管徑范圍	20-63（mm）
擠出能力	Φ50-Φ160（kg/h）
可生產管材類型	PEX管
售后服務	質保期一年
品牌	圣輝牌
型號	SJ65*33

    

 

     本文介紹了富士觸摸屏作為上位機與富士多臺溫控表通訊在鋁塑復合管生產線中的實際應用。其特點是觸摸屏直接與溫控表通過RS-485串行通訊實現對多臺溫控表的集中控制，溫控表上的所有參數可以在觸摸屏中顯示、也可用觸摸屏設定下載，數據顯示刷新率高，便于實時人機監控及工藝配方的存儲，節省布線，大大提高了生產效率。

 

 

    一、引言

 

    在鋁塑復合管生產線中涉及到對數個加熱區，如機筒加熱區、法蘭加熱區和模具加熱區的溫度測量和控制，而在實際生產中每個加熱區至少需要一至二臺溫控表來設定溫度和輸出加熱控制溫度。傳統設備的溫控表只能通過單臺人工觀察和設定溫度以實現對應加熱區的溫控，而不能集中控制。隨著3C（計算機、通訊、控制）技術的提高，通訊領域也發生了翻天覆地的變化，現在選擇了帶有通訊功能的溫控表與觸摸屏之間通訊就能完全實現集中控制。一臺觸摸屏可以同時與31臺溫控表通訊，通訊方式為RS-485串行通訊，這樣，所有溫控表中的參數在觸摸屏中一目了然。方便于溫控表中參數的修改設定。其系統圖如下：

 

    二、系統介紹

 

    本文以富士觸摸屏和溫控表為例介紹其在鋁塑復合管生產線中的實際應用。

 

    1、電氣系統

 

    整個系統采用可編程控制器（PLC）、觸摸屏、溫控表、變頻器及其它電氣配件。

 

    ⑴、觸摸屏

 

    觸摸屏選用富士UG420H-SC1，10.4英寸、128色STN顯示，可以與近30個廠家的PLC通訊，兼容性極強，而且還可以和計算機通訊（開放式通訊協議），基于Windows95/98/NT操作平臺下的專用組態軟件，界面友好直觀，易學易用，大大節省產品開發周期。且產品型號齊全有5.7、7.7、10.4、12.1英寸單色彩色等，方便選型。具有RS232/422/485通訊口，方便于連接其它廠家的PLC及外設產品（如：條形碼、存儲卡、變頻器、個人計算機等）。編程軟件中備有大量的圖形庫（開關、燈、棒圖等）供選擇，還可以根據用戶需求編輯所需要的工藝圖形，能夠轉換BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。還具有留言板功能用于交接班記錄用。在編程軟件中可以設定觸摸屏背光燈的關閉時間，節省其使用壽命。觸摸屏中具有內部編程指令——宏命令，可以減輕PLC的編程負擔，甚至有些簡單的設備中可以取代PLC，由觸摸屏編程直接和其它設備通訊。觸摸屏上的并行口還可以直接和打印機連接實時或定時打印當前或歷史數據。此系統采用UG420H-SC1通過不同的通訊口同時和SIEMENSS7-200CPU226通訊，和FUJIPXR4溫控表以RS-485方式通訊。在編程軟件中選擇好觸摸屏和PLC型號后，在其系統設定中選擇溫控表的型號FUJIPXR（也可以和其它廠家溫控表通訊），利用觸摸屏中的另外一個通訊口與溫控表通訊。與富士PXR4通訊的波特率為9600bps；奇偶校驗為奇校驗；數據長度8位；停止位1位；通訊方式RS-485。

 

    ⑵溫控表

  選用富士帶有通訊功能的PXR4溫控表。

它是富士電機推出的一種新型溫控表，本身具有RS-232/485通訊功能，具有自整定功能，通過控制器的測量和計算功能自動設定PID參數。具有模糊控制功能，模糊運算用于抑制超調，以改善對外部擾動的響應。有絕對值報警、偏差報警等。還具有輸出限制、參數屏蔽、斜坡/保溫等多種功能。

    2、系統生產工藝

 

    鋁塑復合管由內管、內膠、鋁管、外膠、外管5層材料構成，以物料運動順序該生產線分為65mm內管擠出機（機身有4個加熱區、機頭3個加熱區）、45mm內膠擠出機（機身3個加熱區、機頭3個加熱區）、自動縱移恒張力牽引機（無加熱區）、45mm外膠擠出機（機身3個加熱區、機頭3個加熱區）65mm外管擠出機（機身4個加熱區、機頭3個加熱區）。所以需要控制的溫控加熱區共有26個，計26臺溫控表由一臺觸摸屏控制。

 

鋁塑復合管

 

 

 

 科技名詞定義中文名稱：
鋁塑復合管
英文名稱：
aluminum-plastic composite tube
定義：
中間層為鋁管，內外層為聚乙烯或交聯聚乙烯，層間為熱熔膠黏合而成的多層管。具有聚乙烯塑料管耐腐蝕性和金屬管耐高壓的優點。
應用學科：材料科學技術（一級學科）；金屬材料（二級學科）；有色金屬材料（三級學科）；鋁及其合金（四級學科）以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布

 

目錄

特點類型應用性

 

 

 

 簡介 　　鋁塑復合管是最早替代鑄鐵管的供水管，其基本構成應為五層，即由內而外依次為塑料、熱熔膠、鋁合金、熱熔膠、塑料。現在國內鋁塑管質量領先地區：佛山地區。國內比較出名的品牌分別為：日豐，金德，美豐。 編輯本段特點　　鋁塑復合管有較好的保溫性能，內外壁不易腐蝕，因內壁光滑，對流體阻力很小；又因為可隨意彎曲，所以安裝施工方便。作為供水管道，鋁塑復合管有足夠的強度，但如橫向受力太大時，會影響強度，所以宜作明管施工或埋于墻體內，甚至可以埋入地下。（鋁塑復 合管也可以埋入地下，比如地暖中用的管子就是鋁塑復合管） 鋁塑復合管的連接是卡套式的（也可以是卡壓式的），因此施工中一是要通過嚴格的試壓， 檢驗連接是否牢固。二是防止經常振動，使卡套松脫。三是長度方向應留足安裝量，以免拉脫。 編輯本段類型　　市場上出現鋁塑復合管有三種： 　　1、PE/AL/PE(Polyethylene/Aluminum/Polyethylene）； 　　2、PE/AL/PEX(Polyethylene/Aluminum/Crosslinked Polyethylene）； 　　3、PEX/AL/PEX(Crosslinked Polyethylene/Aluminum/Crosslinked Polyethylene）。 　　第一種是內外層為聚乙烯，第二種是內層為交聯聚乙烯，外層為聚乙烯，第三種是內外層均為交聯聚乙烯，中部層均為鋁層。 　　此類管材，由于其含有鋁層，可增加耐內壓強度，阻隔氧氣、CO2等而避免對輸水管道設備的銹蝕威脅，導熱性好而減少熱點集中，抗靜電而屏蔽性好并有一定的阻燃作用，因此易被大眾所接受。而且由于其連接管件為銅制，美豐塑料合金管件，不銹鋼制螺紋密封管件，連接較為方便，不需特殊工具，與現在大量存在鑄鐵管接口接近，因而顯示其一定的優勢。 　　第二、第三種其塑料部分采用交聯聚乙烯（PEX），分子間結構更穩定，比第一種更牢固，更適用于建筑給水、供暖系統。 編輯本段應用性　　在建筑給水和采暖管道上用熱塑性塑料管材替代傳統的鍍鋅鋼管是當前國內熱門趨勢。工業部門根據市場需求，開發引進各種材質的塑料管材，其中之一是可用于建筑冷熱水和熱水供暖的高密度聚乙烯（HDPE）和鋁的復合管，即鋁塑復合（PE-AL-PE）管。鋁塑復合管在國內發展很快，目前國內已有約85條鋁塑管生產線，年生產能力達1.5億m，現在投資建造鋁塑管的熱情很高。為此筆者根據有關的國內外信息資料進行了調查研究，對國內鋁塑復合管的綜合情況、發展趨勢做出了客觀的評價，提供相關人員參考。 　　一、鋁塑復合管的優點及局限性 　　鋁塑復合管有其獨特的優點，同時也有其缺點和局限性。 　　鋁塑復合管是國外80年代開發的一種管材，于1995年開始引進中國。鋁塑復合管和其它塑料管道的最大差別是它結合了塑料和金屬的長處，具有獨特的優點：機械性能優越，耐壓較高；采用交聯工藝處理的聚乙烯（PE）做的鋁塑復合管，耐溫較高，可以長期在95℃溫度下使用，國家質量技術監督局推選品牌：美豐。可以聯系貴企業陸健超總經理，咨詢資料。可用于建筑內部熱水和暖氣管道；抗氣體的滲透；熱膨脹系數低等。 　　但鋁塑復合管與其他管材一樣，也有其缺點和局限性，在認識鋁塑復合管優點的同時也必須注意其在應用中的不利因素，例如：鋁塑復合管的連接不能用熔接和粘接，必須使用專用的金屬管件（要求：銅質管件，塑料合金管件），把鋁塑復合管套入管件后徑向加壓鎖住；鋁塑復合管不能回收重做；鋁塑復合管的直徑范圍限于較小的范圍。目前國內生產的最大直徑是62mm，國外也主要用于小直徑；鋁塑復合管生產的工藝和設備比較復雜（譬如鋁塑復合管要用于熱水時聚乙烯層） 　　二、各種管材的比較 　　建筑室內給水管道的領域內有各種材質的塑料管材和金屬管材可以應用，各有優缺點。 　　鋁塑復合管主要用于建筑冷熱水管和地面輻射采暖。在這個應用領域內還有各種材質的塑料管，金屬管，金屬塑料復合管可以應用，因為各有優缺點，目前在國外不單是各占一塊市場，而且都在發展中。 　　國內發展鋁塑復合管起自要淘汰鍍鋅鋼管，特別是要找到能夠耐熱又不腐蝕的熱水管新材料。公認國際標準對熱水管的要求是：在輸送70℃熱水時，長期承受1MPa壓力下，可以使用50年（塑料管的特性是使用壽命取決于承受的溫度及壓力，短期使用都可以承受更高溫度和壓力，評價性能時必須注意不能只講耐溫或只講耐壓）。近幾十年世界上開發了多種可以達到以上要求的塑料熱水管和塑料-金屬熱水管，較常用的有以下幾種： 　　交聯聚乙烯PEX管；改性聚丙烯PP-R管；鋁塑復合管；聚丁烯PB管；氯化聚氯乙烯CPVC管；襯塑鋼管和管件及涂塑鋼管和管件，塑復銅管，襯塑鋁管。 　　以上這些管材（前5種是塑料管，后3種是襯或涂塑的金屬管）以及銅管，不銹鋼管，鋁合金管等金屬管材。都可達到室內熱水管的應用要求，都能保證防腐蝕和符合衛生要求，都有國際公認的標準，因此都已在各種工業民用建筑和住宅工程中采用。下表是根據調查結果簡單比較前5種塑料管的情況： 

	交聯聚乙烯 PEX管	改性聚丙烯 PP-R管	鋁塑復合管 PEX-AL-PEX	聚丁烯PB管	氯化聚氯 乙烯CPVC管
長期耐熱又耐壓70℃，1MPa，50年	可以	可以	可以	可以	可以
壁厚（達到同要求）	較薄	較厚	較薄	最薄	較薄
衛生性能	優	優	優	優	優
生產工藝和設備	較復雜	較簡單	最復雜	較簡單	較復雜
回收利用性	不能	能	不能	能	能
連接方法	粘合	不可	不可	不可	不可	可以
熱熔接	不可	可以	不可	可以	不可
電熱熔接	不可	可以	不可	可以	不可
擠壓夾緊連接	可以	可以	可以	可以	不可
連接用管件	金屬管件	PP-R管件	金屬管件	PB管件	CPVC管件
熱膨脹系數/mm(m℃）	0.15	0.16	0.036	0.13	0.06
價格比（直徑32mm以下）	1.1	1.4	1.6	2.5	2.3
阻隔氣體滲透	不能	不能	能	不能	不能

　注：1.價格比的資料來自中國塑料99-5‘國內建筑給排水塑料管材性能及應用初探’一文； 　　2.價格參數牽涉各種因素，不可能很確切，僅供參考。 　　由以上對比可以看到這5種能夠應用于室內供冷熱水的塑料管都各有其優點和缺點，鋁塑復合管唯一獨特的優點是能夠阻隔氣體的滲透，這在應用于封閉循環的熱水系統（如地面鋪熱水管的采暖系統）時是有益的，因為可以防止氧氣的滲入避免系統中的氧化腐蝕。其他塑料管也可以用幾種方法來彌補其阻隔氧氣性差的缺點，所以同樣可以應用于封閉循環的熱水系統。除了上述5種塑料管、外襯塑鋼管和管件及涂塑鋼管和管件，塑復銅管，襯塑鋁管等也可以應用于室內供冷熱水的領域。這些襯塑或涂塑的金屬管也各自有其獨特的優點和缺點。例如襯塑或涂塑鋼管以鍍鋅鋼管為基體，其機械性能的可靠最容易被用戶信任。所以，目前國內外在室內供冷熱水的領域內上述各種管材實際上都在被采用，而且都在不斷地改進和發展。鋁塑復合管在國內發展很快，今后能相應的擴大市場占有率，但是不能據此推斷鋁塑復合管將成為室內供水管的主流。可以預測各種管材爭奪和分占室內供水管市場的形勢將長期存在。在室內供冷熱水管的領域內上述幾種管材國內現在都已有生產企業建立生產線，并投產。 　　三、國外應用情況 　　國外應用鋁塑復合管在增加，但其總量和比例都不很大。 　　相對其他幾種塑料管，鋁塑復合管是較新的，因為有其特長，國外應用的增長率比較高（據介紹美國1992-1995年遞增率25%以上，德國1993-1995年遞增率23%）。但是應用的總量還不是很大。 　　國外在室內給水管（包括冷水熱水）領域應用各種塑料管的實際比例據有關資料介紹，1994年歐洲室內管道安裝長度為12.69億m，其中金屬管占67%，塑料管占33%，到1997年安裝長度增長到16.05億m，而其中金屬占64%，塑料管占36%（5.77億m）。下列各表給出了應用情況。 　　1997年歐洲各種建筑室內管道統計　（萬m) 

	金屬管 銅管/鍍鋅鋼 管/不銹鋼管	交聯聚乙 烯PEX管	改性聚丙 烯PP-R管	鋁塑復合管 PEX-AL-PEX	聚丁 烯PB管	氯化聚氯乙 烯CPVC管
用量	102900	30200	14700	6500	4400	1800
比例%	64	19	9	4	3	1

　歐洲室內給水管各種材質管道用量與預測　（萬m) 

	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000
PE-X	4700	5800	6700	7800	8300	9000	9300	9700	10000
PP-C	4800	5600	6000	6000	6000	5900	5900	5900	5800
PE-AL-PE	300	500	800	1000	1300	1800	2000	2100	2500
1997年　塑料管：20500　27%　金屬管：55400　73%

　1997年歐洲采暖用各種管材比例 

銅管	鋼管	PE-X	PE-AL-PE	PB	PP-C
55%	23%	12%	6%	3%	2%
管道長度51300萬m

　1997年歐洲地面輻射采暖管各種管材用量（萬m) 

銅管	PE-X	PP-C	PB	PE-AL-PE	總長度
1400	13300	1600	1000	1800	19100

　（上述各表均引自建設部科技發展促進中心提供的《中國塑料管道生產和應用現狀分析研究》，1999年5月全國塑料管道推廣應用研討會論文，高立新、王真杰著） 　　據調查，在亞洲日本，建筑給水管道上主要采用防腐蝕的金屬管和襯塑或涂塑的鋼管。 　　在歐洲，鋁塑復合管主要用于建筑冷熱水管和地面輻射采暖。用于地面采暖系統鋁塑復合管有優點：可以任意彎曲，可以連續很長沒有接頭（產品以盤卷供應），可以阻隔氧氣滲透防止采暖系統被腐蝕。上表中歐洲1997年用于地面輻射采暖的鋁塑復合管為1800萬m，而PEX管為13300萬m，相比之下，PEX管用量大大超過鋁塑管，估計是受管材價格的影響。國外鋁塑復合管基本限于小直徑的室內用管，除了供水外有介紹采用鋁塑復合管做家庭燃氣配管的，但沒有查到應用量的資料，在美國IAPMO頒布的燃氣管道安裝規范中，室內燃氣管不允許用PE管。因此鋁塑管在室內燃氣管道上的應用尚待研究論證，目前還不能采用。 　　四、在國內推廣應用存在的一些問題 　　國內應用鋁塑復合管還需要進一步做好管道系統工程的基礎工作。 　　近年來國內一些企業和部門在推廣鋁塑復合管方面做了大量工作，國內鋁塑復合管發展很快。尤其是在國內能夠自己生產鋁塑復合管生產線以后，出現了全國各地投資上鋁塑復合管的熱潮。至今，國內生產鋁塑復合管的生產線已經有近百條，設備年生產能力已超過1.5億m。但是1998年國內實際產量大約只有1200萬m。 　　通過調查可以認為在國內推廣應用鋁塑復合管還需要創造相應的條件，主要是： 　　*鋁塑復合管和配套金屬管件的產品標準的制定。 　　*鋁塑復合管道做室內冷熱供水管道的設計、施工和驗收等配套的標準規范還不完善。目前廣東省建筑設計研究院已編制《建筑給水鋁塑復合管管道工程技術規程》（CECS標準已報批），而暖氣用交聯聚乙烯等鋁塑復合管的工程建設標準尚未制定。 　　*國外經驗對鋁塑復合管用的金屬管件要求很高，中國目前市場用的金屬管件在材料質量，表面處理，加工精度上都有差距。例如為防止銅材料可能出現腐蝕和污染，國外要求銅管件表面鍍鎳，而目前中國市場上見到的管件都沒有鍍鎳，因此管件產品的質量必須改進和提高。 　　*鋁塑復合管用的材料聚乙烯，膠粘劑，鋁帶國內都有生產，但是用戶反映質量上都還不夠穩定。鋁塑復合管要用于熱水，聚乙烯層要用交聯聚乙烯。目前鋁塑復合管生產線（包括進口生產線）絕大部分采用‘二步法交聯’，所用的特種交聯聚乙烯原料（已接枝）大都靠進口，價格較高，儲存期只有6個月。最近國內有企業已開發出一步法交聯鋁塑復合管，但是其工藝和質量均須通過實踐的考驗。 　　總之，鋁塑復合管的推廣還需要做很多工作，市場的開拓和成熟是個逐步的過程。 　　五、應用前景 　　建筑物內部冷熱水管的總用量應通過市場需求客觀分析確定，以使供求基本平衡，避免過多過急投資鋁塑復合管生產。 　　傳統采用的鍍鋅鋼管早晚要被淘汰，開發室內供水管市場是發展新管材的歷史性機遇。但是對于這個市場的總用量到底有多大，鋁塑復合管能占其中份額的多少?應該對此作實際的分析和估計。 　　有1種估算法是每m新住宅建筑面積用室內供水管2m，如果按2000年中國新建住宅30000萬m（根據建設部建設統計資料中國1996年完成城市新建房屋竣工面積34527萬m，其中住宅21580萬m）。室內供水管的總需要量是6億m。假定30%采用各種新型塑料室內供水管，則需要1.8億m。如果鋁塑復合管在其中能占到30%～50%，2000年鋁塑復合管的市場為6000萬m～9000萬m左右。相比于已經有長期應用塑料供水管經驗的歐洲在1997年應用鋁塑復合管6500萬m的實績，如果2000年中國鋁塑復合管的用量達到或超過6000萬m，將是個十分可喜的進步。但是相比于國內已經投資形成的鋁塑復合管生產能力來說，市場需要量和生產能力相差已接近三倍。 　　這種估計僅針對城市住宅建筑。對大型公共建筑，估計主要采用銅、不銹鋼等金屬管材，不可能大量應用鋁塑管。另外還有農村住宅，每年新建的面積亦不少于1億m，隨著農民生活水平的提高，管材應用量也將逐步增加，鋁塑管在這方面也有一定市場，但需要一個過程。 　　但應注意的是目前還有很多企業準備投資新上鋁塑復合管，已經生產鋁塑復合管的企業也在計劃擴大生產能力（大部分企業在起步時只上了一條生產線，因為鋁塑復合管更換產品規格時調試的廢品損失較大，適合于一條生產線固定生產一個規格，一般鋁塑復合管企業要有3條以上生產線才能經濟地運行）。國內生產鋁塑復合管生產線的機械企業也已經有了十幾家，如果按目前的趨勢發展下去，今后幾年中國生產鋁塑復合管的企業將面臨銷售困難的形勢。 　　綜合以上的調查研究結果，建議已投資鋁塑復合管的企業要完善鋁塑管產品規格品種，生產配套管件，和用于熱水和采暖的交聯聚乙烯鋁塑管；同時還要降低成本，提高管材產品質量，即是提高鋁塑管的市場競爭能力。必須指出，塑料管材的使用壽命是根據管材環向抗拉強度的長期（50年）靜水壓設計基礎值（HDB）確定的。在目前不少生產廠采用的制造鋁塑管的聚乙烯，膠粘劑，鋁材等材質尚不夠穩定的條件下，強調鋁塑管使用壽命為50年，甚至90年，其根據是不夠充分的，建議有條件的企業單位加強這方面的科學試驗工作。另外，對目前準備投資新建鋁塑管生產廠的地區，建議要在正確估計該地區市場情況，落實比較穩定的市場需求條件下，再決策是否投資和確定建廠規模。