分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上的應(yīng)用

王公真

摘 要 在大型注塑機上應(yīng)用分布式控制系統(tǒng)，改變了大型注塑機原控制系統(tǒng)的缺點，提高了大型注塑機的應(yīng)用效率和技術(shù)水平。文章簡要說明了分布式控制系統(tǒng)的特點及組成，闡述了分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上應(yīng)用的重要意義，以MA10000型注塑機為例，分析了分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上的應(yīng)用及效果。

關(guān)鍵詞 分布式控制系統(tǒng)；特點及組成；大型注塑機；MA10000型注塑機

中圖分類號：TQ320 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0121-01

隨著工業(yè)的不斷進步，大型注塑機不斷得到應(yīng)用，提高了注塑行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平。大型注塑機的控制系統(tǒng)也隨著科技的不斷更新而得到發(fā)展。由于大型注塑機涉及到的控制內(nèi)容包括機械、溫度、尺寸、動力、壓力等，數(shù)據(jù)信息較多，控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，現(xiàn)有的集中式控制系統(tǒng)或液壓控制系統(tǒng)都存在維護困難、安裝費力、信號兼容等缺點，使得大型注塑機在實際應(yīng)用中費用較高，維護保養(yǎng)有一定的難度，影響了大型注塑機的優(yōu)勢發(fā)揮，不利于注塑技術(shù)的發(fā)展。分布式控制系統(tǒng)（DCS）在工業(yè)應(yīng)用中，提高了生產(chǎn)技術(shù)水平，降低了企業(yè)的經(jīng)營成本，提高了經(jīng)營效益，推動了工業(yè)發(fā)展的自動化進程。正是認識到分布式控制系統(tǒng)的顯明作用，分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上得到應(yīng)用，改變了大型注塑機控制系統(tǒng)的缺點，提高了大型注塑機的生產(chǎn)技術(shù)水平。

1 分布式控制系統(tǒng)的特點及組成

分布式控制系統(tǒng)是一個綜合性較強的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，通過計算機將生產(chǎn)過程進行動態(tài)在線監(jiān)測，實現(xiàn)線上動態(tài)管理，并能根據(jù)需要進行分散性控制。故而稱之為分布式控制系統(tǒng)。從分布式控制系統(tǒng)的基本含義可以看出，分布式控制系統(tǒng)的顯著特點是在線動態(tài)監(jiān)測、在線集中管理以及分散控制。在線動態(tài)監(jiān)測可以對生產(chǎn)過程進行動態(tài)跟蹤服務(wù)，對機械運轉(zhuǎn)進行信息采集與處理，從而判斷設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。一旦發(fā)現(xiàn)故障，就會啟動報警系統(tǒng)，并對故障進行定位與控制，縮小故障范圍，并快速恢復(fù)做好迅速準備。在線集中管理可以將整個生產(chǎn)過程的所有細節(jié)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理與調(diào)控。分散控制能夠?qū)⑸a(chǎn)環(huán)節(jié)細分為多個節(jié)點，這些節(jié)點分別進行控制，能夠?qū)⒖刂品秶M行細分化，做到控制精細化，控制獨立化和高效化。分布式控制系統(tǒng)主要組成部件有現(xiàn)場控制器、界面控制器、通信網(wǎng)絡(luò)。配合其它的附件構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。

2 分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上應(yīng)用的重要意義

大型注塑機的應(yīng)用能夠提高國家注塑行業(yè)的技術(shù)水平，這一點是不可反駁的。然而，由于大型注塑機體形過于龐大，涉及到的生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，原有控制系統(tǒng)線路復(fù)雜而繁多，產(chǎn)生故障后，故障定位與恢復(fù)十分費時、費力。這些缺點的存在，使得大型注塑機的應(yīng)用成本增大，降低了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)勞利潤。而分布式控制系統(tǒng)以其優(yōu)越的性能能夠解決大型注塑機的上述缺點，簡化大型注塑機的操作方法，對大型注塑機生產(chǎn)技術(shù)水平的提高具有非常重要的意義。

3 分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上的應(yīng)用

分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上應(yīng)用，首先要將大型注塑機的生產(chǎn)過程進行主體與旁支的劃分，主體由主控制器、顯示屏、相關(guān)線路組成，并對大型注塑機的主要生產(chǎn)活動進行參數(shù)設(shè)定、信息采集與處理，通過顯示器進行狀態(tài)在線監(jiān)測。旁支再劃分為多個節(jié)點，每個節(jié)點構(gòu)建一個分散控制系統(tǒng)，眾多分散系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)分站，對每個節(jié)點的正常運行進行監(jiān)測與控制。通過主體控制與旁支控制最終形成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，對大型注塑機的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，故障監(jiān)測和管理進行線上動態(tài)控制。

3.1 分布式控制系統(tǒng)在MA10000型注塑機上的應(yīng)用

作為大型三板式液壓注塑機的MA10000型注塑機，所采用的是伺服動力系統(tǒng)，機身長11.9 m、寬2.8 m、高4.0 m。該機型標準配置時，有開關(guān)量輸入信號29路、開關(guān)量輸出信號40路，另有位置尺、熱電偶等信號。非常明顯，MA10000型注塑機的各種電器信號匯集的樞紐的3個部位是動模板、尾板、座臺。因此，在這3個部位各放置一個分站，在控制柜中依舊放置主機，總線電纜按照座臺、主機、接插件、動模板、尾板順序串行連接座臺（背面右上方）處主要有螺桿、座臺、料筒等相關(guān)的控制信號，包括5路數(shù)字輸出信號2路模擬輸入信號及3路數(shù)字輸入信號，所以此處選用了CM-B型分站。

通過坦克鏈將該部位的各信號連接到主機，電纜長度最短的約9米，一般都比較長，電纜放置該分站后可節(jié)省150多米。動模板（背面中間）處主要有中子、吹氣、頂針等相關(guān)的控制信號，包括10路數(shù)字輸出信號、1路模擬輸入信號及7路數(shù)字輸入信號，所以此處選用CM-A型分站。

尾板是電纜長度最長的部位，達到了26米、18路信號電纜總長度約468米，這里的各信號電纜的連接方法是先往后連到尾板，再經(jīng)接插件后連回到主機。電纜放置該分站后可節(jié)省450多米。尾板（背面下方）處主要有安全門、調(diào)模、開合模等相關(guān)的控制信號，包括1路模擬輸入信號、7路數(shù)字輸出信號和14路數(shù)字輸入信號，因此，選用CM-A型分站。

3.2 應(yīng)用效果分析

應(yīng)用分布式控制系統(tǒng)后，注塑機的布線告別了零亂時代，由于眾多節(jié)點按照就近原則被分站控制與吸收，主站線路排放簡單明了。一旦出現(xiàn)機電故障，故障定位與恢復(fù)不會再受到線路的困擾，變得更為輕松，從整體上提高了安裝調(diào)試的效率，而且在應(yīng)用中，能夠做到精細化管理與時時在線監(jiān)測，對提高注塑機的運行效率起到積極的作用。從經(jīng)濟投入角度看，在應(yīng)用分布式控制系統(tǒng)后，由于安裝方便，安裝與調(diào)試的人工成本下降，電纜用量驟降、電器元件的用量減少，投入大大降低，故障檢修方便快捷，降低檢修費用。從這三方面來說，總成本投入直線下線下降?？梢?，分布式控制系統(tǒng)在大型注塑機上應(yīng)用，無論從布局上、工作效率上還是成本核算上，較集中控制系統(tǒng)都有較大的優(yōu)勢。

4 總結(jié)語

隨著大型注塑機的技術(shù)革新與發(fā)展，國家注塑行業(yè)的管理水平和生產(chǎn)技術(shù)水平得到大幅提高，其中分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用，從線路布局上、工作效率上和成本投入上都有較好的優(yōu)勢，是大型注塑機控制系統(tǒng)的新選擇。

參考文獻

[1]王國寶，程珩，李福，等.注塑機雙曲肘合模機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究[J].工程塑料應(yīng)用，2011（05）.

[2]姜向新，陶四平，陸湛泉.聚丙烯特性和注塑工藝對阻燃聚丙烯塑化能力影響[J].工程塑料應(yīng)用，2012（04）.

[3]李福，程珩，王國寶，等.注塑機塑化參數(shù)對能耗的影響研究[J].工程塑料應(yīng)用，2011（06）.

[4]張甲敏，連照勛，趙師茹.多級注射成型工藝參數(shù)控制研究[J].工程塑料應(yīng)用，2008（12）.endprint