图3-13 蒸汽加热动态模温控制系统的功能组成模块

蒸汽加热动态模具温度控制系统主要由高压蒸汽热源、蒸汽回收装置、冷却水源、冷却水回收装置、高压空气源、阀门管路转换装置、控制与监视单元、注塑机及模具等组成，如图3-13所示。其中，蒸汽热源的作用是提供满足一定温度和压力要求的高温高压蒸汽，以作为加热模具的热流体介质；蒸汽回收装置的作用是回收由模具排出的热蒸汽，以降低能耗；冷却水源的作用是提供低温冷却水，以作为冷却模具的冷流体介质；冷却水回收装置的作用是回收由模具流出的冷却水，以减少水资源消耗；高压空气源的作用是提供高压空气，以排除管路中的残留冷却水等介质；阀门管路转换装置的作用是为蒸汽、冷却水、高压空气等流体介质提供一定的切换管道，以改变流入模具内部管道的流体介质，从而实现加热、冷却及排残操作；控制与监视单元的作用是通过与注塑机的控制单元相配合，以实现各单元或装置的协调动作，保证蒸汽加热快速热循环注塑工艺的顺利进行，并对整个工艺过程进行监控。

本书作者及其团队根据蒸汽加热快速热循环注塑工艺原理和系统结构组成，设计开发了以蒸汽锅炉为热源，以冷却塔为冷却水源和以空气压缩机为高压空气源的动态模具温度控制系统，如图3-14所示。本节结合我们开发的蒸汽加热动态模具温度控制系统，主要介绍与其相关的关键技术。

系统的阀门管路转换装置由蒸汽入口阀、蒸汽出口阀、冷却水出口阀、冷却水入口阀、空气入口阀、增压泵以及其他辅助装置组成。其中，增压泵的作用是用来提高冷却水的流量，以增强模具的冷却作用。系统的控制与监视单元主要由PLC控制模块和基于TP技术的人机界面组成。其中，PLC模块内置控制程序，配合一定的控制电路设计，可以发出相应控制指令，保证系统各执行元件的协调动作，是整个动态模温控制系统的控制核心。通过PLC与人机界面相结合，可便于操作人员对蒸汽加热快速热循环注塑工艺进行调试和过程监控。注塑模具中则安装有温度传感器，以实时测量和反馈模具温度信息，实现对模具温度的动态监控。(www.daowen.com)

图3-14 蒸汽加热动态模温控制系统的结构原理

1—蒸汽锅炉 2—蒸汽回收装置 3—蒸汽入口阀 4—蒸汽出口阀 5—温度传感器 6—模具 7—注塑机控制单元 8—控制与监视单元 9—冷却水出口阀 10—冷却水入口阀 11—空气阀 12—增压泵 13—冷却水回收装置 14—冷却塔 15—空气压缩机 16—阀门管路转换装置

加热时，PLC发出控制指令，打开蒸汽入口阀和蒸汽出口阀，然后蒸汽锅炉中的高压蒸汽即可经蒸汽入口阀、过滤器及相应输送管路等，流入模具内部的加热冷却管道，从而快速加热模具。由模具流出的蒸汽将经蒸汽出口阀及相应输送管路等流入蒸汽回收装置，以实现回收利用。当模具中温度传感器反馈的模具温度达到工艺要求的高温时，PLC发出相应控制指令，关闭蒸汽入口阀和蒸汽出口阀，以停止加热。冷却时，PLC将发出控制指令，打开冷却水入口阀和出口阀，然后冷却塔中的冷却水即可经过滤器、增压泵、进水阀及相应输送管路等，最终流入模具内部加热冷却管道，以快速冷却模具。由模具流出的冷却水，将经冷却水出口阀及相应输送管路，流入冷却水回收装置，以实现冷却水的回收利用。当温度传感器反馈的模具温度达到工艺要求的低温时，PLC再次发出控制指令，关闭冷却水入口阀和出口阀，以停止冷却，同时打开空气阀和冷却水出口阀，空气压缩机中的高压气体，将经过滤器、空气阀及相应输送管路，进入冷却管道，以将冷却管道中的残留水排出，为下一成型周期的加热做准备。在工作过程中，PLC将与注塑机的控制系统保持通信，以确保动态模温控制系统与注塑成型系统动作的协调进行。