二、原控制方案分析          
對(duì)于分離儀表控制方案，雖然具有價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)，但在控制功能上受到很多限制，主要體現(xiàn)在對(duì)各分離單元單獨(dú)進(jìn)行控制,整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)施綜合控制，多只溫控表的使用一方面使溫控電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率增加；另一方面由于溫控表多為斷續(xù)控溫方式，因此造成各加熱區(qū)溫度波動(dòng)較大，影響了塑料制品的加工質(zhì)量。對(duì)于PLC集中控制方案，雖然能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施綜合控制，但是要編寫(xiě)多回路的PID控溫算法實(shí)現(xiàn)難度大，占用CPU的資源多，一旦溫區(qū)超過(guò)8個(gè)則難以實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制。如果采用高級(jí)別的CPU構(gòu)建系統(tǒng)，則價(jià)格昂貴，性價(jià)比低。以西門(mén)子S7-300 PLC組成16溫區(qū)溫度控制系統(tǒng)為例，系統(tǒng)配置如下：兩個(gè)SM331，兩個(gè)SM322，構(gòu)成16路溫度輸入、32路開(kāi)關(guān)量輸出，一個(gè)CPU314，它是西門(mén)子的中檔CPU，它作為多回路PID的控制核心。該系統(tǒng)的控制精度取決于CPU314的運(yùn)算速度和PID算法，如果采用STEP7的PID標(biāo)準(zhǔn)功能塊，則對(duì)于純滯后大慣性的控制對(duì)象，難以達(dá)到理想的效果；如果自己編寫(xiě)專(zhuān)用的PID控制算法則難度較大。該系統(tǒng)還存在隨著溫區(qū)數(shù)量的增多（較多機(jī)型的溫區(qū)在30個(gè)左右）存在價(jià)格升高、控制精度下降的缺點(diǎn)。

三、新型控制系統(tǒng)配置及功能介紹新型溫度控制系統(tǒng)

      系統(tǒng)采用HTK-1200多回路溫度控制模塊結(jié)合觸摸屏或小型PLC組網(wǎng)。HTK-1200可獨(dú)立的控制對(duì)應(yīng)回路的溫度值，PLC只需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線就可以輕松的控制各回路的啟停及獲取各回路的當(dāng)前溫度、設(shè)定溫度值。因此可采用西門(mén)子S7-200或三菱FX2N等小型PLC，系統(tǒng)硬件和軟件大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)的價(jià)格大幅下降，系統(tǒng)的控制精度、可靠性、穩(wěn)定性大幅提高。AI模塊和PLC也可以直接和觸摸屏分別連接，這樣可以減少PLC的數(shù)據(jù)處理量，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。1、主要控制元件介紹   HTK-1200：采用熱電偶輸入或者熱電阻pt100輸入，電壓輸出控制SSR固態(tài)繼電器，各通道可以有不同的輸入規(guī)格，即可以獨(dú)立使用，也可以與計(jì)算機(jī)或可編程控制器PLC聯(lián)機(jī)使用。本儀表可選24VDC電壓，并通過(guò)ISO9001質(zhì)量認(rèn)證，可靠性高且符合EMC電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)；其電源及全部I/O端子均通過(guò)了4KV的群脈沖（EFT）抗干擾測(cè)試，能在強(qiáng)干擾環(huán)境下可靠工作，應(yīng)用了公司新一代技術(shù)，使多路輸入達(dá)到與單路測(cè)量相當(dāng)?shù)木扰c抗干擾能力。
多回路PID模塊儀表主要功能如下： 
1一個(gè)模塊最多可支持16路可編程測(cè)量輸入回路，支持K、S、E、J、B、N、T、WRe5-WRe26等多種規(guī)格熱電偶輸入，自動(dòng)冷端補(bǔ)償，也可以輸入mV線性信號(hào)，并可以自由進(jìn)行刻度定義。輸入數(shù)字校正，各輸入回路均具備數(shù)字濾波，且濾波強(qiáng)度可以獨(dú)立調(diào)整或取消濾波。
2.使用高性能的元器件，大大降低溫度漂移并使得16個(gè)通道之間相互干擾降低，使多路測(cè)量在精度及抗干擾性能上也達(dá)到了與單路測(cè)量?jī)x表相當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)。3 具有24個(gè)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置，用戶可以按自己的使用習(xí)慣自定義儀表的顯示參數(shù)。系統(tǒng)采用MT501T通過(guò)不同的通訊口也同時(shí)和SIEMENS S7-200通訊，和HTK-1200溫控模塊以RS-485方式通訊。在編程軟件中選擇好觸摸屏和PLC型號(hào)后，通過(guò)宏命令編程，利用觸摸屏中的另外一個(gè)通訊口與溫控模塊通訊。與溫控模塊通訊的波特率為9600bps-384000bps；無(wú)校驗(yàn)位；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度8位；停止位1位或兩位；通訊方式RS-485。   

HTK-1200溫度控制模塊工作原理 

16個(gè)回路的PID溫度控制智能模塊可以看做是16個(gè)獨(dú)立的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，在一個(gè)采樣周期內(nèi), 溫度傳感器將檢測(cè)到的料筒與機(jī)頭溫度信號(hào)，與設(shè)定值進(jìn)行比較，得到偏差進(jìn)行PID運(yùn)算得出控制輸出值，從而達(dá)到精確控制溫度的目的，16個(gè)回路獨(dú)立工作，互不干擾，具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。模塊模塊的PID控制原理：采用神經(jīng)元人工智能控制算法，既對(duì)PID算法加以改進(jìn)和保留，加入模糊控制算法規(guī)則，并對(duì)給定值的變化加入了前饋調(diào)節(jié)。在誤差大時(shí)，運(yùn)用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以徹底消除PID飽和積分現(xiàn)象，如同熟練工人進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法控制輸出。其控制參數(shù)采用被控對(duì)象特征描述方式。一組參數(shù)即可同時(shí)確定PID參數(shù)和模糊控制參數(shù)。

系統(tǒng)具有無(wú)超調(diào)和高控制精度等特點(diǎn)。針對(duì)不穩(wěn)定的非線形復(fù)雜調(diào)節(jié)對(duì)象，表內(nèi)設(shè)有自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)則，可使系統(tǒng)進(jìn)一步加快響應(yīng)速度，改善控制品質(zhì)。針對(duì)控制參數(shù)較難確定的現(xiàn)實(shí)，表內(nèi)設(shè)有自整定專(zhuān)家系統(tǒng)，可使系統(tǒng)的控制參數(shù)確定簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度提高，因此，自整定系統(tǒng)的引入，不僅使復(fù)雜勞動(dòng)簡(jiǎn)化，節(jié)約了調(diào)試時(shí)間，而且提高了控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。在多回路模塊中，針對(duì)有嚴(yán)重中非線性的控制對(duì)象，選擇了自適應(yīng)方式來(lái)解決。其改進(jìn)的特點(diǎn)是：當(dāng)控制偏差大于估計(jì)的誤差時(shí)，自適應(yīng)系統(tǒng)不是修改控制參數(shù)(國(guó)外儀表的自適應(yīng)功能是修改控制參數(shù))，而是修改輸出值來(lái)降低誤差。雖然修改范圍有限，但不會(huì)出現(xiàn)將原來(lái)正確控制參數(shù)改錯(cuò)的現(xiàn)象，使響應(yīng)速度加快，使控制精度大大提高。

本方案是一種性價(jià)比很高的塑料機(jī)械溫度控制系統(tǒng)的解決方案，該方案不僅降低系統(tǒng)的配置成本，而且大大提高了系統(tǒng)的控制精度、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性，非常適合各種多溫區(qū)控制的設(shè)備使用。由實(shí)際使用效果看出，在新的溫控系統(tǒng)控制下，設(shè)備工作平穩(wěn)，控溫速度快，取得良好的控制效果。HTK-1200不僅可以應(yīng)用塑料擠出機(jī)，還可以應(yīng)用于注塑機(jī)、吸塑機(jī)、吹瓶機(jī)等機(jī)械的溫度控制，具有廣闊的應(yīng)用前景。