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歐姆龍PLC在葉片成型模具多路溫度控制中的應用

4 多路溫度控制系統設計

　　4.1 系統體系結構

　　由于葉片成型模具是分為多個回路進行加熱的，故在一個總控制器用于協調各路加熱溫度的基礎上，每個單回路則分別進行各自區域的溫度采集以及對溫度場的加熱，恒溫保持與冷卻工作。整個系統的控制原理圖如圖2所示。

　　該多路溫度控制系統應主要具有4個方面的基本功能，即實時控制功能、顯示功能、數據處理功能、報警和故障處理功能［4］。根據上述系統的主要功能，對該多路溫度控制系統的總體結構進行設計，系統總體結構示意圖如圖3所示。整個溫度測控系統的硬件包括數據采集模塊、輸出控制模塊、熱電阻、固態繼電器、人機界面及總控制器等。下面分別從溫度傳感與采集，總控制器以及執行機構三部分介紹該系統整體體系結構。

　　（1）溫度傳感與采集

　　以單區溫度測量為例，每個單區的型腔內設置兩個測溫點，每個單區的控制點溫度測量使用2個歐姆龍公司的e52-p10ae型pt100熱電阻，測量的最高溫度可以滿足溫控系統的工藝要求，由于葉片成型模具型腔內測溫不導電，故pt100無需安裝絕緣套管。同時，采用pt100型熱電阻測溫可以有效避免采用熱電偶作為傳感器所產生的冷端補償誤差，提高溫度測量的精確度。4通道輸入模塊cj1w-ad04u進行溫度數據采集。

　　（2）總控制器

　　該多路溫控系統采用歐姆龍公司的cj1g-cpu45h-p模塊型plc作為總控制器來協調控制所有單回路的溫度。該plc具有內置回路控制功能的cpu單元，可以直接實現多段溫度及斜率控制。根據模具溫控系統所要實現的功能，用戶系統需要對以下內容進行程序開發：動畫顯示，編制控制策略，輸出實時曲線、歷史曲線、實時數據、歷史數據，操作界面和菜單設計，外部設備連接，運行測試等。

　　（3）輸出控制模塊與執行機構

　　該系統采用16通道輸出控制模塊cj1w-od211通過g3na-410b型固態繼電器分別控制各單區電阻加熱絲的通斷。g3na-410b型固態繼電器可適用的輸出負載為240-480vac，可以滿足系統工作電壓的要求。

　　該多路溫度控制系統的主要控制元件選型清單見表2。所配備的控制裝置最多支持68個單回路的溫度控制。