歐姆龍PLC在葉片成型模具多路溫度控制中的應(yīng)用

1 引言

　　大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)行的穩(wěn)定性直接決定著整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行品質(zhì)的優(yōu)劣。在大型風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片的生產(chǎn)過(guò)程中，葉片成型模具起著至關(guān)重要的作用。其中，葉片模具的溫度是其加工成型過(guò)程中的重要工藝參數(shù)，對(duì)葉片成型模具的質(zhì)量具有很大影響。如果溫度控制的效果不佳，控制精度不高，控制系統(tǒng)的可靠性低，這些因素都將影響成型件的成型質(zhì)量，甚至可能造成模具的局部燒損，導(dǎo)致模具失效，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品交貨周期。因此，模具加熱裝置的溫度控制是風(fēng)機(jī)葉片模具成型過(guò)程中的重要技術(shù)問(wèn)題。它主要包括模具加熱溫度控制和模具溫度均勻性補(bǔ)償平衡控制［1-2］。

　　模塊型plc具有配置靈活的特點(diǎn)，可根據(jù)需要選擇不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。針對(duì)葉片成型模具加熱過(guò)程中區(qū)域劃分多且復(fù)雜，在注膠固化，溫控停止與合模固化過(guò)程中對(duì)溫度的動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)偏差要求嚴(yán)格的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了以歐姆龍cj1g-cpu45h-p模塊型plc作為總控制器的葉片成型模具多路溫度控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)流程控制，并且滿(mǎn)足葉片模具成型的工藝要求。

2 葉片成型模具溫控系統(tǒng)工藝要求

　　在感應(yīng)加熱，紅外加熱和電阻加熱等加熱方式中，對(duì)葉片模具加熱來(lái)說(shuō)，電阻絲加熱具有元件經(jīng)久耐用、維修更換方便、操作簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。電阻絲加熱就是在模具的玻璃鋼層中預(yù)埋加熱電阻絲，加熱電阻絲鋪設(shè)在模具加熱層（樹(shù)脂+鋁粉）之下［3］。電阻絲加熱方式雖然應(yīng)用較普遍，但是隨著風(fēng)力機(jī)組容量的增長(zhǎng)，風(fēng)力機(jī)葉片的尺寸隨之增大，兆瓦級(jí)大型風(fēng)力機(jī)葉片模具的加熱系統(tǒng)具有劃分區(qū)域多且復(fù)雜的特點(diǎn)，在這一背景下，基于電阻絲加熱方式的模具加熱系統(tǒng)就顯得缺乏可靠性，溫度不易控制，易出現(xiàn)局部溫度過(guò)高的現(xiàn)象，因此對(duì)于葉片成型模具的溫度控制系統(tǒng)就提出了更高的工藝要求。

　　具體言之，對(duì)于兆瓦級(jí)大型風(fēng)力機(jī)葉片模具而言，一般情況下要求模具型腔內(nèi)加溫能力至少為80℃；模具型腔恒溫控制精度為±2℃；模具型面溫度偏差不大于4℃（指模具溫升動(dòng)態(tài)過(guò)程）。成型過(guò)程的期望溫度曲線如圖1所示。

3 歐姆龍模塊型plc簡(jiǎn)介

　　歐姆龍c系列plc產(chǎn)品門(mén)類(lèi)齊，型號(hào)多，功能強(qiáng)，適用面廣。其緊湊型結(jié)構(gòu)的微型機(jī)以cj型機(jī)最為典型。經(jīng)過(guò)篩選，歐姆龍cj型機(jī)中的cj1g-cpu45h-p型cpu單元適用于風(fēng)電葉片成型模具的多路溫度控制。

　　cj1g-cpu45h-p作為cpu單元的模塊型plc的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，并且適用于多路溫度控制。cj1g系列plc所具有的溫度控制單元支持2回路或4回路pid控制或on/off控制，其中2回路模式帶加熱路斷路檢測(cè)功能；同時(shí)用于pid控制的pid常數(shù)可以用自調(diào)整（at）來(lái)設(shè)定，正向操作（冷卻）或反向操作（加熱）可以任選；可以從溫度傳感器直接輸入；采樣周期為500ms；每個(gè)回路有2點(diǎn)內(nèi)部報(bào)警；對(duì)于2回路模式，電流互感器接到每個(gè)回路，用來(lái)檢測(cè)加熱器的斷路。