度的比較,得到偏差信號,根據(jù)偏差信號的正負與大小,進行時間周期占空比的PID控制算法,從而得到控制輸出信號。然后通過通信端口發(fā)信號給固態(tài)繼電器進行加熱、冷卻控制操作。
溫度壓力測量系統(tǒng)如圖 2所示。
3.2 數(shù)據(jù)采集程序的編制
整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集流程圖如圖 3所示。
數(shù)據(jù)采集程序采用PCL-818HG的DLL中的API函數(shù)來實現(xiàn)DMA的數(shù)據(jù)采集,這樣就可以避免傳統(tǒng)的Windows編程所帶來的驅動程序的編寫問題。由于Visual Basic是一種具有很強的兼容性, 可視化界面設計技術, 完善的程序調試和錯誤處理功能, 強大的數(shù)據(jù)庫訪問功能以及支持DLL動態(tài)鏈接庫功能的Windows編程工具, 所以本系統(tǒng)采用Visual Basic來編制。在編制程序之前須要將采集卡驅動程序Driver.bas模塊加入程序中,然后就可以使用PCL-818HG的DLL中的API函數(shù)了,當然在編程使用前須要先聲明一下。
4.結論
在PCL-818HG數(shù)據(jù)采集卡的基礎上,利用VB編制出溫度壓力測控系統(tǒng)。實際運行證明該系統(tǒng)不僅可行而且效果較好,能實時對溫度和壓力進行較理想的測量和控制。