CN103395190A - 具有熔体压力控制系统的片材挤出机 - Google Patents

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黄育汉
郑旭山
郑泽荣
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Abstract

一种具有熔体压力控制系统的片材挤出机，包括机身、主机、计量泵、过滤网、熔体压力控制系统，所述主机、计量泵、过滤网、熔体压力控制系统分别安装在机身上，其特征在于：所述熔体压力控制系统包括压力检测机构，探测片材挤出机至少一处的熔体压力，发出压力探测信号；控制装置，接收压力探测信号并进行处理，发出调速控制信号；调速机构，接收至少一个调速控制信号并控制对应驱动电机的转速。本发明对照现有技术的有益效果是，由于熔体压力控制系统能够更好的实时检测熔体压力，并对熔体压力进行调节，让熔体压力始终保持在合适的范围内，因此能够有效的保证片材挤出机生产出片材的质量。

Description

具有熔体压力控制系统的片材挤出机
技术领域
本发明涉及一种片材挤出机，更具体地说涉及一种具有熔体压力控制系统的片材挤出机。 
背景技术
     片材挤出机通过模头挤出片材，在常规控制操作下，需要开机师傅富有丰富的工作经验和对材料属性非常了解情况下，才能做出比较好质量的塑料片材，这样很浪费时间和人力。 
    这是因为塑料熔化成熔体后，熔体的压力难以控制，而压力的大小如果发生变化，会对挤出的片材质量造成不良的影响。 
发明内容    
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术熔体压力难以控制的缺点，提供一种具有熔体压力控制系统的片材挤出机，这种具有熔体压力控制系统的片材挤出机能够更好的实时检测熔体压力，并对熔体压力进行调节，让熔体压力始终保持在合适的范围内。采用的技术方案如下：
一种具有熔体压力控制系统的片材挤出机，包括机身、主机、计量泵、过滤网、熔体压力控制系统，所述主机、计量泵、过滤网、熔体压力控制系统分别安装在机身上，其特征在于：所述熔体压力控制系统包括
压力检测机构，探测片材挤出机至少一处的熔体压力，发出压力探测信号；
控制装置，接收压力探测信号并进行处理，发出调速控制信号；
调速机构，接收至少一个调速控制信号并控制对应驱动电机的转速。
较优的方案，所述压力检测机构包括第一压力传感器，探测过滤网前的熔体压力，发出第一压力探测信号。 
更优的方案，所述压力检测机构还包括第二压力传感器，探测过滤网与计量泵之间的熔体压力，发出第二压力探测信号。 
更优的方案，所述压力检测机构还包括第三压力传感器，探测计量泵出口的熔体压力，发出第三压力探测信号。 
较优的方案，所述控制装置包括 
上位机，通过人机交互界面输入各种参数；
PLC可编程控制器，接收各种参数和压力探测信号，进行处理后，输出至少一个调速控制信号。
较优的方案，所述调速机构包括主机变频器，所述PLC可编程控制器输出主机调速信号，所述主机变频器接收主机调速信号，控制主机电机转动。 
更优的方案，所述调速机构包括计量泵变频器，所述PLC可编程控制器输出计量泵调速信号，所述计量泵变频器接收计量泵调速信号，控制计量泵电机转动。 
本发明对照现有技术的有益效果是，由于熔体压力控制系统能够更好的实时检测熔体压力，并对熔体压力进行调节，让熔体压力始终保持在合适的范围内，因此能够有效的保证片材挤出机生产出片材的质量。 
附图说明   
图1是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是图1所示优选实施例熔体压力控制系统的电路原理方框图；
图3是图1所示优选实施例控制装置与调速机构的的电路原理图。
具体实施方式  
如图1-3所示，本优选实施例中的具有熔体压力控制系统的片材挤出机，包括机身1、主机2、计量泵3、过滤网4、熔体压力控制系统，所述主机2、计量泵3、过滤网4、熔体压力控制系统分别安装在机身1上。
所述熔体压力控制系统包括 
压力检测机构，探测片材挤出机三处的熔体压力，发出压力探测信号；
控制装置，接收压力探测信号并进行处理，发出调速控制信号；
调速机构，接收两个调速控制信号并控制对应驱动电机的转速。
所述压力检测机构包括第一压力传感器5，探测过滤网4前的熔体压力，发出第一压力探测信号。 
所述压力检测机构还包括第二压力传感器6，探测过滤网4与计量泵3之间的熔体压力，发出第二压力探测信号。 
所述压力检测机构还包括第三压力传感器7，探测计量泵3出口的熔体压力，发出第三压力探测信号。 
所述控制装置包括 
上位机8，通过人机交互界面输入各种参数；
PLC可编程控制器9，接收上述各种参数和压力探测信号，进行处理后，输出至少一个调速控制信号。
所述调速机构包括主机变频器10，所述PLC可编程控制器输出主机调速信号，所述主机变频器10接收主机调速信号，控制主机电机12转动。 
所述调速机构包括计量泵变频器11，所述PLC可编程控制器输出计量泵调速信号，所述计量泵变频器11接收计量泵调速信号，控制计量泵电机13转动。 
如图1所示，其中第一压力传感器5主要是检测过滤网4前的压力，此压力可设定报警功能，当压力检测超过设定值时，可实现声音或者灯光报警，主要是提示操作者需更换过滤网4。 
第二压力传感器6主要是用于熔体压力PID控制，通过检测压力值的变化（PV值），控制螺杆驱动电机的转速。 
第三压力传感器7只用于显示实时检测的压力值，起到观察输出最后熔体压力是否稳定的作用，可判断最终的熔体情况。 
如图3所示，第一压力传感器5/第二压力传感器6/第三压力传感器7压力传感器的信号都是通过PLC可编程控制器的采集，运算成熔体压力的显示和转换成熔体压力控制系统所需的参考数据。 
     熔体的压力通过转换成PLC所需数据，通过PLC程序编写，加入PID运算控制算法，引进可编程器通信技术，从而灵活的转化成变频器所需的频率，快速调节主机电机12和计量泵电机13的速度。 
     PLC的PID运算控制环节 
PID算法
在稳定状态操作中，PID控制器管理输出数值，以便将错误（e）驱动为零。错误测量由设定值（所需的操作点）和进程变量（实际操作点）之间的差别决定。PID控制原则基于以下公式，其中将输出M(t)表示为比例项、积分项和微分项的函数：
Figure 2013103486106100002DEST_PATH_IMAGE002
其中：
M(t)   作为时间函数的回路输出
dt     回路增益
e         回路错误（设定值和进程变量之间的差别）
     M initial  回路输出的初始值
当采用闭环PID控制时，第二压力传感器6所检测出来的压力值（PV值）小于设定值（SP值）时，通过输出控制值(CV值)控制螺杆驱动电机提速（变频器调速），使第二压力传感器6所检测出来的压力值升高并达到与设定值；反之，当第二压力传感器6所检测出来的压力值大于设定值时，通过输出控制值控制螺杆驱动电机降速（变频器调速），以使第二压力传感器6所检测出来的压力降低并达到与设定值一样。
因此，计量泵3的熔体一直是保证定量、稳定地流出，从而控制熔体一直以稳定、定量输出，无需人工通过手动调速电机，就能智能的控制了片材的质量。 
此外，如果需要，还可以根据第三压力传感器7所检测出来的压力值，通过控制计量泵电机13的速度，以使第三压力传感器7所检测出来的压力降低或升高，以使第二压力传感器6所检测出来的压力降低并达到与设定值一样。 

Claims (7)

1.一种具有熔体压力控制系统的片材挤出机，包括机身、主机、计量泵、过滤网、熔体压力控制系统，所述主机、计量泵、过滤网、熔体压力控制系统分别安装在机身上，其特征在于：所述熔体压力控制系统包括
压力检测机构，探测片材挤出机至少一处的熔体压力，发出压力探测信号；
控制装置，接收压力探测信号并进行处理，发出调速控制信号；
调速机构，接收至少一个调速控制信号并控制对应驱动电机的转速。
2.如权利要求1所述的具有熔体压力控制系统的片材挤出机，其特征在于：所述压力检测机构包括第一压力传感器，探测过滤网前的熔体压力，发出第一压力探测信号。
3.如权利要求1所述的具有熔体压力控制系统的片材挤出机，其特征在于：所述压力检测机构还包括第二压力传感器，探测过滤网与计量泵之间的熔体压力，发出第二压力探测信号。
4.如权利要求1所述的具有熔体压力控制系统的片材挤出机，其特征在于：所述压力检测机构还包括第三压力传感器，探测计量泵出口的熔体压力，发出第三压力探测信号。
5.如权利要求1所述的具有熔体压力控制系统的片材挤出机，其特征在于：所述控制装置包括
上位机，通过人机交互界面输入各种参数；
PLC可编程控制器，接收上述各种参数和压力探测信号，进行处理后，输出至少一个调速控制信号。
6.如权利要求5所述的具有熔体压力控制系统的片材挤出机，其特征在于：所述调速机构包括主机变频器，所述PLC可编程控制器输出主机调速信号，所述主机变频器接收主机调速信号，控制主机电机转动。
7.如权利要求5所述的具有熔体压力控制系统的片材挤出机，其特征在于：所述调速机构包括计量泵变频器，所述PLC可编程控制器输出计量泵调速信号，所述计量泵变频器接收计量泵调速信号，控制计量泵电机转动。
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