高系统可靠性的措施。该项技术可推广应用于冰箱、医药和化工等行业。
自动真空吸塑成型机（简称吸塑机）是对薄软非金属材料（主要是热塑性塑料）用模具进行热成型加工的大型设备，主要用于生产电冰箱和半导体电子冰箱的内胆、门衬。目前在国内冰箱生产线上，自动真空吸塑成型机主要依赖欧、美、日、韩等国家和地区的进口。笔者深入了解热塑性塑料的热成型加工工艺和进口设备整个控制系统的主要功能后，结合河北澳克莱电子冰箱有限公司的具体要求，研制了采用工控机为核心的全自动三工位真空吸塑成型机，该系统可实现208块远红外加热片的吸盘完成，当上料到位时，用于将片材压入传动链的翻板气缸动作，压紧片材后送料电机启动，将片材送到加热工位。在此工位加热气缸带动上下两块加热板前伸对片材按照预先设定的时间和功率进行加热，加热完成后，片材由链条带动进入成型工位。
由于冰箱内胆的成型面积大，成型深度深，成型工艺较难控制，所以成型工位是真空吸塑机动作多、工艺复杂的关键工位，成型过程包括上模架下压、片材吹泡、模具上升、真空成型、片材冷却、模具脱模等。这样就得到了冰箱内胆的毛坯，再经过切边、冲孔等后处理形成冰箱内胆。
2控制系统的硬件结构控制系统设计要考虑的主要问题是降低成本，提高可靠性，具有友好直观的控制界面。为此，采用了以工控机为核心的控制系统，其硬件结构如所示。本系统以研样公司EVOC810工控机为核心，采用2块数据采集卡加4块端子板的优控制方案，成功解决了20路输出信号、22路输入信号和208块远红加热控制和22路输入信号、20路输出信号的逻辑控制，在经济性、可靠性、方便性、实用性和先进性等方面都达到了较高的水平。
1典型工位本机主要由上料工位、加热工位和成型工位3部分组成，3个工位之间相对独立，可同时进行各自的动作，片材由带齿的传动链完成输送，如所示。该机的上料由上料气缸带动真空外加热片的控制问题。PCL812PG是研样公司的一款多功能数据采集卡，具有16路DI/DO、8路差模AD输入和1路12位DA输出；A628是泓格公司的数模转换卡，具有8路12位DA输出和16路DI/DO，两块卡的开关量输入输出通道总数都是32路，完全满足设计所需，但是208路模拟量的控制却不能解决。为此，笔者仔细研宄了热成型工艺并设计了LF398SH端子板。208块加热片分上下两层，每层104块，由8行13列加热块组成，外层加热块主要起温区隔离作用，即把片材加热温度和外界环境温度隔离开，所以外层的一加热块在控制上可以看作一个控制点，这样以来，上下两层变为由6行11列外加1个控制点组成，每层67个共134个控制点。即便如此，单纯利用2块卡上的9路DA输出仍然解决不了134个控制点的问题。考虑到1F398采样保持器的特性，可以用9路DA和16路DI依循环扫描输出方式完成对145块加热片的控制，其控制原理是：LF398的采样保持特性由高低电平控制，高电平采样低电平保持，当工控机个9路DA输出时，用路DO输出对之采2005年4月中国制造业信息化。119样、保持，然后控制第二个9路DA输出，再用第二路DO输出采样、保持，依次类推直到第十六路DO的9个DA输出为止，构成一个输出扫描循环，完成对145块加热片的控制。根据LF398特性以及保持电容大小，确定扫描时间即可。
3控制系统的软件设计目前流行的开发工具几乎都能完成本课题的任务，如VB、Delphi、VC和组态软件等，但是由于VB和Delphi在版本兼容性、硬件访问性等方面的问题，以及组态软件成本方面的问题，因而终选择了VisualC++6.0作为本系统的开发工具，它具有执行代码短、执行速度快等特点，而且可以用MFC类库配合APP-Wizard、Classizard和AppStudio来大幅度提高开发效率。
本控制系统的软件是桌面级具有Windows风格友好界面的应用软件，其开发过程主要涉及开关量和模拟量的I/O操作、多线程程序的设计、数据库访问以及定时器的使用等问题，鉴于篇幅不再例举出程序源代码。本系统具有以下特点：采用全中文界面，窗口布局与加热片实际布局一致，操作和参数修改非常方便。
系统可以对加热板上每个加热片的温度分别进行控制，并自动记忆其控制参数，不需要在每次更换产品时都重新输入温控参数，只需输入相应的模具（或片材）代号即可，界面如所示。
参数修改界面。可方便实现手动、自动两种方式的转换。手动方式主要是实现各运动部件的手工单步动作，以方便设备的安装、调试或某些特殊需要；自动方式是指在正常工作时由工控机自动完成整机的全部逻辑动作，生产出合格的产品，典型界面如所示。
单步动作界面可实现对整机工作状态的自动监视，出现问题（如料空、某一动作不到位或某一加热块断路等）可自动停机并报警。
大大减少设备的操作按钮，简化控制电路和降低故障率。
除电源开关、紧急按钮外，大多数操作都可通过计算机键盘或用鼠标点击屏幕菜单完成。
可以自动记录每班产量和每日产量，并可报表打印输出。
4可靠性措施本系统集数据采集、控制、显示、打印、管理为一体，无中间环节和通信设备，因而性价比较高。但是由于控制、管理高度集中于工控机，所以系统危险较集中，为解决这一问题，特采取以下措施。
现场环境下，电磁干扰、电压波动都可能使电子元件偏离原工作状态，造成性能波动，影响系统精度和产品的稳定性。因此，传感器和仪表的安装、布线要尽力避开强电磁场，并用高精度电源供电；工控机由隔离型稳压电源供电，以避免电源的交互干扰；信号的输入输出采用光耦隔离装置；传输用屏蔽电缆的屏蔽层连接成一点接地，避免接地环流的干扰。这些措施可有效降低空间和电源的电磁干扰。
自动、手动控制后备冗余，每一执行件都有一个手动按钮，一旦由于病毒侵袭等原因使系统失灵，可用手动按钮继续生产。每一个加热片对应一个用于监控通断和电流大小的电流表，以避免由于加热片烧断后继续生产造成大量废品……为提高数据采集的可靠性，采用多次（高达1000次）采样和数字滤波技术，以消除奇异点数据和随机干扰引起的误差。
5结束语本系统投入运行半年来，运行稳定，生产效率高，经济效益好，仅节约电能一项每年就达18万元，深受用户好评。本系统的开发模式和框架结构还可在医药化工等领域推广应用。
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