CN101797796A - 一种挤出生产线上的挤出匀称控制方法 - Google Patents

一种挤出生产线上的挤出匀称控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种挤出生产线上的挤出匀称控制方法，通过中央控制单元监控称重料斗在单位时间Δt内原料的消耗量ΔG，并根据消耗量ΔG的变化控制挤出主机的螺杆转速，使得消耗量ΔG大致稳定，确保挤出管材的匀称性。本发明通过中央控制单元控制稳定的挤出量，达到产品挤出量的相对恒定，从而保证产品壁厚的均匀。由于壁厚的均匀，在节省了材料的消耗的同时又保证了产品的质量，一举两得。

Description

一种挤出生产线上的挤出匀称控制方法
技术领域
本发明属于塑料管材生产线上的挤出控制领域，特别是涉及一种挤出生产线上的挤出匀称控制方法。
背景技术
目前，国内的塑胶挤出机生产线，其挤出机(也称主机)在整条生产线当中占据着核心地位，对生产出来的产品质量起着举足轻重的作用，其控制方式一般为：通过主螺杆驱动调速器给定一个目标速度，然后螺杆按照给定的速度旋转，从而在单位时间内挤出一定的熔融的塑胶，俗称“挤出量”。这种控制方式的缺点在于，容易受很多不定因素的影响：如螺杆的设计、加工精度、机械的摩擦阻力、物料的流动性、螺杆驱动调速的扰动、电网电压的波动等诸多的不定因素。导致单位时间内的“挤出量”很难保证恒定。从而使产品的质量很难保证，原料的消耗很难保证。
中国专利申请号为89209831.7的实用新型专利公开了一种高精度散物料自动称重装置，其采用料斗悬挂的称量方式，由进料门、出料门、称料斗、传感器、电磁阀、计算机控制系统等组成，通过一个称重单闭环自动控制系统，实现对进料、称重、出料的自动控制，并能对数据进行非线性校正、自动温度补偿、数字滤波。具有计量精度高、速度快、操作简单、功能齐全等优点，比同类称重装置提高工效3-5倍，提高精度2-3倍，可适用于一切散装物料(如谷物、水泥、化肥等)的称重。
故而，采用自动称重设备对挤出机进行自动控制，具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过稳定的挤出量的控制，保证成型管材壁厚的均匀的控制方法。
为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下：
一种挤出生产线上的挤出匀称控制方法，通过中央控制单元监控称重料斗在单位时间Δt内原料的消耗量ΔG，并根据消耗量ΔG的变化控制挤出主机的螺杆转速，使得消耗量ΔG大致稳定，确保挤出管材的匀称性。
上述技术方案中，所述中央控制单元将监控单位时间Δt内原料的消耗量ΔG的结果(即挤出量)与螺杆的转速建立负反馈，实现第一层闭环控制。
所述中央控制单元通过PID控制器控制挤出主机，如果ΔG变小，则提高转速，否则降低转速。
所述中央控制单元还通过编码器采集挤出生产线速度，与“挤出量”建立第二层闭环控制以便“挤出量”能自动适应牵引线速度的不确定之扰动。
所述中央控制单元还通过操作界面输入生产参数及控制指令。
本发明还通过设置有储料斗以确保一定时间内的原料供应。
本发明通过中央控制单元控制稳定的挤出量，达到产品挤出量的相对恒定，“米重的稳定”从而保证产品壁厚的均匀。由于壁厚的均匀，在节省了材料的消耗的同时又保证了产品的质量，一举两得。
附图说明
图1为本发明应用的生产线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明实施时采用的设备结构如附图1所示，包括储料斗1、称重料斗2、操作屏幕3、主机4、中央CPU控制单元5、编码器6。
本发明的控制过程如下：
对挤出机称重料斗2中的原料进行不间断的称量，通过中央CPU控制单元5监控单位时间Δt内原料的消耗量ΔG(即挤出机螺杆的产量ΔG/Δt，也称挤出量)，然后与主机4螺杆的转速建立负反馈。由于中央CPU控制单元5运算速度快，扫描周期短，因此能知道很短的单位时间Δt内原料的消耗量ΔG，一旦ΔG有细微的变化，中央CPU控制单元5马上通过内部的PID调节，自动调整主机4螺杆的转速，ΔG变小，则提高转速，反之降低转速，通过适时的调节螺杆转速，从而使ΔG稳定，即挤出量ΔG/Δt的稳定。同时，此控制系统通过装在牵引机处的编码器实时采集生产线的线速度ΔL/Δt(即单位时间Δt内生产制品的长度为ΔL)。由挤出量(ΔG/Δt)与线速度(ΔL/Δt)的比值可得出ΔG/ΔL(即单位长度的重量，俗称“米重”)。在ΔG控制稳定的前提下，即使由于牵引速度波动引起ΔL的变化，快速根据变化控制系统的线速度实时采集而即刻修正ΔG的量，从而确保ΔG/ΔL，即米重的恒定。
因为：G＝p×V，V＝S×L，可得出：S＝G/(p×L)，即：S＝G/L×(1/p)，可以看出：由于1/p为常数，所以只要G/L稳定，那么S就能保持恒定。即：壁厚能保持均匀，其中p为材料的密度，V为制品的体积，S为制品的横截面，L为长度，G为重量。

Claims (6)

1.一种挤出生产线上的挤出匀称控制方法，其特征在于通过中央控制单元监控称重料斗在单位时间Δt内原料的消耗量ΔG，并根据消耗量ΔG的变化控制挤出主机的螺杆转速，使得消耗量ΔG大致稳定，确保挤出管材的匀称性。
2.根据权利要求1所述的挤出匀称控制方法，其特征在于所述中央控制单元将监控单位时间Δt内原料的消耗量ΔG的结果与螺杆的转速建立负反馈。
3.根据权利要求1或2所述的挤出匀称控制方法，其特征在于所述中央控制单元通过PID控制器控制挤出主机，如果ΔG变小，则提高转速，否则降低转速。
4.根据权利要求1所述的挤出匀称控制方法，其特征在于所述中央控制单元还通过编码器采集挤出生产线速度。
5.根据权利要求1所述的挤出匀称控制方法，其特征在于所述中央控制单元还通过操作界面输入生产参数及控制指令。
6.根据权利要求1所述的挤出匀称控制方法，其特征在于还通过设置有储料斗以确保一定时间内的原料供应。
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