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1、宇宇电电 AI-7048 及及 AI-2070 总线总线式无式无纸记录仪纸记录仪在塑料机械上的在塑料机械上的应应用用 厦门宇电自动化科技有限公司 技术部 冯春林 关键词：AI 温度控制器、AI 总线式无纸记录仪、塑料机械 1、概述 塑料制品在生产生活中无处不在,对应的塑料生产设备也多种多样,由于塑 料的物理化学特性是由加工过程中的“三要素”决定的，即“温度、压力、时 间”中的 3 个参数如配合不当，是难以达到期望的理化性能的，其中温度这个 参数是最重要的，因此大多数塑胶制品设备都离不开温度控制器。下面以塑料 挤出机为例介绍宇电 AI 温控的应用. 塑料挤出机有单螺杆式和双螺杆式之分, 主要用于
2、挤制软、硬聚氯乙烯、聚乙烯等热塑性塑料之用，与相应的辅机（包 括成型机头）配合，可加工多种塑料制品，如膜、管、棒、板、丝、带电缆绝 缘层及中空制品等。一台挤出机使用多个宇电 AI 温控器控制加热，并且每个加 热器上都对应配置了一组散热风扇装置以调节温度。由于在生产过程中用到 PLC 来控制各个制造装置的动作，而各个动作是否到位就得用到监视社备，电 脑是首选，但电脑太占用生产空间，所以这边采用盘装式宇电 AI-2070 总线式 无纸记录仪，它具备与 PLC 通讯功能，同样温控器也可用导轨式安装的，用 AI-2070 来集中显示，向温控器及 PLC 设置参数，节省安装位置。如图 1 为宇 电导轨式
3、安装 PID 调节器及 AI-0210 总线式无纸记录仪。2、塑料加工的温度控制基于塑胶原材料特性，要求被控制的温度不能超过设定温度正负 2 摄氏度， 温度过低挤出口出料不畅，造成前端挤出机构负载过大；温度过高则可能改变 原料特性导致在制品报废。根据实际的控制要求，我们选用了宇电 AI- 7048E5J1J1G5G5L5S4 来对温度进行控制。下图（2）为系统结构3、仪表功能介绍AI-7048 型 4 路温度控制器采用热电偶输入，SSR 固态继电器电压输出， 各通道可以有不同的输入规格，即可以独立使用，也可以与计算机或可编程控 制器 PLC 联机使用。本仪表可任选 24VDC/AC 输入或 1
4、00240VAC 电源电压，并 通过 ISO9001 质量认证，可靠性高且符合 EMC 电磁兼容标准；其电源及全部 I/O 端子均通过了 4KV 的群脉冲（EFT）抗干扰测试，能在强干扰环境下可靠工 作，应用了宇电公司新一代技术，使多路输入达到与单路测量相当的精度与抗 干扰能力。仪表主要功能如下： 最多可支持 4 路可编程测量输入回路，支持 K、S、E、J、B、N、T、WRe5-WRe26 等多种规格热电偶输入，自动冷端补偿， 也可以输入 mV 线性信号，并可以自由进行刻度定义。输入数字校正，各输入回 路均具备数字滤波，且滤波强度可以独立调整或取消滤波。 使用高性能的元器件，大大降低温度漂移并
5、使得 4 个通道之间相互干扰 降低，使多路测量在精度及抗干扰性能上也达到了与单路测量仪表相当的水准。 可支持 D5/E5 型 DIN 导轨外型或盘装仪表外形尺寸，导轨型可连接 E8 型 手持显示器进行显示编程。 除 D5 型仪表外，每个回路都具备独立的上、下限或偏差报警功能，并且 其报警输出位置（AL1 或 AL2）可以编程指定。不同输入回路的上限或下限报警 信号即可编程为从同一报警通道输出，也可从不同的通道输出。 具有 12 个现场参数设置，用户可以按自己的使用习惯“定做”仪表。 具备先进的与计算机通讯功能，同常用 AI-708 人工智能调节器/温度控制 器通讯协议完全兼容，1 台 AI-7
6、048 在通讯时可等同 4 立的测量及控制仪 表。 各个模块介绍： J1：2 路热电偶输入模块，也可支持 MV 电压输入。 G5：2 路固态继电器驱动电压输入模块（DC12V/30MA）L5：2 路大体积继电器常开触点开关输出模块（容量：30VDC/1A，264VAC/1A） S4：自带隔离电源的隔离 RS485 通讯接口模块 仪表的调节功能采用先进的 AI 人工智能 PID 调节算法，AI 人工智能调节算法 是采用模糊规则进行 PID 调节的一种新型算法，在误差大时，运用模糊算法进 行调节，以消除 PID 饱和积分现象，当误差小时，采用改时的 PID 算法进行调 节，关能在调节中自动学习和记
7、忆被控对象的部分特征以使效果最优化。具有 无超调、高精度、参数确定简单、对复杂对象也能获得较好的控制效果等特点。4、AI-2070C 总线式无纸记录仪功能介绍. 1、计算机技术的快速发展使图形化工控记录仪工业正处在一个关键的历史 转折点。数字化无纸记录工控机正在挑战现场控制与数据采集无纸化技术。针 对有控制任务的数字化记录仪可以控制现场工艺流程并记录数据，然后将其保 存在电子文档中，后者可以被导入 PC 环境。有关的批次信息可以保存在单一 的安全数据文件中，该文件可被存档并根据要求调出。与纸张记录仪在精度、 效率和安全性方面无法相比。数字无纸记录工控机可显著减少用户的成本。这些装置具有固态结构
8、，意味 着没有必要监测或维护的机械部件。此外还无需额外成本（如添加图表和笔） ， 后者可使纸张型趋势记录仪在整个使用寿命期间的成本显著增加。除了在流程 工业中的传统客户群外，无纸成像技术还将广泛应用在化工、冶金、石油、制 药、食品、电炉、恒温恒湿箱、机械设备配套、试验室移动控制屏、小型 DCS 控制系统等诸多行业中作为终端显示器来使用。以及实验室市场。早在 2003 年宇电启动了一项旨在把无纸成像技术推向新高度的项目。开发 AI-2000 彩色无纸记录工控机，凭借原有的 AI-2000 无纸记录工控机取得的经验 为 AI2070/2010 无纸记录工控机项目奠定了基础。近年来，AI-2070
9、一体化无纸记录工控机主要致力于添加更多的【附加功 能】 ，针对一系列基本的温度、压力、流量与湿度控制监测，在流程图上开关量 的输入输出、设备动画状态要求，组建小型总线型 DCS 监控系统；例如【隧道 窑、热处理退火老化电炉温度控制系列产品、电力、冶金、化工温度压力流量 过程控制系统、多媒体科学教学设备、冷藏库或仓库、污水监测及应用】 ，控制 测量点从 1 点到最多达 32 个控制测量点。 在功能上主要是增加了流程图功能：触摸操作控制设备的运行、显示设备 运行的状态，数据集中管理， 便于快速组建集散控制系统。 AI-2070 一体化无纸记录工控机根据市场需求开发一种专用的、有竞争力 的产品，它的
10、功能超越了传统的纸张记录仪以及其他电子数据记录系统，从而 有效地满足这一重要细分市场的需求。 系统架构安装方式：AI-2070 一体化无纸记录工控机采用盘面安装方式； 仪表采用盘面或导轨安装方式；通讯线采用【超 5 类屏蔽双绞线】 。用 2 根 RS485 屏蔽双绞通讯线手拉手把显示、 系统架构图 3控制仪表连接的一起，轻触操作屏数字无纸记录工控机，操作有通信功能的温 度程序控制仪表：点击【启动】 、 【暂停】 、 【启动】程序启动开始升温；全部测 量控制的正常数据、不良参数、异常报警记录在内存中，实时数据导出 U 盘中 备查。在流程图上开关量接点输出控制电机的【起/停】 ，电机运行状态在流程
11、 图上呈现。一套 DCS 无纸记录控制系统就快速组建好了。 AI-2070 一体化无纸记录工控机与显示控制仪表或模块可采用集中盘面安 装或用模块分散安装相结合，充分应用总线技术，现场总线型技术从设计、安 装、投运到正常生产运行及检修维护，体现出相当的优越性。采用 RS485 现场 总线型系统是现场仪表和控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多站通信 的系统。一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽 盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。使用户 得以节约大量的电缆及补偿导线的费用。此外，在设计过程中充分考虑到现场 技术与操作人员的实际需求，使用者完全不
12、需要计算机专业技术知识，只要了 解工艺对测量点、控制点的要求；选择仪表模块型号，从容掌握仪表模块的功 能就可以，简单方便； 对象可以是：温度、压力、流量、物位、湿度。 。 。 。的测量、报警、运算、 变送；采集控制记录数据的传感器信号可以是：热电偶、热电阻、标准电压、 标准电流、频率量、开关量输入输出、等常规工业现场信号，传感器可以输入 混全应用；控制的执行器可以是：电动调节阀、气动调节阀、电磁阀、可控硅、 固态继电器、交流接触器、开关量输入、输出控制功能繁多，应有尽有。现场 总线也叫开放式网络，随时减少增加扩展控制节点。 每台记录仪可选择 2、4、6、8、12、16、18、22、32 通道
13、。 2、数字式无纸记录工控机的应用 AI-2070 一体化无纸记录工控机与调节仪表可安装在面板式。也可根据监 测的需要安装一种坚固而小巧的透明的保护箱、总线连接远程分散安装在现场 的显示调节仪表或模块，操作员就可观察控制测量点。 开机在自检完毕后，呈现多功能画面随意切换，快速进入控制界面。在功 能设置还可实现【中、英文】切换。 图 4AI-2070 一体化无纸记录工控机能够直观地展现过程控制中的各个状态和 参数，画面有趋势图、棒图、实时曲线图、历史曲线图、过程控制流程图、报 警监控、等。下位控制单元设计成随意设置 AI 控制仪表型号，可任选单路或多 路显示报警仪、智能调节器、手操器、流量积算仪
14、或开关量输入输出模块；输 入及输出规格极为丰富，在触摸屏上设置位号、计量单位，小数点的设置。极 大的方便了客户、销售、技术服务人员，一种通用的数字无纸记录工控机呈现 广阔的应用天地。 。 自由自在来控制，创造性地解决现场的各类信号问题，快速组建过程控制 系统。最为重要的方面之一是能解决其测量各种信号类型的能力。与许多其他 仪表装置不同，输入并不局限于一类传感器，而需要能够处理来自几种转换器 （如压力、液位、温度、流量或湿度传感器变送器）的输入。这意味着数字式 无纸记录工控机测量系统的动态范围必须能够完成的，具有灵敏而稳定的测量 控制系统。 创造性地解决问题了无纸记录仪的控制功能，根据现场控制的
15、要求采用通 讯总线 RS485 连接即时使用：采用上位机下位机的结构，下位机为 AI 系列 仪表，输入及输出规格极为丰富，可任选单路或多路显示报警仪、智能调节器、 手操器、流量积算仪或开关量输入输出模块；控制各类调节阀、电磁阀、可控 硅、固态继电器、交流接触器、随意开关量输入、输出控制电机的起停；即买 即用，突破老传统、开辟新用途、自由控制。计算机技术的发展使总线型技术在数字无纸记录工控机上得到应用，增加 了在数字无纸记录工控机上添加工艺流程的控制功能。 图形丰富：AI-2070 一体化无纸记录工控机具有丰富的图形画面如：132 通道【数据画面】一目了然；单台仪表【实时画面】模拟点信息、曲线、
16、数据、 手/自动、程序控制、参数修改操控尽在掌控中；形象的【棒图画面】高低楚落； 分析工艺参数实时历史可选 14 条曲线组合画面变化无穷；历史数据报表海 量记录；报警报表全部记录；工艺流程尽收眼底； （1） 、曲线查看 用【实时多曲线】的形式来直观分析运行曲线，显示该时间段内相关通道 间被测量的变化关系。按通道顺序排列 1、2、3、4 固定组合在一起的通道组合， 对于需要比较关键参数通道可将仪表地址编排在同一组显示趋势曲线，这样就 更好的进行比较分析工艺参数的对象变化。设置数据范围使曲线显示在图表中 央，点击【量程设置】可选择 4 条曲线显示趋势变化；查询历史数据设置起始时间及时间跨度；不同的数据范围启用可选择启用单条或 4 条曲线显示趋势变 化；
