当前位置:首页 >行业解决方案 >橡胶塑料
KSVario在塑料挤出机上的应用

KSVario温控模块化控制系统是德国PMA公司为塑机行业的温度控制应用专门设计的第四代产品, 设置简单,调试方便,对风冷和水冷控制分别使用不同的控制算法,控制精度更高,出色的故障平均输出能大大缩小检修工作对产品质量的影响,软启动和同步预热功能还可以缓解螺杆内应力,延长设备使用寿命。

挤出成型是指借助螺杆或柱塞的挤压作用,使塑化均匀的熔体强行通过模头而成为具有恒定截面的连续制品的成型方法,挤出机/挤出生产线是塑机三大类(注塑/挤出/吹塑)之一,在塑料加工中占有极其重要的地位,主要用于热塑性塑料,可成型的制品包括管材、棒材、线材、板材、薄膜、电缆电线的包覆以及其它各种截面形状的异型材(例如塑钢门窗)。
目前,塑机工业是机械行业增长较快的产业之一,根据中国海关总署的统计数据,2007年中国塑机行业的出口量几乎是进口量的4倍,但价值却只相当于进口产品价值的一半(56.7%),有实力的企业大都寻求进口设备,不能不说粗制滥造已严重阻碍了中国塑机行业的发展,节能、低耗、精密、自动化才是所有塑机的发展趋势。
 
挤出机的温度控制
挤出机的控制往往涉及到十几个到几十个控制回路(多台主机+辅机),相关控制主要包括机筒温度(加热/冷却控制,多个温区),模头温度(加热控制,多个温区),熔体温度, 熔体压力以及主电机转速和给料电机转速,其中筒身和机头各部分温度的精确控制对提高塑料制品的产量和质量有着至关紧要的意义: 挤出温度低了,会造成负载过大,出料不畅;挤出温度过高,则可能导致材料特性变化使成品报废。
目前国内塑料挤出机的温控方案一般有三种:
方案1. 分立仪表
      即根据加工工艺的要求,各区采用温控表(常见品牌:RKC/West/Omron)+固态继电器(电加热)+ 电磁阀(风冷或水冷)的方式分别控制。这种控制方案在静态下效果还可以,但是动态下的控制(正常工作),即使是风冷也只能说一般, 就更不用说水冷设备了,并且分立式结构也不利于加热电流监视功能的实行(因其每一路都需要一个单独的电流互感器),此外多台温控表的使用使整个电路结构变得复杂化,安装、接线以及调试都比较麻烦,一方面提高了人工成本,另一方面也增加了故障几率。
方案2. 纯PLC控制
      使用PLC(常见品牌:Siemens/Omron)内置的软PID模块来做温度控制, 其集成度超过分立仪表,故障率也低,但对人员技术水平要求较高,现场调试比单表麻烦的多不说,并且由于PLC在浮点运算功能上的限制,其实际控制效果甚至还不如单表(因其 PID功能过于简单), 而且此方案根本就不支持加热电流监视功能。
为了弥补前二种方案的缺点,近年来出现了第三种方案,即
方案3. 专用回路控制模块
      使用MLC9000+(West), Redlion等专用闭环多回路控制模块来集中处理温度控制,简化了安装、调试和接线,象MLC9000还可以4个回路共用1个电流互感器来实现加热电流监视功能,但这些模块目前在算法上仍无实质改进,其实际效果只是与单表相当或略微胜出,水冷下的控制精度仍然不能让人完全满意。作为它们的替代品, 德国PMA推出了KS vario系统。
 
KSvario温控模块化控制系统
KSVario温控模块化控制系统是福迪威旗下,成立于1929年,在塑机行业的经验超过40年的德国PMA公司为挤出机的温度控制应用专门设计的第四代产品.
KSvario技术特点
KSvario的每套温控模块支持最多30个控制回路,与其它厂家的产品不同,其自整定功能除了PID控制参数之外,还可自行确认最合适的加热和冷却控制周期,大大延长配用的继电器和电磁阀的使用寿命,除了向用户提供集中控制、分组自整定、加热/冷却双独立PID、强制回路关闭等功能,还同时提供加热器电流监视(每8个回路可共用1个电流互感器)、工作点调整、工具清理功能。其出色的水冷控制算法、故障平均输出和软启动均热功能尤其特别。
 
1. 水冷控制算法
      现代挤出机的的发展方向是高速和大挤出量,因而水冷控制是绕不过去的,如果说以上提到的传统方案控制风冷设备动态运行勉强可以的话,那么对水冷设备来说实在是超出其能力范围,特别是如果筒身温度较高,冷却水会出现汽化导致严重的非线性,此时过程温度会大幅震荡。

PMA以其40年挤出控制的经验,对此早有准备,风冷水冷只是简单的一个选项。
 
2. 故障平均输出
       当传感器故障时(例如热电偶断路),多数厂家只提供两种控制输出选项:0%或者100%,
KS Vario 却额外提供了1种很特别的选择:故障平均输出,
 
在生产过程中如果传感器突然故障需要更换新品,用户无需停机,也不会影响正常生产。

说明:
0: 控制输出关闭(0%)
1: 切换到输出2(一个由用户自行设定介于0%和100%之间的值)
2: 平均控制输出(由KS vario自动统计的当控制偏差小于某个值时的平均控制输出)
 
3. 软启动(Start-Up)和同步预热功能(Leading)
      设备启动时,用户可以规定以一个限定的控制输出将设备预热到一个指定温度并保温一段时间后再进入正常工作状态,这种功能称之为Start-Up功能。
       设备启动时,用户可以规定哪些温区需要均匀升温(升温时各温区相互之间的温差不能超过某一定值),升温完毕后,该项限制自动取消。此功能可以通过通讯接口或KS vario的组态软件Blue Control来打开或关闭。
      软启动和均热功能可以分别打开或关闭,这有助于避免温度超调、缓解螺杆和筒身因为不均匀升温而产生的内应力、延长设备使用寿命。
 
      KSVario温控模块化控制系统作为德国PMA为塑机行业的温度控制应用专门设计的新一代产品, 不仅在水冷控制上的优势无可动摇,在风冷的动态控制上也远超普通产品,特别是在一些细节上的考虑非常细致,这对于优化设备,保证生产的正常进行尤其有意义。

KSvario产品详情及手册下载