一、真空吸塑機(jī)工作原理 真空吸塑機(jī)是利用真空吸力，將加熱塑化的PVC、PE、PP、PET、HIPS等熱塑性塑料卷材吸制成各種形狀的高級(jí)包裝裝璜盒、框等產(chǎn)品。其主要構(gòu)造是由給料、拉料、上下電加熱爐、下閘、多功能可調(diào)尺寸、下模盤、上模、上閘、刀閘、切片、放片及配以真空裝置等構(gòu)成；以氣動(dòng)裝置為主動(dòng)力源，其拉片、送片采用電動(dòng)、減速器，時(shí)間繼電器，中間繼電器，行程開關(guān)等電器組成全自動(dòng)控制系統(tǒng)。 吸塑機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求是保證操作方便、機(jī)械動(dòng)作和溫度控制精度高、生產(chǎn)時(shí)間短、在同等生產(chǎn)條件下盡可能節(jié)約機(jī)械的耗電量。 二、目前真空吸塑機(jī)的問題及德維森的方案對(duì)策 目前，機(jī)器采用可控硅和STEP CONTROL進(jìn)行限位，分區(qū)采用固態(tài)繼電器進(jìn)行通斷控制的方案，存在以下問題： 1） 對(duì)每種不同的材料進(jìn)行吸塑時(shí)，需要調(diào)校多個(gè)可控硅，需要較長(zhǎng)時(shí)間的溫度調(diào)整時(shí)間。 2） 目前溫度分區(qū)為3個(gè)，分區(qū)過大，不宜調(diào)節(jié)且增加機(jī)器設(shè)備的能源消耗。 3） 固態(tài)繼電器開關(guān)由于控制較多電磚電流較大，容易造成線路氧化接觸不良。 針對(duì)以上問題，提出設(shè)備改造意見： 1）以PLC來(lái)代替可控硅來(lái)進(jìn)行溫度控制的方式。可以進(jìn)行溫度控制方案編程，保存每種材料的控制參數(shù)，提高溫度控制精度。 2）將原來(lái)的分區(qū)控制改為對(duì)每個(gè)電磚進(jìn)行獨(dú)立溫度采樣和獨(dú)立輸出控制，提高控制的柔性。 3）對(duì)加熱元件的控制采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，減少PID調(diào)節(jié)的波動(dòng)性，減小控制滯后，提高了設(shè)備的可靠性，并縮短設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試時(shí)間； 4）采用觸摸屏作為人機(jī)界面，提高機(jī)器的自動(dòng)化程度、美觀和效率。 5）建議用戶綜合成本和效率的因素來(lái)考慮在固態(tài)繼電器、可控硅和IGBT 三種方式中選擇一種作為對(duì)加熱元件的開關(guān)控制，提高加熱效率。 三、控制系統(tǒng)方案概況 根據(jù)上述思路，采用德維森開發(fā)的V80系列PLC、熱電偶溫度直接輸入模塊、PWM輸出來(lái)進(jìn)行溫度控制的方案，同時(shí)，機(jī)器的各種動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)控制也由PLC進(jìn)行，人機(jī)界面采用觸摸屏，可以在屏幕上進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和修改，并隨時(shí)查看各個(gè)電磚的溫度情況和生產(chǎn)情況。 控制系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)的I/O 要求情況如下：TC（熱電偶溫度輸入）：78個(gè)，PWM輸出：78個(gè)，DI：32路，DO：32路。 [align=center] Fig.1 Principle Diagram of Control System of Vacuum Plastic Forming Machine[/align] PLC采用了最新系列的V80小型控制器，抗干擾和可靠性超過市面上任何的小型PLC。溫度控制模塊則采用5路THM溫度控制模塊，溫控模塊本體帶PMW溫控輸出，因此集成度非常高，而控制性能也大大提高，而造價(jià)則大大降低。 系統(tǒng)對(duì)溫度的控制，采用每個(gè)電磚一個(gè)熱電偶傳感器，傳感器信號(hào)直接輸入到V80的熱電偶模塊E5THM中，每個(gè)THM模塊可以同時(shí)接收5路TC信號(hào)，并帶有5路PWM輸出；而且，THM10模塊內(nèi)部帶有CPU，模塊內(nèi)部帶有具備PID運(yùn)算模塊，可以根據(jù)預(yù)定的控制方案分別控制PWM的輸出，起到調(diào)節(jié)爐溫的作用。 四、系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 采用本系統(tǒng)可以有如下優(yōu)點(diǎn)： 以PLC來(lái)代替可控硅來(lái)進(jìn)行溫度控制的方式，省去人工調(diào)節(jié)STEP CONTROL旋鈕的大量工作，PLC可以自動(dòng)按設(shè)定的溫度將加熱板調(diào)節(jié)到預(yù)定溫度。由于電熱瓦數(shù)量較大（本機(jī)為78個(gè)），這樣可以省去大量的設(shè)備試機(jī)和預(yù)熱時(shí)間，提高設(shè)備的生產(chǎn)率。 采用觸摸屏作為人機(jī)界面，可以隨時(shí)直觀地了解設(shè)備的生產(chǎn)狀況，提高機(jī)器的現(xiàn)代化程度和自動(dòng)化程度，方便操作，可以實(shí)現(xiàn)1人多機(jī)。系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備生產(chǎn)的設(shè)備故障和操作失誤進(jìn)行報(bào)警，提高設(shè)備的安全性。 PLC有大量的內(nèi)存可以保存不同材料的控制方案，這樣，在使用本設(shè)備已經(jīng)加工過的材料時(shí)，可以直接調(diào)出過去的控制方案，如果有更優(yōu)的方案，可以更新保存的方案，進(jìn)一步節(jié)約用戶的時(shí)間。 將原來(lái)的分區(qū)控制改為對(duì)每個(gè)電磚進(jìn)行獨(dú)立溫度采樣和獨(dú)立輸出控制，可以對(duì)熱板進(jìn)行溫度控制方案編程，可以按逐個(gè)電磚進(jìn)行控制，提高溫度控制精度和吸塑加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)控制的柔性，達(dá)到準(zhǔn)確、平穩(wěn)、快速的目標(biāo)。 采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)結(jié)合PID算法控制，可以減少常規(guī)PID調(diào)節(jié)的波動(dòng)性，減小控制滯后，提高了設(shè)備的可靠性，并縮短設(shè)備的預(yù)熱調(diào)溫時(shí)間。 可以將加熱元件的溫度狀況與設(shè)備其它動(dòng)作以最優(yōu)的方式相結(jié)合，保證設(shè)備在最佳條件下進(jìn)行工作，減小試生產(chǎn)時(shí)的材料消耗，提高設(shè)備的安全性，保證設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量完美。 用戶可以將自己所形成的獨(dú)特的控制方案以用戶自定義功能塊的方式保存在PLC的CPU模塊中，而且用戶程序只能下載，不能上載，可以有效地保護(hù)用戶自己的產(chǎn)品技術(shù)秘密和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，防止競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手抄襲自己的產(chǎn)品和技術(shù)訣竅。