CN111688160A - 一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，挤出机内安装探测胶料温度的温度传感器，挤出机和温度传感器均与MES系统连接；包括，MES系统检测并记录挤出机停机时间段内胶料温度；MES系统根据停机时间内胶料温度变化值ΔT，对挤出机螺杆转数设定值R₀和联动线速度设定值V₀进行补偿；补偿后挤出机螺杆转数R和联动线速度V的持续时间t₁及恢复时间t₂设定；本发明基于MES系统与压出挤出机及联动线的有效配合，根据挤出机内胶料温度的变化对挤出机螺杆转数与联动线速度进行补偿，使挤出机一键启动后挤出制品重量值快速稳定，大大降低了挤出胶料制品不良率的产生，有效解决了现有技术中一键启动后挤出胶料制品重量值波动时间长、波动幅度大的问题。

Description

一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法

技术领域

本发明涉及挤出机控制技术领域，具体地说是一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法。

背景技术

传统的压出挤出机生产作业中，压出挤出机操作人员的技能水平或操作手法的不同对压出的胶料制品的合格率和生产效率具有较大影响，因此生产作业条件或生产参数的固化尤为重要。现有技术中，一键启动已代替人工操作进行挤出机的自动启动，以降低人工操作因素导致的不合格率，一键启动即通过MES系统预先设定挤出机螺杆转数、联动线速度、供胶宽度等启动参数，压出挤出机生产开始，一键启动，根据生产胶料制品的规格选定MES系统预先设定的生产参数，压出挤出机通过MES系统调整至预先设定的参数值从而进行压出生产。

虽然挤出机的一键启动作业可以降低人工操作因素造成的不合格率，但现有技术中仍然存在以下弊端：在胶料制品挤出时，胶料的温度和混炼程度对胶料的收缩和膨胀影响非常明显，在挤出机因更换产品规格或异常停机时，胶料的温度逐渐降低，压出挤出机停机结束一键启动后，挤出机螺杆和联动线的各项参数迅速提升到MES系统的预先设定值(机械式调整，10秒钟即可提升到设定值)，胶料温度的降低会导致挤出胶料制品的重量值不稳定，存在前期重量重、后期重量轻，最后再恢复到到合格范围的波动过程，此过程的持续时间长达5分钟左右，胶料挤出速度一般为20～30米/分钟，即100～150米的压出胶料制品存在重量值波动的情况，且重量值波动幅度大，重量值波动超出标准重量范围的制品只能被打标裁出做废料处理。因此，这样时间长、幅度大的重量值波动严重影响胶料制品的质量，使制品的合格率大大降低。

发明内容

为了解决压出挤出机因更换规格或异常停机等情况处理完成，一键启动挤出机后，挤出胶料制品重量值先重后轻，且重量值波动幅度大、波动时间长、稳定性差的问题，本发明提供了一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，根据停机时间段内胶料温度变化值对挤出机螺杆转数和联动线速度进行补偿调整，实现了一键启动后压出制品重量值快速稳定，大大降低了挤出胶料制品不良率的产生。

本发明采用的技术方案是：

一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，挤出机内安装探测胶料温度的温度传感器，所述挤出机和温度传感器均与MES系统连接；包括以下步骤：

S1)MES系统检测并记录挤出机停机时间段内胶料温度；当MES系统检测到挤出机停机开始时，记录此时的胶料温度值；当MES系统检测到挤出机停机结束时，记录此时的胶料温度值；MES系统计算并保存停机时间内胶料温度的变化值ΔT；

S2)MES系统根据停机时间内胶料温度变化值ΔT，对挤出机螺杆转数设定值R₀和联动线速度设定值V₀进行补偿；补偿后的挤出机螺杆转数R和联动线速度V如下；

R＝R₀+2R₀·ΔT％公式(1)

V＝V₀+V₀·ΔT％公式(2)

S3)补偿后挤出机螺杆转数R和联动线速度V的持续时间t₁及恢复时间t₂设定；补偿后挤出机R和联动线速度V的保持时间t₁满足t₁＝10ΔT；恢复时间t₂满足t₂＝10ΔT，即挤出机螺杆转数R和联动线速度V在t₂时间内由补偿后的参数恢复到设定值。

在进行挤出作业时，压出挤出机因更换产品规格或异常停机后，一键启动挤出机，MES系统根据停机开始时与停机结束时挤出机内胶料温度的变化值对挤出机螺杆转数和联动线速度进行补偿调整，补偿后的挤出机螺杆转数在保持一定时间以后，在设定的时间内恢复到设定值；通过上述的控制方法，有效改善了因停机造成挤出机机内胶料温度降低而导致的挤出胶料制品前期重量重、后期重量轻的问题，胶料制品重量值波动得到较大改善，提升了制品重量过程能力PPK值(制品的过程绩效指数)，且一键启动后无需人工参与调整设备各项参数。

优选地，所述MES系统具有在线监测挤出机电流功能，当MES系统监测到挤出机电流变为0～10A时，视为停机开始时间，并记录此时的时间点；当MES系统监测到挤出机电流变为150～200A时，视为停机结束时间，并记录此时的时间点。停机时间的记录实现了班产有效生产时间、制品规格更换时间、异常处理时间的精准查询和追溯，为生产效率的计算及提高提供了数据支撑。

优选地，MES系统分别与连续称和重量打标装置连接，挤出机挤出的胶料制品经连续称，连续秤对胶料制品进行连续称重，MES系统将称重值与预先设定的重量值范围进行对比判断，胶料制品重量若不合格则通过重量打标装置进行打标做废料处理，防止重量值不合格的胶料制品进入到下工序中，造成更大的生产成本损失。

优选地，所述温度传感器安装于挤出机塑化段或挤出机挤出段，使温度传感器与挤出机内的胶料接触，准确探测胶料的温度。

与现有技术相比，本发明所提供的一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，基于MES系统与压出挤出机及联动线的有效配合，根据挤出机内胶料温度的变化对挤出机螺杆转数与联动线速度进行补偿调整，实现：

(1)压出挤出机停机后，一键启动，挤出机螺杆转数与联动线速度根据所述控制方法自动补偿调整，使得压出制品重量值快速稳定，大大降低了挤出胶料制品不良率的产生，有效地解决了现有技术中一键启动后挤出胶料制品重量值波动时间长、波动幅度大的问题；本发明所提供的控制方法可将现有技术中一键启动作业造成的挤出胶料制品100～150米的重量值波动长度降至制品重量值波动长度仅为20～40米，制品不合格率降低60％～80％。

(2)通过MES系统准确记录停机时间，实现了班产有效生产时间、制品规格更换时间、异常处理时间的精准查询和追溯，对生产效率的计算及提高提供了数据支撑。

(3)一键启动后，挤出机螺杆转数与联动线速度根据所述控制方法自动补偿调整，无需人工调整设备各项参数，避免了因人工操作所造成的不合格率。

附图说明

图1为本发明所提供的控制方法的原理图；

图2为本发明压出挤出机的结构示意图；

图3为挤出机螺杆转数随时间的变化趋势图；

图4为现有技术中压出挤出机一键启动后挤出胶料制品的米重值波动曲线；

图5为采用本发明的控制方法的压出挤出机一键启动后挤出胶料制品的米重值波动曲线。

附图标记：1、挤出机机架；2、挤出机机头；3、挤出机机筒；4、挤出机螺杆；5、挤出机动力系统；6、挤出机喂料口；7、挤出机销钉；8、温度传感器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明。

一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，如图2所示，在挤出机机身内安装探测胶料温度的温度传感器8，所述挤出机和温度传感器8均与MES系统连接，为准确探测胶料的温度，所述温度传感器8安装于挤出机塑化段或挤出机挤出段；所述控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1)MES系统检测并记录挤出机停机时间段内胶料温度；当MES系统检测到挤出机停机开始时，记录此时的胶料温度值；当MES系统检测到挤出机停机结束时，记录此时的胶料温度值；MES系统计算并保存停机时间内胶料温度的变化值ΔT；

S2)MES系统根据停机时间内胶料温度变化值ΔT，对挤出机螺杆转数设定值R₀和联动线速度设定值V₀进行补偿；补偿后的挤出机螺杆转数R和联动线速度V如下；

R＝R₀+2R₀·ΔT％ 公式(1)

V＝V₀+V₀·ΔT％ 公式(2)

S3)补偿后挤出机螺杆转数R和联动线速度V的持续时间t₁及恢复时间t₂设定；补偿后挤出机R和联动线速度V的保持时间t₁满足t₁＝10ΔT；恢复时间t₂满足t₂＝10ΔT，即挤出机螺杆转数R和联动线速度V在t₂时间内由补偿后的参数恢复到设定值。

在上述公式中ΔT只取停机时间内胶料温度变化的数值，不取其单位。

补偿后挤出机螺杆转数R、联动线速度V、补偿后参数的保持时间t₁及恢复时间t₂与温度变化值ΔT的具体对应关系如表1所示：

表1 对应关系

以挤出机螺杆转数为例，图3显示了挤出机螺杆转数随时间的变化趋势，一键启动后，MES系统根据机内胶料温度变化值对挤出机螺杆转数进行补偿调整，挤出机螺杆转数迅速提升至补偿后的值，此过程用时极短，所需时间忽略不计；补偿后的挤出机螺杆转数R在t₁的时间内保持不变，随后在t₂时间内恢复到挤出机螺杆转数的设定值R₀，之后按照原设定值R₀进行挤出生产。

MES系统分别与连续称和重量打标装置连接，挤出机挤出的胶料制品经联动线上的连续称，连续秤对胶料制品进行连续称重，MES系统将称重值与预先设定的重量值范围进行对比判断，胶料制品重量若超出MES系统设定的标准重量值范围则通过重量打标装置进行打标做废料处理。

为了实现了班产有效生产时间、制品规格更换时间、异常处理时间的精准查询和追溯，为生产效率的计算及提高提供数据支撑，所述MES系统具有在线监测挤出机电流功能，当MES系统监测到挤出机电流变为0～10A时，视为停机开始时间，并记录此时的时间点；当MES系统监测到挤出机电流变为150～200A时，视为停机结束时间，并记录此时的时间点。

在本实施例中，挤出胶料制品的重量值以胶料制品的米重值表示，米重值为每米挤出胶料制品的重量值，单位为kg/m。图4为现有技术中压出挤出机一键启动后挤出胶料制品的米重值波动曲线，图5为采用本发明的控制方法的压出挤出机一键启动后挤出胶料制品的米重值波动曲线，图中横坐标为挤出胶料制品的长度，纵坐标为挤出胶料制品米重，虚线范围内为标准重量值范围；由图4与图5的对比可以看出采用本发明所提供的控制方法后，挤出胶料制品的重量值波动幅度和波动时间均明显减小：现有技术中压出挤出机一键启动后，挤出胶料制品米重存在120米的超出标准重量值范围的波动，采用本发明所提供的控制方法后制品米重超出标准重量值范围的波动的长度降至32米，胶料制品的不合格率降低73％。

以上对本发明所提供的一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和中心思想。应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种压出挤出机螺杆转数预置控制方法，其特征在于，挤出机内安装探测胶料温度的温度传感器，所述挤出机和温度传感器均与MES系统连接；包括以下步骤：

S1)MES系统检测并记录挤出机停机时间段内胶料温度；当MES系统检测到挤出机停机开始时，记录此时的胶料温度值；当MES系统检测到挤出机停机结束时，记录此时的胶料温度值；MES系统计算并保存停机时间内胶料温度的变化值ΔT；

S2)MES系统根据停机时间内胶料温度变化值ΔT，对挤出机螺杆转数设定值R₀和联动线速度设定值V₀进行补偿；补偿后的挤出机螺杆转数R和联动线速度V如下；

R＝R₀+2R₀·ΔT％ 公式(1)

V＝V₀+V₀·ΔT％ 公式(2)

S3)补偿后挤出机螺杆转数R和联动线速度V的持续时间t₁及恢复时间t₂设定；补偿后挤出机R和联动线速度V的保持时间t₁满足t₁＝10ΔT；恢复时间t₂满足t₂＝10ΔT，即挤出机螺杆转数R和联动线速度V在t₂时间内由补偿后的参数恢复到设定值。

2.根据权利要求1所述的一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，其特征在于，所述MES系统具有在线监测挤出机电流功能，当MES系统监测到挤出机电流变为0～10A时，视为停机开始时间，并记录此时的时间点；当MES系统监测到挤出机电流变为150～200A时，视为停机结束时间，并记录此时的时间点。

3.根据权利要求1所述的一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，其特征在于，MES系统分别与连续称和重量打标装置连接，挤出机挤出的胶料制品经连续称，连续秤对胶料制品进行连续称重，MES系统将称重值与预先设定的重量值范围进行对比判断，胶料制品重量若不合格则通过重量打标装置进行打标做废料处理。

4.根据权利要求1所述的一种压出挤出机螺杆转数预置的控制方法，其特征在于，所述温度传感器安装于挤出机塑化段或挤出机挤出段。

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