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，后隨著機械行業的發展，應用在更多種類的加工模具上。根據熱流體的不同，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的模具溫度可能導致鑄件尺寸的不穩定，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定的變數。

　　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。在現代化的工廠中，因應市場的競爭，節省人力，提高品質，降低成本的經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完全的自動化生產。

　　模溫機由水箱、加熱/冷卻系統、動力傳輸系統（一般為水泵），液位控制系統以及溫度傳感器、熱液注入口等系統組成。通常情況下，動力傳輸系統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據傳輸到控制器；控制器調節熱流體的溫度，從而間接調節模具溫度。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。這些功能和系統并不是一個個獨立進行運作的，每個小系統之間相輔相成，組成一個完整的模溫機系統。實現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、輔助功能的實現以及邏輯設計；

　　4、需要人工處理的報警功能實現以及界面、保存報警的時間記錄。

　　不難發現，實現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，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劣就要看模溫機提供給模具的溫度是否準確且穩定。在此前提下，調節穩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、微分三個參數來根據實際溫度和設定值之間的差值以及累加值讓實際溫度穩定在設定值上。本身實現回路的算法不難，但除非是非常有經驗的控制工程師，否則很難直接設定PID回路中P、I、D三個合適的參數。

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調節的實現問題，軟件帶有PID功能塊，可直接完成PID回路的計算。控制器還支持自動調諧計算P、I、D三個參數并自動填入，非常方便。實際測試下來，設備維持溫度于設定值80℃，穩定時間為5分鐘，穩定后的精度為±0.1℃：

　　輔助功能的實現以及邏輯設計

　　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，需要泄壓輸出持續直至泄壓指示信號消失；當吹氣信號出現時，吹氣輸出要持續輸出，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的大多數情況，但設備仍可能出現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，實現從云端至底層控制的功能，極大地節省時間和空間成本，讓曾經困擾眾多工程師的麻煩問題迎刃而解，事半功倍。