模溫機即模具溫度控制機，最初應用在注塑模具的溫度控制上，后隨著機械行業(yè)的發(fā)展，應用在更多種類的加工模具上。根據(jù)熱流體的不同，可分為運水式模溫機以及運油式模溫機（本例為運水式）。模溫機在各種需要加熱模具的生產過程中都是必不可少的設備，因為不平均或不適當?shù)哪＞邷囟瓤赡軐е妈T件尺寸的不穩(wěn)定，在生產過程中頂出鑄件變形，產生壓力、黏模、表面凹陷、內縮孔及熱泡等缺陷，對生產周期也產生影響，如填充時間、冷卻時間及噴涂時間都產生不穩(wěn)定的變數(shù)。

　　模具的壽命也會因受到過冷或者過熱沖擊而導致昂貴的鋼材熱裂，加速其老化。在現(xiàn)代化的工廠中，因應市場的競爭，節(jié)省人力，提高品質，降低成本的經(jīng)營策略是必不可少的。模溫機的使用，可使模具預熱時間減少，提高模具壽命，提高成品表面質量提升及實現(xiàn)完全的自動化生產。

　　模溫機由水箱、加熱/冷卻系統(tǒng)、動力傳輸系統(tǒng)（一般為水泵），液位控制系統(tǒng)以及溫度傳感器、熱液注入口等系統(tǒng)組成。通常情況下，動力傳輸系統(tǒng)中的泵使熱流體從裝有內置加熱器和冷卻器的水箱中到達模具，再從模具回到水箱；溫度傳感器測量熱流體的溫度并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破?；控制器調節(jié)熱流體的溫度，從而間接調節(jié)模具溫度。如果在生產過程中，模具溫度超過控制器的設定值，控制器就會打開電磁閥接通進水管，同時可適當開啟排氣閥以使模具溫度回到設定值。如果模具溫度低于設定值，控制器就會打開加熱器。

圖1：一體機控制器可實現(xiàn)自動泄壓、吹氣、補水以及警報等功能。

　　在本例使用Samba系列4.3寸一體機控制器的高端運水式模溫機中，實現(xiàn)基本功能的基礎上，還增加了自動泄壓功能、吹氣功能、補水功能以及輔助冷卻功能，同時增加水泵過載警報、超壓警報、電機逆相警報等的功能。這些功能和系統(tǒng)并不是一個個獨立進行運作的，每個小系統(tǒng)之間相輔相成，組成一個完整的模溫機系統(tǒng)。實現(xiàn)這些功能的關鍵點具體羅列有四：

　　1、基本的流程功能控制；

　　2、模溫機溫度控制的準確以及響應時間；

　　3、輔助功能的實現(xiàn)以及邏輯設計；

　　4、需要人工處理的報警功能實現(xiàn)以及界面、保存報警的時間記錄。

　　不難發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)這些功能以及拓展未來可能需要的功能，控制器是核心。

　　基本的流程控制

　　基本流程功能分為兩塊：第一是補水功能，在設備剛啟動時，液位傳感器可能會檢測到熱流體灌中可能會有液位不滿的情況出現(xiàn)，這時需要控制補水泵工作，直到液位達標；二是水泵在沒有補水信號后才可開始工作，同時加熱器和冷卻使能，通過一定的邏輯控制使出水溫度和設定溫度一致。

圖2：虹科攜手Unitronics廠商推出的全功能PLC+HMI一體機，將PLC控制功能與HMI面板合二為一。

　　Samba系列的PLC+HMI一體機控制器使用梯形圖和功能塊結合的模塊化編程方式進行編程，邏輯清晰，操作簡單，很容易就能實現(xiàn)模溫機的基本功能邏輯。

　　模溫機溫度控制的準確以及響應時間

　　模溫機作為一個加熱設備，核心功能當然是加熱模具，而衡量核心功能的優(yōu)劣就要看模溫機提供給模具的溫度是否準確且穩(wěn)定。在此前提下，調節(jié)穩(wěn)定所需的時間也是衡量該功能的一項重要指標。這些功能和指標的關鍵，依然在于控制器上。

　　調節(jié)溫度的控制方式有很多種，其中應用最廣也是效果最好的控制方式便是PID比例積分微分回路控制。采用比例、積分、微分三個參數(shù)來根據(jù)實際溫度和設定值之間的差值以及累加值讓實際溫度穩(wěn)定在設定值上。本身實現(xiàn)回路的算法不難，但除非是非常有經(jīng)驗的控制工程師，否則很難直接設定PID回路中P、I、D三個合適的參數(shù)。

圖3：Samba系列的PLC+HMI一體機控制器編程方式操作簡單、邏輯清晰。

　　使用Samba系列控制器，無需擔心PID調節(jié)的實現(xiàn)問題，軟件帶有PID功能塊，可直接完成PID回路的計算?？刂破鬟€支持自動調諧計算P、I、D三個參數(shù)并自動填入，非常方便。實際測試下來，設備維持溫度于設定值80℃，穩(wěn)定時間為5分鐘，穩(wěn)定后的精度為±0.1℃：

　　輔助功能的實現(xiàn)以及邏輯設計

　　高端模溫機除了基本流程的功能外，還會有相應的處理警報的功能以及保障這些設備功能正常的警報。比如，當壓力過大泄壓信號開啟時，需要泄壓輸出持續(xù)直至泄壓指示信號消失；當吹氣信號出現(xiàn)時，吹氣輸出要持續(xù)輸出，并保證在一個設定溫度下工作。

　　這些功能和基本功能一樣，都可以使用梯形圖加功能塊進行編程；在功能和系統(tǒng)互相疊加影響時，這樣的編程方式更有助于理清之間的邏輯關系。

圖4：使用Samba系列控制器可實現(xiàn)模溫機溫度的準確控制。

　　警報功能及界面

　　雖然基礎功能和輔助功能能應對設備可能出現(xiàn)的大多數(shù)情況，但設備仍可能出現(xiàn)無法自己消除故障的情況，這時就需要人來處理。此時若是有人機界面顯示屏，即方便操作員操作，也方便顯示詳細的錯誤情況。

　　一體機自帶觸摸顯示屏，也帶有警報功能。顯示屏可以顯示警報信息并讓操作員進行相關的操作；顯示屏界面的編程與邏輯都在同一個軟件中進行編程，事半功倍。

圖5：一體機自帶觸摸顯示屏，也帶有警報功能。

　　傳統(tǒng)的PLC搭配HMI面板的組合，不僅布線麻煩，占用更多的設備空間，軟件編程上還需要在邏輯和界面兩個編程軟件上分別編程，并作相應變量的地址對應，繁瑣的編程占用大量時間。虹科攜手Unitronics廠商推出的全功能PLC+HMI一體機，將PLC控制功能與HMI面板合二為一，邏輯編程與面板設計合二為一，實現(xiàn)從云端至底層控制的功能，極大地節(jié)省時間和空間成本，讓曾經(jīng)困擾眾多工程師的麻煩問題迎刃而解，事半功倍。