一、料筒溫度參數初始化設置
由原料的材料的塑料性質表(附圖1),輸入原料名稱,平臺在數據庫自動搜尋此原料的溫度特性,依照工藝員設置各段溫度的經驗,系統整理出原料的工作溫度,并鏈接到控制器對應的區塊
料筒溫度段可分為3個區域料口區、塑化區、防涎區,按照經驗值3個區域溫度設定一般遵循以下原則
1、料口區溫度設定原則,靠近進料口的區域,一般情況下溫度設置值比原料工作溫度低4%,此段主要是塑料原料預熱,溫度太高塑料會融化引起倒流,并影響物料輸送 。
2、塑化區溫度設定原則,在料筒中間部位,塑化區溫度設置較高,與原料工作溫度一致即可,并在塑化區各段溫度設置基本一致,保證塑料原料在此區域溫度均衡,用于物料充分融化,溫度逐漸升高,太低則不利于塑化,而且會增加扭矩。
3、防涎區溫度設定原則,在機筒前端,靠近噴嘴的區域,此段溫度稍低于塑化段,一般情況下溫度設置值比原料工作溫度低2%,主要是防止熔融的原料在內部壓力作用下從噴嘴流出,不宜太低,否則會增加注塑壓力和易堵塞和產生冷料。
依照以上原則,比如(ru)平(ping)臺輸入原料品名(ming)為(wei)聚丙烯(xi)(PP),工作溫度為(wei)四段,則平(ping)臺輸出鏈接控(kong)制器(qi)溫度參數(shu)初始化設置如(ru)右圖
二、不同負載溫度零界點參數優化設置
通過加工件材料的塑料性質與生產工藝員的經驗,完成各段溫度參數初始化設置。對于注塑機溫度控制來說,溫度控制參數還需優化。
超前判斷加熱負載的執行元件,包括不銹鋼云母加熱圈、陶瓷加熱圈、納米紅外線感應加熱圈三種。而進行的溫度零界定參數優化設置。
1、不銹鋼云母加熱圈:優點—電阻式加熱圈具有價格便宜,結構簡單,因結構簡單而帶來的故障率低等優勢。缺點—電熱效率低,沒有保溫隔熱層,熱能利用率低,普通加熱圈電熱絲電熱轉換效率50%--60%。
2、納米紅外線感應加熱圈:優點-響應時間快、溫度控制范圍大、熱慣性小升溫快、保溫層使用納米環保隔熱層,從而有效避免加熱源能量的損失,有用功大大提高,熱能利用率高,電熱轉化率達90%以上。有效提高生產效能. 缺點—由于保溫層效果很好,內集聚能量基本都轉化為炮筒的熱能,在溫度控制進入PID運算控制區域,由于溫度無法有效剎車,達到設定溫度后,還會出現10-20攝氏度的超溫現象。在機器正常運行一段時間(一般需要大于30分鐘),由于冷料的持續補充帶走部分熱能,溫度會慢慢回落到正常設定溫度范圍。
3、陶瓷加熱圈:介于不銹鋼云母加熱圈和納米紅外線感應加熱圈,
4、三種加熱圈的臨界點的設置:對以上三種加熱圈的智能控制,在溫度控制進入PID運算控制區域,由于溫度響應的滯后效應,在參數設置一致條件下,超調量的排序為納米紅外線感應加熱圈>陶瓷加熱圈>不銹鋼云母加熱圈。所以需要利用經驗值對進入PID運算控制區域的零界點進行干預,及自動修正提前剎車的參數。實驗表明在這三種控制加熱PID運算控制區域的零界點的數據,控制納米紅外線感應加熱圈零界點為設定溫度的30%、控制陶瓷加熱圈零界點為設定溫度的20%、控制不銹鋼云母加熱圈界點為設定溫度的10%.
依照以上原則(ze),比如(ru)(ru)平(ping)臺輸入原料(liao)品名為聚丙烯(PP),工作溫度為四段,加熱控制負載不同,則(ze)平(ping)臺輸出(chu)鏈接控制器溫度參數(shu)初始化設置和零(ling)界點參數(shu)優化設置如(ru)(ru)左(zuo)圖
三、溫度采樣控制及溫度PID控制
1、溫(wen)度(du)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)控制(zhi)(zhi)回(hui)路:輸入信(xin)號是一(yi)個模擬量的形式,用采(cai)(cai)樣(yang)(yang)器將它離散化(hua)(hua),采(cai)(cai)樣(yang)(yang)頻率(lv)可根據信(xin)號頻率(lv)進行調節,但必須滿(man)足香農(nong)(Shannon)道理(li)。因為溫(wen)度(du)信(xin)號變化(hua)(hua)不是太快,一(yi)般所需(xu)的采(cai)(cai)樣(yang)(yang)頻率(lv)都可以(yi)滿(man)足,可以(yi)達(da)到要(yao)求的。溫(wen)度(du)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)控制(zhi)(zhi)回(hui)路(附(fu)圖3)
2:PID控制(zhi)(zhi)(zhi)系統原(yuan)理(li)圖:在模擬控制(zhi)(zhi)(zhi)系統中,控制(zhi)(zhi)(zhi)器控制(zhi)(zhi)(zhi)溫(wen)度最(zui)常用(yong)的控制(zhi)(zhi)(zhi)規(gui)律是(shi)PID控制(zhi)(zhi)(zhi),PID控制(zhi)(zhi)(zhi)系統原(yuan)理(li)圖(附圖4)。
3、PID控制方程數學模型:系統由模擬PID控制器和被控對象組成,對誤差信號e(t)分別進行比例、積分、微分運算處理,處理信號疊加后之和作為輸出信號u(t)給被控對象。PID控制的方程數學模型為 U(t)=Kp[e(t)+ ,系統誤差量的定義為e(t)=r(t)-c(t), r(t)系統的給定輸入信號、c(t)系統的被控量。PID控制的傳遞函數為 G(s)=Kp(1+ )。
現代控制在高速采樣的條件,微分類似于差分,積分近乎于求和,可PID控制的方程數學模型變換為離散形式,得到離散PID控制模型。參數的優化進程可自動進行,優化函數根據負載的輸入輸出數據進行P、I、D參數優化計算。
一、料筒溫度參數初始化設置
由原料的材料的塑料性質表(附圖1),輸入原料名稱,平臺在數據庫自動搜尋此原料的溫度特性,依照工藝員設置各段溫度的經驗,系統整理出原料的工作溫度,并鏈接到控制器對應的區塊
料筒溫度段可分為3個區域料口區、塑化區、防涎區,按照經驗值3個區域溫度設定一般遵循以下原則
1、料口區溫度設定原則,靠近進料口的區域,一般情況下溫度設置值比原料工作溫度低4%,此段主要是塑料原料預熱,溫度太高塑料會融化引起倒流,并影響物料輸送 。
2、塑化區溫度設定原則,在料筒中間部位,塑化區溫度設置較高,與原料工作溫度一致即可,并在塑化區各段溫度設置基本一致,保證塑料原料在此區域溫度均衡,用于物料充分融化,溫度逐漸升高,太低則不利于塑化,而且會增加扭矩。
3、防涎區溫度設定原則,在機筒前端,靠近噴嘴的區域,此段溫度稍低于塑化段,一般情況下溫度設置值比原料工作溫度低2%,主要是防止熔融的原料在內部壓力作用下從噴嘴流出,不宜太低,否則會增加注塑壓力和易堵塞和產生冷料。
依照以(yi)上原則,比如平(ping)臺輸(shu)入(ru)原料(liao)品名為聚丙烯(PP),工作(zuo)溫度為四(si)段(duan),則平(ping)臺輸(shu)出鏈(lian)接控制(zhi)器溫度參數初始(shi)化(hua)設置如右圖
二、不同負載溫度零界點參數優化設置
通過加工件材料的塑料性質與生產工藝員的經驗,完成各段溫度參數初始化設置。對于注塑機溫度控制來說,溫度控制參數還需優化。
超前判斷加熱負載的執行元件,包括不銹鋼云母加熱圈、陶瓷加熱圈、納米紅外線感應加熱圈三種。而進行的溫度零界定參數優化設置。
1、不銹鋼云母加熱圈:優點—電阻式加熱圈具有價格便宜,結構簡單,因結構簡單而帶來的故障率低等優勢。缺點—電熱效率低,沒有保溫隔熱層,熱能利用率低,普通加熱圈電熱絲電熱轉換效率50%--60%。
2、納米紅外線感應加熱圈:優點-響應時間快、溫度控制范圍大、熱慣性小升溫快、保溫層使用納米環保隔熱層,從而有效避免加熱源能量的損失,有用功大大提高,熱能利用率高,電熱轉化率達90%以上。有效提高生產效能. 缺點—由于保溫層效果很好,內集聚能量基本都轉化為炮筒的熱能,在溫度控制進入PID運算控制區域,由于溫度無法有效剎車,達到設定溫度后,還會出現10-20攝氏度的超溫現象。在機器正常運行一段時間(一般需要大于30分鐘),由于冷料的持續補充帶走部分熱能,溫度會慢慢回落到正常設定溫度范圍。
3、陶瓷加熱圈:介于不銹鋼云母加熱圈和納米紅外線感應加熱圈,
4、三種加熱圈的臨界點的設置:對以上三種加熱圈的智能控制,在溫度控制進入PID運算控制區域,由于溫度響應的滯后效應,在參數設置一致條件下,超調量的排序為納米紅外線感應加熱圈>陶瓷加熱圈>不銹鋼云母加熱圈。所以需要利用經驗值對進入PID運算控制區域的零界點進行干預,及自動修正提前剎車的參數。實驗表明在這三種控制加熱PID運算控制區域的零界點的數據,控制納米紅外線感應加熱圈零界點為設定溫度的30%、控制陶瓷加熱圈零界點為設定溫度的20%、控制不銹鋼云母加熱圈界點為設定溫度的10%.
依(yi)照(zhao)以上(shang)原則,比如平(ping)臺輸(shu)(shu)入(ru)原料品名為聚丙烯(PP),工(gong)作溫(wen)度為四段,加熱控制負載不同,則平(ping)臺輸(shu)(shu)出鏈接控制器溫(wen)度參數(shu)(shu)初始化設置和零界(jie)點參數(shu)(shu)優(you)化設置如左圖
三、溫度采樣控制及溫度PID控制
1、溫(wen)(wen)度(du)采(cai)樣(yang)(yang)控制(zhi)回(hui)(hui)路:輸入信(xin)號是(shi)一個模擬量的(de)形(xing)式,用采(cai)樣(yang)(yang)器將(jiang)它離散化,采(cai)樣(yang)(yang)頻率(lv)(lv)可根據信(xin)號頻率(lv)(lv)進行(xing)調節,但(dan)必須滿足(zu)香(xiang)農(nong)(Shannon)道理。因為溫(wen)(wen)度(du)信(xin)號變(bian)化不是(shi)太快,一般所(suo)需(xu)的(de)采(cai)樣(yang)(yang)頻率(lv)(lv)都可以滿足(zu),可以達到要(yao)求(qiu)的(de)。溫(wen)(wen)度(du)采(cai)樣(yang)(yang)控制(zhi)回(hui)(hui)路(附圖3)
2:PID控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)原理(li)圖(tu):在模擬(ni)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)中,控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)控(kong)(kong)制(zhi)溫度最常用的控(kong)(kong)制(zhi)規(gui)律(lv)是PID控(kong)(kong)制(zhi),PID控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)原理(li)圖(tu)(附圖(tu)4)。
3、PID控制方程數學模型:系統由模擬PID控制器和被控對象組成,對誤差信號e(t)分別進行比例、積分、微分運算處理,處理信號疊加后之和作為輸出信號u(t)給被控對象。PID控制的方程數學模型為 U(t)=Kp[e(t)+ ,系統誤差量的定義為e(t)=r(t)-c(t), r(t)系統的給定輸入信號、c(t)系統的被控量。PID控制的傳遞函數為 G(s)=Kp(1+ )。
現代控制在高速采樣的條件,微分類似于差分,積分近乎于求和,可PID控制的方程數學模型變換為離散形式,得到離散PID控制模型。參數的優化進程可自動進行,優化函數根據負載的輸入輸出數據進行P、I、D參數優化計算。