青岛格润特机械制造有限公司

管径范围	20-63（mm）
挤出能力	Φ50-Φ160（kg/h）
可生产管材类型	PEX管
售后服务	质保期一年
品牌	圣辉牌
型号	SJ65*33

    

 

     本文介绍了富士触摸屏作为上位机与富士多台温控表通讯在铝塑复合管生产线中的实际应用。其特点是触摸屏直接与温控表通过RS-485串行通讯实现对多台温控表的集中控制，温控表上的所有参数可以在触摸屏中显示、也可用触摸屏设定下载，数据显示刷新率高，便于实时人机监控及工艺配方的存储，节省布线，大大提高了生产效率。

 

 

    一、引言

 

    在铝塑复合管生产线中涉及到对数个加热区，如机筒加热区、法兰加热区和模具加热区的温度测量和控制，而在实际生产中每个加热区至少需要一至二台温控表来设定温度和输出加热控制温度。传统设备的温控表只能通过单台人工观察和设定温度以实现对应加热区的温控，而不能集中控制。随着3C（计算机、通讯、控制）技术的提高，通讯领域也发生了翻天覆地的变化，现在选择了带有通讯功能的温控表与触摸屏之间通讯就能完全实现集中控制。一台触摸屏可以同时与31台温控表通讯，通讯方式为RS-485串行通讯，这样，所有温控表中的参数在触摸屏中一目了然。方便于温控表中参数的修改设定。其系统图如下：

 

    二、系统介绍

 

    本文以富士触摸屏和温控表为例介绍其在铝塑复合管生产线中的实际应用。

 

    1、电气系统

 

    整个系统采用可编程控制器（PLC）、触摸屏、温控表、变频器及其它电气配件。

 

    ⑴、触摸屏

 

    触摸屏选用富士UG420H-SC1，10.4英寸、128色STN显示，可以与近30个厂家的PLC通讯，兼容性极强，而且还可以和计算机通讯（开放式通讯协议），基于Windows95/98/NT操作平台下的专用组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。且产品型号齐全有5.7、7.7、10.4、12.1英寸单色彩色等，方便选型。具有RS232/422/485通讯口，方便于连接其它厂家的PLC及外设产品（如：条形码、存储卡、变频器、个人计算机等）。编程软件中备有大量的图形库（开关、灯、棒图等）供选择，还可以根据用户需求编辑所需要的工艺图形，能够转换BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。还具有留言板功能用于交接班记录用。在编程软件中可以设定触摸屏背光灯的关闭时间，节省其使用寿命。触摸屏中具有内部编程指令——宏命令，可以减轻PLC的编程负担，甚至有些简单的设备中可以取代PLC，由触摸屏编程直接和其它设备通讯。触摸屏上的并行口还可以直接和打印机连接实时或定时打印当前或历史数据。此系统采用UG420H-SC1通过不同的通讯口同时和SIEMENSS7-200CPU226通讯，和FUJIPXR4温控表以RS-485方式通讯。在编程软件中选择好触摸屏和PLC型号后，在其系统设定中选择温控表的型号FUJIPXR（也可以和其它厂家温控表通讯），利用触摸屏中的另外一个通讯口与温控表通讯。与富士PXR4通讯的波特率为9600bps；奇偶校验为奇校验；数据长度8位；停止位1位；通讯方式RS-485。

 

    ⑵温控表

  选用富士带有通讯功能的PXR4温控表。

它是富士电机推出的一种新型温控表，本身具有RS-232/485通讯功能，具有自整定功能，通过控制器的测量和计算功能自动设定PID参数。具有模糊控制功能，模糊运算用于抑制超调，以改善对外部扰动的响应。有绝对值报警、偏差报警等。还具有输出限制、参数屏蔽、斜坡/保温等多种功能。

    2、系统生产工艺

 

    铝塑复合管由内管、内胶、铝管、外胶、外管5层材料构成，以物料运动顺序该生产线分为65mm内管挤出机（机身有4个加热区、机头3个加热区）、45mm内胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）、自动纵移恒张力牵引机（无加热区）、45mm外胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）65mm外管挤出机（机身4个加热区、机头3个加热区）。所以需要控制的温控加热区共有26个，计26台温控表由一台触摸屏控制。

 

铝塑复合管

 

 

 

 科技名词定义中文名称：
铝塑复合管
英文名称：
aluminum-plastic composite tube
定义：
中间层为铝管，内外层为聚乙烯或交联聚乙烯，层间为热熔胶黏合而成的多层管。具有聚乙烯塑料管耐腐蚀性和金属管耐高压的优点。
应用学科：材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；有色金属材料（三级学科）；铝及其合金（四级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

 

目录

特点类型应用性

 

 

 

 简介 　　铝塑复合管是最早替代铸铁管的供水管，其基本构成应为五层，即由内而外依次为塑料、热熔胶、铝合金、热熔胶、塑料。现在国内铝塑管质量领先地区：佛山地区。国内比较出名的品牌分别为：日丰，金德，美丰。 编辑本段特点　　铝塑复合管有较好的保温性能，内外壁不易腐蚀，因内壁光滑，对流体阻力很小；又因为可随意弯曲，所以安装施工方便。作为供水管道，铝塑复合管有足够的强度，但如横向受力太大时，会影响强度，所以宜作明管施工或埋于墙体内，甚至可以埋入地下。（铝塑复 合管也可以埋入地下，比如地暖中用的管子就是铝塑复合管） 铝塑复合管的连接是卡套式的（也可以是卡压式的），因此施工中一是要通过严格的试压， 检验连接是否牢固。二是防止经常振动，使卡套松脱。三是长度方向应留足安装量，以免拉脱。 编辑本段类型　　市场上出现铝塑复合管有三种： 　　1、PE/AL/PE(Polyethylene/Aluminum/Polyethylene）； 　　2、PE/AL/PEX(Polyethylene/Aluminum/Crosslinked Polyethylene）； 　　3、PEX/AL/PEX(Crosslinked Polyethylene/Aluminum/Crosslinked Polyethylene）。 　　第一种是内外层为聚乙烯，第二种是内层为交联聚乙烯，外层为聚乙烯，第三种是内外层均为交联聚乙烯，中部层均为铝层。 　　此类管材，由于其含有铝层，可增加耐内压强度，阻隔氧气、CO2等而避免对输水管道设备的锈蚀威胁，导热性好而减少热点集中，抗静电而屏蔽性好并有一定的阻燃作用，因此易被大众所接受。而且由于其连接管件为铜制，美丰塑料合金管件，不锈钢制螺纹密封管件，连接较为方便，不需特殊工具，与现在大量存在铸铁管接口接近，因而显示其一定的优势。 　　第二、第三种其塑料部分采用交联聚乙烯（PEX），分子间结构更稳定，比第一种更牢固，更适用于建筑给水、供暖系统。 编辑本段应用性　　在建筑给水和采暖管道上用热塑性塑料管材替代传统的镀锌钢管是当前国内热门趋势。工业部门根据市场需求，开发引进各种材质的塑料管材，其中之一是可用于建筑冷热水和热水供暖的高密度聚乙烯（HDPE）和铝的复合管，即铝塑复合（PE-AL-PE）管。铝塑复合管在国内发展很快，目前国内已有约85条铝塑管生产线，年生产能力达1.5亿m，现在投资建造铝塑管的热情很高。为此笔者根据有关的国内外信息资料进行了调查研究，对国内铝塑复合管的综合情况、发展趋势做出了客观的评价，提供相关人员参考。 　　一、铝塑复合管的优点及局限性 　　铝塑复合管有其独特的优点，同时也有其缺点和局限性。 　　铝塑复合管是国外80年代开发的一种管材，于1995年开始引进中国。铝塑复合管和其它塑料管道的最大差别是它结合了塑料和金属的长处，具有独特的优点：机械性能优越，耐压较高；采用交联工艺处理的聚乙烯（PE）做的铝塑复合管，耐温较高，可以长期在95℃温度下使用，国家质量技术监督局推选品牌：美丰。可以联系贵企业陆健超总经理，咨询资料。可用于建筑内部热水和暖气管道；抗气体的渗透；热膨胀系数低等。 　　但铝塑复合管与其他管材一样，也有其缺点和局限性，在认识铝塑复合管优点的同时也必须注意其在应用中的不利因素，例如：铝塑复合管的连接不能用熔接和粘接，必须使用专用的金属管件（要求：铜质管件，塑料合金管件），把铝塑复合管套入管件后径向加压锁住；铝塑复合管不能回收重做；铝塑复合管的直径范围限于较小的范围。目前国内生产的最大直径是62mm，国外也主要用于小直径；铝塑复合管生产的工艺和设备比较复杂（譬如铝塑复合管要用于热水时聚乙烯层） 　　二、各种管材的比较 　　建筑室内给水管道的领域内有各种材质的塑料管材和金属管材可以应用，各有优缺点。 　　铝塑复合管主要用于建筑冷热水管和地面辐射采暖。在这个应用领域内还有各种材质的塑料管，金属管，金属塑料复合管可以应用，因为各有优缺点，目前在国外不单是各占一块市场，而且都在发展中。 　　国内发展铝塑复合管起自要淘汰镀锌钢管，特别是要找到能够耐热又不腐蚀的热水管新材料。公认国际标准对热水管的要求是：在输送70℃热水时，长期承受1MPa压力下，可以使用50年（塑料管的特性是使用寿命取决于承受的温度及压力，短期使用都可以承受更高温度和压力，评价性能时必须注意不能只讲耐温或只讲耐压）。近几十年世界上开发了多种可以达到以上要求的塑料热水管和塑料-金属热水管，较常用的有以下几种： 　　交联聚乙烯PEX管；改性聚丙烯PP-R管；铝塑复合管；聚丁烯PB管；氯化聚氯乙烯CPVC管；衬塑钢管和管件及涂塑钢管和管件，塑复铜管，衬塑铝管。 　　以上这些管材（前5种是塑料管，后3种是衬或涂塑的金属管）以及铜管，不锈钢管，铝合金管等金属管材。都可达到室内热水管的应用要求，都能保证防腐蚀和符合卫生要求，都有国际公认的标准，因此都已在各种工业民用建筑和住宅工程中采用。下表是根据调查结果简单比较前5种塑料管的情况： 

	交联聚乙烯 PEX管	改性聚丙烯 PP-R管	铝塑复合管 PEX-AL-PEX	聚丁烯PB管	氯化聚氯 乙烯CPVC管
长期耐热又耐压70℃，1MPa，50年	可以	可以	可以	可以	可以
壁厚（达到同要求）	较薄	较厚	较薄	最薄	较薄
卫生性能	优	优	优	优	优
生产工艺和设备	较复杂	较简单	最复杂	较简单	较复杂
回收利用性	不能	能	不能	能	能
连接方法	粘合	不可	不可	不可	不可	可以
热熔接	不可	可以	不可	可以	不可
电热熔接	不可	可以	不可	可以	不可
挤压夹紧连接	可以	可以	可以	可以	不可
连接用管件	金属管件	PP-R管件	金属管件	PB管件	CPVC管件
热膨胀系数/mm(m℃）	0.15	0.16	0.036	0.13	0.06
价格比（直径32mm以下）	1.1	1.4	1.6	2.5	2.3
阻隔气体渗透	不能	不能	能	不能	不能

　注：1.价格比的资料来自中国塑料99-5‘国内建筑给排水塑料管材性能及应用初探’一文； 　　2.价格参数牵涉各种因素，不可能很确切，仅供参考。 　　由以上对比可以看到这5种能够应用于室内供冷热水的塑料管都各有其优点和缺点，铝塑复合管唯一独特的优点是能够阻隔气体的渗透，这在应用于封闭循环的热水系统（如地面铺热水管的采暖系统）时是有益的，因为可以防止氧气的渗入避免系统中的氧化腐蚀。其他塑料管也可以用几种方法来弥补其阻隔氧气性差的缺点，所以同样可以应用于封闭循环的热水系统。除了上述5种塑料管、外衬塑钢管和管件及涂塑钢管和管件，塑复铜管，衬塑铝管等也可以应用于室内供冷热水的领域。这些衬塑或涂塑的金属管也各自有其独特的优点和缺点。例如衬塑或涂塑钢管以镀锌钢管为基体，其机械性能的可靠最容易被用户信任。所以，目前国内外在室内供冷热水的领域内上述各种管材实际上都在被采用，而且都在不断地改进和发展。铝塑复合管在国内发展很快，今后能相应的扩大市场占有率，但是不能据此推断铝塑复合管将成为室内供水管的主流。可以预测各种管材争夺和分占室内供水管市场的形势将长期存在。在室内供冷热水管的领域内上述几种管材国内现在都已有生产企业建立生产线，并投产。 　　三、国外应用情况 　　国外应用铝塑复合管在增加，但其总量和比例都不很大。 　　相对其他几种塑料管，铝塑复合管是较新的，因为有其特长，国外应用的增长率比较高（据介绍美国1992-1995年递增率25%以上，德国1993-1995年递增率23%）。但是应用的总量还不是很大。 　　国外在室内给水管（包括冷水热水）领域应用各种塑料管的实际比例据有关资料介绍，1994年欧洲室内管道安装长度为12.69亿m，其中金属管占67%，塑料管占33%，到1997年安装长度增长到16.05亿m，而其中金属占64%，塑料管占36%（5.77亿m）。下列各表给出了应用情况。 　　1997年欧洲各种建筑室内管道统计　（万m) 

	金属管 铜管/镀锌钢 管/不锈钢管	交联聚乙 烯PEX管	改性聚丙 烯PP-R管	铝塑复合管 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

　欧洲室内给水管各种材质管道用量与预测　（万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%　金属管：55400　73%

　1997年欧洲采暖用各种管材比例 

铜管	钢管	PE-X	PE-AL-PE	PB	PP-C
55%	23%	12%	6%	3%	2%
管道长度51300万m

　1997年欧洲地面辐射采暖管各种管材用量（万m) 

铜管	PE-X	PP-C	PB	PE-AL-PE	总长度
1400	13300	1600	1000	1800	19100

　（上述各表均引自建设部科技发展促进中心提供的《中国塑料管道生产和应用现状分析研究》，1999年5月全国塑料管道推广应用研讨会论文，高立新、王真杰著） 　　据调查，在亚洲日本，建筑给水管道上主要采用防腐蚀的金属管和衬塑或涂塑的钢管。 　　在欧洲，铝塑复合管主要用于建筑冷热水管和地面辐射采暖。用于地面采暖系统铝塑复合管有优点：可以任意弯曲，可以连续很长没有接头（产品以盘卷供应），可以阻隔氧气渗透防止采暖系统被腐蚀。上表中欧洲1997年用于地面辐射采暖的铝塑复合管为1800万m，而PEX管为13300万m，相比之下，PEX管用量大大超过铝塑管，估计是受管材价格的影响。国外铝塑复合管基本限于小直径的室内用管，除了供水外有介绍采用铝塑复合管做家庭燃气配管的，但没有查到应用量的资料，在美国IAPMO颁布的燃气管道安装规范中，室内燃气管不允许用PE管。因此铝塑管在室内燃气管道上的应用尚待研究论证，目前还不能采用。 　　四、在国内推广应用存在的一些问题 　　国内应用铝塑复合管还需要进一步做好管道系统工程的基础工作。 　　近年来国内一些企业和部门在推广铝塑复合管方面做了大量工作，国内铝塑复合管发展很快。尤其是在国内能够自己生产铝塑复合管生产线以后，出现了全国各地投资上铝塑复合管的热潮。至今，国内生产铝塑复合管的生产线已经有近百条，设备年生产能力已超过1.5亿m。但是1998年国内实际产量大约只有1200万m。 　　通过调查可以认为在国内推广应用铝塑复合管还需要创造相应的条件，主要是： 　　*铝塑复合管和配套金属管件的产品标准的制定。 　　*铝塑复合管道做室内冷热供水管道的设计、施工和验收等配套的标准规范还不完善。目前广东省建筑设计研究院已编制《建筑给水铝塑复合管管道工程技术规程》（CECS标准已报批），而暖气用交联聚乙烯等铝塑复合管的工程建设标准尚未制定。 　　*国外经验对铝塑复合管用的金属管件要求很高，中国目前市场用的金属管件在材料质量，表面处理，加工精度上都有差距。例如为防止铜材料可能出现腐蚀和污染，国外要求铜管件表面镀镍，而目前中国市场上见到的管件都没有镀镍，因此管件产品的质量必须改进和提高。 　　*铝塑复合管用的材料聚乙烯，胶粘剂，铝带国内都有生产，但是用户反映质量上都还不够稳定。铝塑复合管要用于热水，聚乙烯层要用交联聚乙烯。目前铝塑复合管生产线（包括进口生产线）绝大部分采用‘二步法交联’，所用的特种交联聚乙烯原料（已接枝）大都靠进口，价格较高，储存期只有6个月。最近国内有企业已开发出一步法交联铝塑复合管，但是其工艺和质量均须通过实践的考验。 　　总之，铝塑复合管的推广还需要做很多工作，市场的开拓和成熟是个逐步的过程。 　　五、应用前景 　　建筑物内部冷热水管的总用量应通过市场需求客观分析确定，以使供求基本平衡，避免过多过急投资铝塑复合管生产。 　　传统采用的镀锌钢管早晚要被淘汰，开发室内供水管市场是发展新管材的历史性机遇。但是对于这个市场的总用量到底有多大，铝塑复合管能占其中份额的多少?应该对此作实际的分析和估计。 　　有1种估算法是每m新住宅建筑面积用室内供水管2m，如果按2000年中国新建住宅30000万m（根据建设部建设统计资料中国1996年完成城市新建房屋竣工面积34527万m，其中住宅21580万m）。室内供水管的总需要量是6亿m。假定30%采用各种新型塑料室内供水管，则需要1.8亿m。如果铝塑复合管在其中能占到30%～50%，2000年铝塑复合管的市场为6000万m～9000万m左右。相比于已经有长期应用塑料供水管经验的欧洲在1997年应用铝塑复合管6500万m的实绩，如果2000年中国铝塑复合管的用量达到或超过6000万m，将是个十分可喜的进步。但是相比于国内已经投资形成的铝塑复合管生产能力来说，市场需要量和生产能力相差已接近三倍。 　　这种估计仅针对城市住宅建筑。对大型公共建筑，估计主要采用铜、不锈钢等金属管材，不可能大量应用铝塑管。另外还有农村住宅，每年新建的面积亦不少于1亿m，随着农民生活水平的提高，管材应用量也将逐步增加，铝塑管在这方面也有一定市场，但需要一个过程。 　　但应注意的是目前还有很多企业准备投资新上铝塑复合管，已经生产铝塑复合管的企业也在计划扩大生产能力（大部分企业在起步时只上了一条生产线，因为铝塑复合管更换产品规格时调试的废品损失较大，适合于一条生产线固定生产一个规格，一般铝塑复合管企业要有3条以上生产线才能经济地运行）。国内生产铝塑复合管生产线的机械企业也已经有了十几家，如果按目前的趋势发展下去，今后几年中国生产铝塑复合管的企业将面临销售困难的形势。 　　综合以上的调查研究结果，建议已投资铝塑复合管的企业要完善铝塑管产品规格品种，生产配套管件，和用于热水和采暖的交联聚乙烯铝塑管；同时还要降低成本，提高管材产品质量，即是提高铝塑管的市场竞争能力。必须指出，塑料管材的使用寿命是根据管材环向抗拉强度的长期（50年）静水压设计基础值（HDB）确定的。在目前不少生产厂采用的制造铝塑管的聚乙烯，胶粘剂，铝材等材质尚不够稳定的条件下，强调铝塑管使用寿命为50年，甚至90年，其根据是不够充分的，建议有条件的企业单位加强这方面的科学试验工作。另外，对目前准备投资新建铝塑管生产厂的地区，建议要在正确估计该地区市场情况，落实比较稳定的市场需求条件下，再决策是否投资和确定建厂规模。