摘要
        隨著(zhù)中國塑料工業(yè)的發(fā)展，近幾年來(lái)中國塑料機械工業(yè)的年增長(cháng)率都在30%左右，利潤率增長(cháng)也遠高于工業(yè)總產(chǎn)值的增長(cháng)，是中國機械行業(yè)中增長(cháng)最快的產(chǎn)業(yè)之一。目前中國生產(chǎn)的塑料加工機械已可以滿(mǎn)足國內的基本需要，但與世界先進(jìn)水平相比，中國塑料加工機械在質(zhì)量穩定性、自動(dòng)化程度等方面還有一定差距。據不完全統計，2002年中國塑機業(yè)產(chǎn)值大約為100億元左右，而同期國內巿場(chǎng)需求大約在200億元，還有很大的巿場(chǎng)空間。
        在塑料行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，對塑料的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。而影響熟料成品質(zhì)量的問(wèn)題多種多樣，最重要的一個(gè)問(wèn)題就是溫度。生產(chǎn)過(guò)程中，要將溫度嚴格的控制在一定范圍內，這對控制系統就提出了嚴格的要求。北京鼎實(shí)的PB-TC-THC10以及PB-TC-RTD7型號的溫度控制器，很好的解決了塑料行業(yè)與橡膠行業(yè)溫度控制的問(wèn)題。并且，北京鼎實(shí)的PB-TC-RTD7熱電阻溫度控制器，已經(jīng)在杭州一塑料拉膜項目上，得到了很好的應用。
關(guān)鍵詞：塑料行業(yè)，橡膠行業(yè)，溫度控制，塑料機械
一、塑料生產(chǎn)機械的簡(jiǎn)介：
在塑料制品的生產(chǎn)過(guò)程，最主要的設備為塑料機械，其種類(lèi)主要為以下幾種：
1、擠出機
擠出機是在螺桿的作用下將熔融塑料通過(guò)固定形狀的擠出口擠出，在牽引機作用下經(jīng)過(guò)冷定型后切割，主要用于各種相同截面產(chǎn)品的大量持續生產(chǎn)，如管、棒、異型材等，也可以 用于塑料改性造粒。
2、吹塑機
吹塑機是制造中空熱塑性制品的常用方法，主要產(chǎn)品是筒膜和中空容器。吹塑機可以通過(guò)加溫使預定成型制品塑化，然后進(jìn)入模具吹制成型，這種方法主要用于高速高產(chǎn)量的PET瓶和BOPP瓶生產(chǎn)。
3、吹膜機
吹膜機是將塑料粒子加熱融化再吹成薄膜。吹膜機分很多種，有PE，POF等等。用全新的粒子吹出的是新料，色澤均勻，干凈，袋子拉伸好。吹膜機生產(chǎn)的膜適用于各種高檔薄膜包裝，這種膜由于其隔斷性好，保鮮，防濕，耐油。

二、拉膜生產(chǎn)線(xiàn)機組組成：

拉膜生產(chǎn)線(xiàn)流程圖

整個(gè)生產(chǎn)機組主要由造粒設備、烘干除塵設備、擠出設備、鑄片設備，縱向拉伸設備，橫向拉伸設備，收卷設備，分切設備等組成。

造粒設備：
該設備主要負責原材料的分離，將塑料塊破碎為為塑料顆粒。因為顆粒狀的塑料，更容易被加熱，也方便塑料的擠壓塑形。

烘干除塵設備：
經(jīng)過(guò)造粒設備的形成的塑料顆粒，經(jīng)常會(huì )有水氣或者粉塵產(chǎn)生。這些水汽和粉塵必須在加熱前予以去除，不然生產(chǎn)出的塑料膜會(huì )有氣孔，大大降低了塑料的品質(zhì)。并且在這一環(huán)節中，烘干除塵設備同時(shí)起到了一個(gè)預熱作用。

擠出設備：

擠出設備主要是擠出機，負責塑料的加熱。塑料顆粒經(jīng)過(guò)擠出機頂端的輸送漏斗，進(jìn)入擠出機的擠壓系統。擠壓系統中有一到兩根螺桿，螺桿在筒體中不斷的轉動(dòng)，將塑料向前推動(dòng)擠出。推動(dòng)的過(guò)程中，對塑料不停的加熱。

縱橫拉伸設備：
當塑料經(jīng)過(guò)加熱，變成熔融狀態(tài)，這時(shí)將經(jīng)過(guò)縱向拉伸設備，將熔融的塑料縱向拉伸。隨后，塑料又經(jīng)過(guò)橫向拉伸設備，進(jìn)行橫向拉伸。

收卷設備：
收卷設備完成對薄膜的恒張力收卷。轉塔式收卷設備能保證薄膜在滿(mǎn)卷時(shí)自動(dòng)換卷，不會(huì )中斷收卷。
最后經(jīng)過(guò)分切設備進(jìn)行定型裁剪，成品的熟料薄膜就生產(chǎn)出來(lái)了。

三、控制系統組成：
在整個(gè)拉膜生產(chǎn)線(xiàn)的控制中，要考慮到以下幾點(diǎn)控制：

1、生產(chǎn)線(xiàn)的溫度控制
2、生產(chǎn)線(xiàn)的傳動(dòng)控制
3、收卷機組的張力控制
4、中央控制室的計算機監控

在溫度控制方面，必須考慮到：

1）如何快速準確的監測溫度；
2）如何實(shí)時(shí)穩定的控制溫度。
3）如何在有限的空間里做到對所有傳感器的監控。
4）如何滿(mǎn)足現場(chǎng)高速遠距離的傳輸。
5）如何做到數據的顯示與操作。是否能在高溫環(huán)境工作。
6）是否能在油污粉塵比較多的環(huán)境工作。
7)并且，在滿(mǎn)足以上所有需求的基礎上，又如何能最大限度的降低成本。

經(jīng)過(guò)綜合考慮，該項目選擇了北京鼎實(shí)的7路熱電阻溫度控制器PB-TC-RTD7。
其溫度的控制系統圖如下：

控制系統組成圖

        在整個(gè)溫度的控制系統中，采用了德國倫茨（LENZE）的驅動(dòng)器來(lái)控制電機的轉速。而北京鼎實(shí)的熱電阻溫度控制器PB-TC-RTD7控制驅動(dòng)器的輸出功率，并且該溫度控制器與現場(chǎng)的熱電阻傳感器連接，做到對溫度的實(shí)時(shí)檢測。
        其中，PB-TC-RTD7熱電阻溫度控制器，與倫茨(LENZE)驅動(dòng)器皆是由PROFIBUS協(xié)議，經(jīng)過(guò)DP電纜與西門(mén)子300系列PLC進(jìn)行通訊。PLC再經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)，與上位機相連。
現場(chǎng)的操作臺，可以直接顯示所需參數，方便操作人員進(jìn)行控制。
        目前，國際上使用的變頻器與驅動(dòng)器大多數都是使用PROFIBUS協(xié)議，諸如西門(mén)子，倫茨等廠(chǎng)家。PROFIBUS協(xié)議的傳輸速率快，最大可達12M?，F在的工業(yè)控制中，對傳輸速率的要求越來(lái)越高，筆者認為，以后以太網(wǎng)傳輸將會(huì )成主導，但是，在近期內，還將是PROFIBUS傳輸為主。
        傳統的溫度控制，一般的流程都是：傳感器——遠程IO——PLC——遠程IO——驅動(dòng)器。這種控制方式，首先是編程麻煩，一旦調試沒(méi)過(guò)，很難查錯。其次，這種方式靈活性較低，一旦項目有點(diǎn)小小的變動(dòng)，都將帶來(lái)很大的工作量。最后，這種控制方式，所需的運行費用和維護費用也是很高的。
現在市場(chǎng)上的溫度控制器多種多樣，但是要能夠直接與西門(mén)子、ABB等廠(chǎng)家的PLC直接用PROFIBUS通訊的溫度控制器并不多。
四、通信網(wǎng)絡(luò )組成：
Profibus協(xié)議簡(jiǎn)介
　　PROFIBUS 是目前國際上通用的現場(chǎng)總線(xiàn)標準之一，以其獨特的技術(shù)特點(diǎn)、嚴格的認證規范、開(kāi)放的標準、眾多廠(chǎng)商的支持和不斷發(fā)展的應用行規，已成為最重要的和應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議包括兩個(gè)主要部分：
1)PROFIBUS DP：主站和從站之間采用輪循的通訊方式，主要應用于自動(dòng)化系統中單元級和現場(chǎng)級通信。
2)PROFIBUS PA：電源和通信數據通過(guò)總線(xiàn)并行傳輸，主要用于面向過(guò)程自動(dòng)化系統中單元級和現場(chǎng)級通訊。
　　其中，PROFIBUS-DP 是高速網(wǎng)絡(luò )，通訊速率達到12M。PROFIBUS-DP 可以連接遠程I/O、執行機構、智能馬達控制器、人機界面HMI、閥門(mén)定位器、變頻器等智能設備。一個(gè)PROFIBUS-DP 總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中可以最多連接125 個(gè)從站設備。PROFIBUS-DP 的拓撲結構可以是總線(xiàn)型、星型和樹(shù)型，通訊介質(zhì)可以是屏蔽雙絞線(xiàn)、光纖，也支持紅外傳輸。采用雙絞線(xiàn)時(shí)，不加中繼器最遠通訊距離可達1.2 公里。采用光纖時(shí)，最遠通訊距離可達100 公里以上，其中采用多模光纖，兩點(diǎn)間最遠距離可達3 公里，采用單模光纖時(shí)，兩點(diǎn)間最遠距離可達20公里。
五、熱電阻溫度控制器PB-TC-RTD7以及熱電偶溫度控制器PB-TC-THC10的特點(diǎn)：
1、多種調節方式：支持手動(dòng)控制，ON-OFF控制，以及PID調節控制。
ON-OFF控制：當控制字為0X8C時(shí)，即選定ON-OFF控制——檢測值低于設定值則ON（進(jìn)行加熱），檢測值高于設定值則OFF（停止加熱）。此控制適用于對精度要求不高的溫度控制。
PID調節控制：PID調節控制是通過(guò)一個(gè)調節函數來(lái)調節溫度。在理想的工藝控制范圍，ON-OFF控制是無(wú)法達到穩定的，而PID控制會(huì )比ON-OFF更加的精確。

PID調節與ON-OFF調節曲線(xiàn)圖

2、高密度信號輸入：北京鼎實(shí)的溫度控制器長(cháng)度只有170mm左右，但是卻集成了10路的熱電偶輸入或7路的熱電阻輸入。高密度的集成，使得有限的控制柜空間里，能連接更多的傳感器。大大的降低了成本。
3、適用于各種惡劣環(huán)境：成熟可靠的器件選型及結構設計，使得北京鼎實(shí)的溫度控制器能夠很好的適應風(fēng)電現場(chǎng)溫差變化大、高海拔、鹽鹵腐蝕等工作環(huán)境。兩款溫度控制器工作環(huán)境溫度可達-20-+55℃。
4、精度：北京鼎實(shí)的溫度控制器，測量溫度可精確到0.1攝氏度，并且增加了溫度偏差和安全控制輸出的設計?？捎糜趯Π踩蟊容^高的行業(yè)。
5、配置簡(jiǎn)單：只需要在配置軟件上簡(jiǎn)單的設置幾個(gè)參數，溫度控制器便能夠自動(dòng)對溫度進(jìn)行控制。
靈活的安裝方式：北京鼎實(shí)的溫度控制器采用35mm導軌安裝，可橫、豎安裝，根據現場(chǎng)的需求而定。

六、技術(shù)指標
1．PROFIBUS-DP接口 
PROFIBUS-DP接口，做PROFIBUS-DP從站，DP-V0協(xié)議，符合IEC61158 及中國國家標準GB/T 20540-2006：測量和控制數字數據通信工業(yè)控制系統用現場(chǎng)總線(xiàn)的第3部分：PROFIBUS規范。網(wǎng)絡(luò )地址設定：1—99；
2．PROFIBUS波特率
波特率自適應，最大波特率12M；
3．RS485通訊口
此通訊口用于廠(chǎng)內測試，用戶(hù)不必關(guān)心它的使用情況。
4. 供電
供電范圍：DC24V（24V±20%）

七、現場(chǎng)圖片：

現場(chǎng)應用組圖

北京鼎實(shí)的PB-TC-RTD7熱電阻溫度控制器位于現場(chǎng)的控制柜中。處理熱電阻傳感器檢測到的溫度，再經(jīng)過(guò)DP電纜，將信號傳輸給PLC。最后，溫度控制器再經(jīng)過(guò)遠程輸出導線(xiàn)，對現場(chǎng)的傳位控制電機進(jìn)行控制。
整個(gè)溫度控制的過(guò)程中，PB-TC-RTD7起到了一個(gè)不可或缺的作用。
八、結束語(yǔ)
        在整個(gè)杭州拉膜生產(chǎn)線(xiàn)中，采用了現場(chǎng)總線(xiàn)、人-機接口操作面板、PLC控制以及組態(tài)監控軟件等一系列新技術(shù)。其中，北京鼎實(shí)的7路熱電阻溫度控制器很好的完成了該生產(chǎn)線(xiàn)上的溫度控制環(huán)節。并且，從安裝至今，一直都運行穩定，無(wú)任何故障發(fā)生。
        在2008年至2010年，中國塑料薄膜發(fā)展的黃金時(shí)期，該生產(chǎn)線(xiàn)為企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟效益與社會(huì )效益。同時(shí)，北京鼎實(shí)的溫度控制器也得到了客戶(hù)的一致好評與信任。