CN101887265B - 塑料薄膜生产内部冷却控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于塑料薄膜生产设备及工艺，具体涉及一种塑料薄膜生产内部冷却控制系统及方法。该方法通过计算机控制数据采集与输出卡获取膜泡大小信息，并输出信号及时调整变频器的频率来控制进风机、抽风机的转速，从而控制膜泡内进风和出风的速度，使膜泡的大小稳定在设定值。本发明所提供的控制方式反应速度快，控制精度高，生产成本低，控制界面友好，能够完整体现动态调整过程。

Description

塑料薄膜生产内部冷却控制系统及方法

技术领域

本发明属于塑料薄膜生产设备及工艺，具体涉及一种塑料薄膜生产内部冷却控制系统及方法。

背景技术

传统的用于塑料薄膜生产的冷却系统单纯采用外部风环的冷却方式，这种冷却方式会导致薄膜内外两侧冷却不匀，从而使产品的透明度、韧性、抗拉性变差，而且，单纯的外部风环冷却方式使生产膜泡内的空气不能换出，随着生产时间的增长，膜泡内的空气温度会升高，空气变得浑浊，导致生产出的薄膜光洁度下降，影响薄膜的透光性，降低了产品质量。随着薄膜生产速度的不断提高、生产膜厚的增加(土工膜)，传统的单纯采用外部风环的冷却方式达不到迅速冷却定型的效果，限制了生产速度的提高，降低了生产效率，增加了生产成本。

目前，在塑料薄膜的生产工艺中引入了内冷控制系统，从生产膜泡的内部对膜泡进行冷空气强制冷却。内冷控制系统由主控制器、进风变频器、出风变频器、进风机、抽风机、2个阀门、内冷风环、2-4个超声波测距探头组成。主控制器是整个控制系统的核心，根据用户的参数设定，接收来自探头的数据，根据运算结果控制进风阀门和出风阀门的开关角度，也就是控制通过阀门的通气量，从而控制了进风量和出风量的大小，最终达到一种动态的平衡。当膜泡比设定值偏小时，可以适当减小出风阀门的开度，使膜泡内的空气增多，达到设定值；当膜泡内比设定值偏大时，可以适当增大出风阀门的开度，使膜泡内的空气减少，逐渐达到设定值。

现有的内冷控制系统主要存在以下缺陷：(1)由于以PLC、单片机等作为控制核心，系统运算周期长，反应速度慢、控制精度低。(2)从开机生产到能生产出合格制品需要较长的调整时间，废品率高。(3)控制界面不友好，不能完整体现动态历史调整过程，导致操作调整大多靠经验因素来完成。(4)维护维修困难，控制电路复杂。(5)通过控制阀门的开关角大小来控制进出风的速度，需要高精度阀门，成本较高，不易实现高精度风速控制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种控制界面友好，调整控制精度高，成本低的塑料薄膜生产内部冷却控制系统及方法。

本发明的技术方案如下：一种塑料薄膜生产内部冷却控制系统，包括用于向膜泡内送风的进风机和从膜泡内抽风的抽风机，在进风机与膜泡的进风通道之间设有进风控制阀门，在抽风机与膜泡的抽风通道之间设有抽风控制阀门，所述的进风机和抽风机分别与进风控制变频器和抽风控制变频器相连接，进风控制变频器和抽风控制变频器分别与数据采集与输出板卡相连接，数据采集与输出板卡还分别连接膜泡外侧的超声波测距传感器以及中心控制装置。

进一步，如上所述的塑料薄膜生产内部冷却控制系统，其中，在所述的进风控制变频器和抽风控制变频器与数据采集与输出板卡之间，分别设有信号隔离栅。

进一步，如上所述的塑料薄膜生产内部冷却控制系统，其中，所述的中心控制装置为工控PC机，或普通PC机。

进一步，如上所述的塑料薄膜生产内部冷却控制系统，其中，在所述的进风机的前端设有空气滤清器。

一种塑料薄膜生产内部冷却控制方法，通过计算机控制数据采集和输出卡获取膜泡大小信息，并输出信号及时调整变频器的频率来控制进风机、抽风机的转速，从而控制膜泡内进风和出风的速度，使膜泡的大小稳定在设定值。

进一步，如上所述的塑料薄膜生产内部冷却控制方法，其中，数据采集和输出卡通过膜泡外侧的2～4路超声波测距传感器获取膜泡大小信息。

进一步，如上所述的塑料薄膜生产内部冷却控制方法，其中，数据采集与输出板卡的模拟输出通道输出控制信号到信号隔离栅，对信号进行隔离增加抗干扰性后，再将经过隔离后的信号分别输出到抽风控制变频器和进风控制变频器的模拟控制端，来控制进风机、抽风机的转速。

本发明的有益效果如下：本发明改变了传统的塑料薄膜生产内部冷却控制系统通过阀门的开度来调整进风、出风速度的方式，采用调整变频器的频率来控制进风机、出风机的转速，从而控制进风和出风的速度，达到稳定生产的目的。这种控制方式反应速度快，控制精度高，生产成本低。由于采用工控PC机或普通PC机作为核心控制装置，控制界面友好，能够完整体现动态调整过程。在进风机前加装空气滤清器，过滤进风机吸入空气中的尘埃杂质，可以更好的保持进风管道的畅通。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图中，1.PC机 2.高精度数据采集与输出板卡 3.信号隔离栅 4.抽风控制变频器 5.抽风机 6.抽风控制阀门 7.膜头 8.外冷风环 9.内冷风环10.抽气管 11.膜泡 12.人字板 13.夹棍 14.超声波测距传感器15.进风控制阀门 16.空气滤清器 17.进风机 18.进风控制变频器 19.信号隔离栅

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，塑料薄膜生产内部冷却控制系统包括用于向膜泡11内送风的进风机17和从膜泡内抽风的抽风机5，在进风机17与膜泡11的进风通道之间设有进风控制阀门15，在抽风机5与膜泡11的抽风通道之间设有抽风控制阀门6。膜泡11下端为膜头7，膜头7上设有外冷风环8和内冷风环9。抽风管10置于膜泡内并与抽风通道连接。进风机17和抽风机5分别与进风控制变频器18和抽风控制变频器4相连接，进风控制变频器18和抽风控制变频器4与高精度数据采集与输出板卡2之间分别设有信号隔离栅19、3。设置在膜泡外侧的超声波测距传感器14(2～4路)与高精度数据采集与输出板卡2连接，高精度数据采集与输出板卡2连接由工控PC机或普通PC机1构成的中心控制装置。在进风机17的前端设有空气滤清器16。

上述系统的工作原理如下：从2～4路超声波测距传感器上传来的电压或电流信号，被高精度数据采集与输出板卡转化为数字信号，传递给PC机内运行的控制软件系统。软件系统根据用户的设置信息和接收到的超声波测距信号，通过高精度数据采集与输出板卡上模拟输出通道，输出控制信号到信号隔离栅，对信号进行隔离增加抗干扰性。经过隔离后的信号分别输出到抽风控制变频器和进风控制变频器的模拟控制端，控制进风机和抽风机的转速，通过转速的改变，来控制进风和抽风的速度，从而使膜泡稳定在设定的大小上。抽风控制阀门的作用是在不使用内冷时，将阀门关闭，阻止膜泡内空气流出。进风控制阀门的作用是在不使用内冷时，将阀门关闭，阻止膜泡内控制流出。在使用内冷系统时，可以适当调节阀门的开度，起到控制进风的压力和稳定风压的作用。空气滤清器的作用是过滤空气中的灰尘和杂质，避免进风通道在长时间运转后，灰尘堵塞管道，导致进风气流减小，甚至完全堵塞。空气滤清器采用机动车辆发动机使用的空气滤清器。

系统的运行方法如下：计算机根据用户输入的进风变频控制信号，控制进风变频器运行在设定的频率上，从而使进风机稳定运行在某个固定转速上，保持进风量稳定。然后计算机通过高精度数据采集与输出板卡，获取2-4路超声波测距传感器的信号，计算出当前膜泡的实际大小，并和用户设定的生产规格大小进行比较。当膜泡的实际大小大于设定大小时，计算机通过数据采集与输出板卡的输出通道，适当增加抽风变频器的输出频率，也就是提高抽风机的转速，加大抽风量，从而使膜泡减小，逐渐达到用户设定的规格大小。当实际膜泡大小小于设定大小时，计算机通过数据采集与输出板卡的输出通道，适当减小抽风变频器的输出频率，也就是减慢抽风机的转速，减小抽风量，从而使膜泡增大，逐渐达到用户设定的规格大小。

本发明采用计算机+数据采集板卡+隔离器+变频器的这种连接结构，实现了新型的塑料薄膜生产内部冷却控制方式，这种控制方式反应速度快，控制精度高，生产成本低。由于采用工控PC机或普通PC机作为核心控制装置，控制界面友好，能够完整体现动态调整过程。

Claims (3)

1.一种塑料薄膜生产内部冷却控制方法，其特征在于：计算机根据用户输入的进风变频控制信号，控制进风变频器运行在设定的频率上，从而使进风机稳定运行在固定转速上，保持进风量稳定，然后通过计算机控制数据采集和输出卡获取膜泡大小信息，当膜泡的实际大小大于设定大小时，计算机通过数据采集和输出卡的输出通道，适当增加变频器的输出频率，提高抽风机的转速，加大抽风量，从而使膜泡减小，逐渐达到用户设定的规格大小；当实际膜泡大小小于设定大小时，计算机通过数据采集和输出卡的输出通道，适当减小变频器的输出频率，减慢抽风机的转速，减小抽风量，从而使膜泡增大，逐渐达到用户设定的规格大小。

2.如权利要求1所述的塑料薄膜生产内部冷却控制方法，其特征在于：数据采集和输出卡通过膜泡外侧的2～4路超声波测距传感器获取膜泡大小信息。

3.如权利要求1或2所述的塑料薄膜生产内部冷却控制方法，其特征在于：数据采集与输出板卡的模拟输出通道输出控制信号到信号隔离栅，对信号进行隔离增加抗干扰性后，再将经过隔离后的信号分别输出到抽风控制变频器和进风控制变频器的模拟控制端，来控制进风机、抽风机的转速。

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