CN105242709A - 一种模具温度自适应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模具温度自适应控制方法，涉及自动化控制领域，通过对采集到的温度值进行滤波，为后续的数据处理提供了准确的温度采集单元值。然后通过计算温度补偿参数并对采集到的温度值进行补偿。本发明能够动态的根据采集到的温度值及模具温度变化趋势对采集温度进行补偿，使得模具温控系统能够准确预判温度调节量，以对模具进行加热或制冷的调温处理，提高了控温的准确性及温度控制的稳定性，不会出现传统工艺中的频繁过量加热或制冷，保证了铸件的质量，同时由于极大的消除了干扰数据的影响，保证了本发明在不同加工环境的适应性。

Description

一种模具温度自适应控制方法

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别是涉及一种模具温度控制方法。

背景技术

自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80％的工业部门都不得不考虑着温度的因素。

工业生产中多采用注塑、滚塑和吹塑的工艺生产塑胶件，在成型过程中，需要精确地控制模具的温度、射出压力、速度等参数，以使得所成型的产品在内部结构、应力以及外观等方面均可以获得良好的性能。其中，温度是影响制品成型工艺的主要因素，在设备结构、模具结构和聚合物原材料一定的情况下，温度参数对制品的质量有直接的影响，因此对温度的自动控制成为了滚塑行业内关心的焦点。

温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。由于控制对象越来越复杂，在温度控制方面，还存在着许多问题。如何满足不同系统的控制要求，更好地提高控制性能是目前科学研究领域的一个重要课题。现有的模具温控系统根据采集到的温度数据进行调温，而基本上并未对采集的数据进行处理，导致模具的温控存在延迟高、响应慢、温度采集不准确、适应能力差和稳定性不高的缺点。近年来，虽然在理论的温度检测的成熟，但在实际的测量和控制中，如何保证快速实时采样的温度、如何保证模具温控系统根据采集的温度数据进行智能控制以达到制品加工过程中的理想温度是急待解决的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够根据采集到的温度进行精确控温且具有较高稳定性的模具温度控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种模具温度自适应控制方法，按以下步骤执行：

步骤一、通过温度传感器采集模具温度并发送给控制单元；设定采集到的温度值为Q_t，所述t为正整数；

步骤二、获取有效温度数列；

设定有效判断值为P_a，设定判断阈值为R；计算P_a＝Q_a-Q_a-1得到P_a；判断是否P_a≥R，当P_a≥R时，将Q_a删除；当P_a＜R时，将Q_a存入有效温度数列中；所述2≤a≤t且a为整数；所述R＞0；设定所述有效温度数列为{M_b}，所述b为正整数；

步骤三、计算温度补偿参数；

设定所述温度补偿参数为N_c，计算得到温度补偿参数N_c；所述M_c∈{M_b}且c≥3、c为整数；

步骤四、对{M_c}进行温度补偿；

设定补偿后的温度值为Z_c，计算 $Z_c=\left\{\begin{array}{cc}{M}_c-\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}>0& and& M_C-M_{c-1}>0\end{array}\\ M_c+\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}>0& and& M_C-M_{c-1}<0\end{array}\\ M_c+\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}<0& and& M_C-M_{c-1}<0\end{array}\\ M_c-\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}<0& and& M_C-M_{c-1}>0\end{array}\\ M_c& \begin{array}{cc}if& M_{C-1}-M_{c-2}=0\end{array}\\ M_c& \begin{array}{cc}if& M_C-M_{c-1}=0\end{array}\end{array}\right.$ 得到Z_c；

步骤五、控制单元根据补偿后的温度值Z_c发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具的加热制冷。

采用以上技术方案，对采集到的温度值进行滤波，能够有效的克服偶然因数引起的波动干扰，为后续的数据处理提供了准确的温度采集单元值。然后通过计算温度补偿参数对采集到的温度值进行补偿，由于传统的模具温控设备采集到的模具温度偏差大且动态响应性差，对温度变化的趋势缺乏考虑，因此必须对温度进行补偿，采用本技术方案获取的温度补偿参数及补偿方式，能够动态的根据采集到的温度值及模具温度变化趋势对采集温度进行补偿，使得模具温控系统能够准确预判温度调节量，以对模具进行加热或制冷的调温处理，提高了控温的准确性及温度控制的稳定性，不会出现传统工艺中的频繁过量加热或制冷，保证了铸件的质量，同时由于极大的消除了干扰数据的影响，保证了本温度控制方法在不同加工环境的适应性。

较佳的，所述步骤五按以下步骤执行：

将补偿后的温度值Z_c与设定温度值进行对比；当补偿后的温度值Z_c大于等于设定温度值时，控制单元发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具进行制冷；当补偿后的温度值Z_c小于设定温度值时，控制单元发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具进行加热。

本发明的有益效果是：本发明能够动态的根据采集到的温度值及模具温度变化趋势对采集温度进行补偿，使得模具温控系统能够准确预判温度调节量，以对模具进行加热或制冷的调温处理，提高了控温的准确性及温度控制的稳定性，不会出现传统工艺中的频繁过量加热或制冷，保证了铸件的质量，同时由于极大的消除了干扰数据的影响，保证了本温度控制方法在不同加工环境的适应性。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种模具温度自适应控制方法，按以下步骤执行：

步骤一、通过温度传感器采集模具温度并发送给控制单元；设定采集到的温度值为Q_t，所述t为正整数。

步骤二、获取有效温度数列：

设定有效判断值为P_a，设定判断阈值为R；计算P_a＝Q_a-Q_a-1得到P_a。判断是否P_a≥R，当P_a≥R时，将Q_a删除；当P_a＜R时，将Q_a存入有效温度数列中；所述有效温度数列中至少采集有4个有效温度值；所述有效温度数列中的温度值按采集顺序排列，采集到的第一个有效温度值为M₁，第二个采集到的有效值为M₂，…第b个采集到的有效温度值为M_b；2≤a≤t且a为整数；所述R＞0；设定所述有效温度数列为{M_b}，所述b为正整数。本方案从第二个采集温度Q₂开始即排除干扰信号造成的突变温度数据，滤除了环境的影响，保证了采集的数据精度及有效性。

步骤三、计算温度补偿参数；

设定所述温度补偿参数为N_c，计算得到温度补偿参数N_c；所述M_c∈{M_b}且c≥3、c为整数。

步骤四、对{M_c}进行温度补偿：

设定补偿后的温度值为Z_c，计算 $Z_c=\left\{\begin{array}{cc}{M}_c-\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}>0& and& M_C-M_{c-1}>0\end{array}\\ M_c+\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}>0& and& M_C-M_{c-1}<0\end{array}\\ M_c+\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}<0& and& M_C-M_{c-1}<0\end{array}\\ M_c-\left|N_c\right|& \begin{array}{cccc}if& M_{C-1}-M_{c-2}<0& and& M_C-M_{c-1}>0\end{array}\\ M_c& \begin{array}{cc}if& M_{C-1}-M_{c-2}=0\end{array}\\ M_c& \begin{array}{cc}if& M_C-M_{c-1}=0\end{array}\end{array}\right.$ 得到Z_c。

以上方案中，当M_C-1-M_c-2＞0且M_C-M_c-1＞0，则模具温度为持续上升期，当M_C-1-M_c-2＞0且M_C-M_c-1＜0，则模具温度受影响下降，当M_C-1-M_c-2＜0且M_C-M_c-1＜0，则模具温度为持续下降期，当M_C-1-M_c-2＜0且M_C-M_c-1＞0，则模具温度受影响上升，当M_C-1-M_c-2＝0或M_C-M_c-1＝0时，模具温度处于稳定期。以上方案根据模具温度处于不同的趋势，采取相应的补偿方式，避免了错误的进行温度补偿，提高了温控精度，能够动态的在加工周期中进行温控，保证铸件的质量。

本方案的温度补偿参数及补偿方式能够反映出模具温度的变化趋势，由于在补偿前有效滤除了突变温度值，有效的避免了突变温度值造成的趋势预判错误，能够在温度变化大或温度变化小的加工工艺中均具有较高控温准确性，使得本方案的补偿方式成为现实。

步骤五、控制单元根据补偿后的温度值Z_c发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具的加热制冷。由于模具温控系统能够准确预判温度调节量，并根据模具温度变化趋势对采集温度进行补偿，然后控制单元发出控制信号模具温控系统以对模具进行加热或制冷的调温处理，提高了控温的准确性及温度控制的稳定性，不会出现传统工艺中的频繁过量加热或制冷，保证了铸件的质量，同时由于极大的消除了干扰数据的影响，保证了本温度控制方法在不同加工环境的适应性。

本实施例中，所述步骤五按以下步骤执行：

将补偿后的温度值Z_c与设定温度值进行对比；当补偿后的温度值Z_c大于等于设定温度值时，控制单元发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具进行制冷；当补偿后的温度值Z_c小于设定温度值时，控制单元发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具进行加热。

本实施例中，温度传感器为接触式温度传感器，温度传感器检测的温度信号通过模拟量输入模块传递给控制单元，控制单元对检测到的温度信号进行处理后，确定温度控制方案并输出控制信号给模具温控系统，模具温控系统根据控制信号控制加热系统对模具进行加热或控制制冷系统对模具进行冷却。温度传感器可根据需要设置多个，从而能够对各关键区域分别进行不同程度的冷却或加热，以达到精确的温度控制效果，使模具的温度分布最优，在本实施例中，温度传感器设置为一个。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种模具温度自适应控制方法，其特征在于按以下步骤执行：

步骤一、通过温度传感器采集模具温度并发送给控制单元；设定采集到的温度值为Q_t，所述t为正整数；

步骤二、获取有效温度数列；

设定有效判断值为P_a，设定判断阈值为R；计算P_a＝Q_a-Q_a-1得到P_a；判断是否P_a≥R，当P_a≥R时，将Q_a删除；当P_a＜R时，将Q_a存入有效温度数列中；2≤a≤t且a为整数；所述R＞0；设定所述有效温度数列为{M_b}，所述b为正整数；

步骤三、计算温度补偿参数；

设定所述温度补偿参数为N_c，计算得到温度补偿参数N_c；所述M_c∈{M_b}且c≥3、c为整数；

步骤四、对{M_c}进行温度补偿；

设定补偿后的温度值为Z_c，计算 $Z_c=\left\{\begin{array}{ccccc}{M}_c-\left|N_c\right|& \mathrm{if}& M_{C-1}-M_{c-2}>0& \mathrm{and}& M_C-M_{c-1}>0\\ M_c+\left|N_c\right|& \mathrm{if}& M_{C-1}-M_{c-2}>0& \mathrm{and}& M_C-M_{c-1}<.0\\ M_c+\left|N_c\right|& \mathrm{if}& M_{C-1}-M_{c-2}<0& \mathrm{and}& M_C-M_{c-1}<0\\ M_c-\left|N_c\right|& \mathrm{if}& M_{C-1}-M_{c-2}<0& \mathrm{and}& M_C-M_{c-1}>0\\ M_c& \mathrm{if}& M_{C-1}-M_{c-2}=0& & \\ M_c& \mathrm{if}& M_C-M_{c-1}=0& & \end{array}\right.$ 得到Z_c；

步骤五、控制单元根据补偿后的温度值Z_c发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具的加热制冷。

2.如权利要求1所述的一种模具温度自适应控制方法，其特征是：所述步骤五按以下步骤执行：

将补偿后的温度值Z_c与设定温度值进行对比；当补偿后的温度值Z_c大于等于设定温度值时，控制单元发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具进行制冷；当补偿后的温度值Z_c小于设定温度值时，控制单元发送信号给模具温控系统，以控制模具温控系统对模具进行加热。