CN207669725U - 塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，包括人机界面、控制电柜以及埋设在料筒壁内的热电偶，控制电柜内设有中央处理器和固态继电器，固态继电器具有额定功率监测功能，串联在加热元件的加热回路中；固态继电器的控制端连接至中央处理器；人机界面与中央处理器连接，用于设定料筒加热温度；热电偶与中央处理器连接，用于检测料筒实际温度；中央处理器用于将接收到的料筒实际温度值和设定温度值进行比较以调整加热元件的加热功率，同时，中央处理器将加热功率与闭环控制器的输出量进行比较，以判断加热元件是否失效。通过对加热元件的加热功率监测，无需增加额外的检测元件，做到实时及时的发现加热元件失效。

Description

塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统

技术领域

本实用新型涉及塑料注射成型机技术领域，特别是涉及一种塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统。

背景技术

塑料注射成型机的生产过程是将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中进行加热，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞或螺杆的推动下，进而通过料筒前端的喷嘴注入闭合的模具内，形成塑料制品。料筒的加热是通过设置在料筒壁上的加热元件实现的，而加热元件的使用寿命由数月到数年不等，在塑料注射成型机上属于易损件，它们的失效会导致废品率增加，不能及时发现会造成极大的浪费；目前是通过额外增加检测元件(如电流检测元件)来及时发现以避免造成更大的损失。但是增加额外检测元件存在以下缺点：

(1)额外的检测元件增加了设备的成本。

(2)检测元件自身失效无法识别。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，所述塑料注射成型机包括料筒，所述料筒内设有螺杆，所述料筒外壁上设有加热元件，所述监测系统包括人机界面、控制电柜以及埋设在料筒壁内的热电偶，所述控制电柜内设有中央处理器和固态继电器，所述固态继电器具有额定功率监测功能，用于检测加热元件的加热功，且所述固态继电器与所述加热元件一一对应连接，所述固态继电器的一对常开触点串联在加热元件的加热回路中；所述固态继电器的控制端连接至中央处理器，固态继电器将检测到的加热功率发送至中央处理器，中央处理器将收到的加热功率与闭环控制器的输出量进行比较；所述人机界面与中央处理器连接，用于设定料筒加热的温度，并将设定温度值发送至中央处理器，由中央处理器通过固态继电器控制加热元件的加热功率；所述热电偶与中央处理器连接，用于检测料筒的实际温度，并将料筒的实际温度值发送至中央处理器，中央处理器将料筒的实际温度值与设定温度值进行比较，实现料筒加热温度的闭环控制；所述中央处理器用于将接收到的料筒实际温度值和设定温度值进行比较以调整加热元件的加热功率，同时，中央处理器将接收到的加热功率与闭环控制器的输出量进行比较，以判断加热元件是否失效。

具体的，所述加热元件采用加热圈。加热圈的额定功率监测，监测值被用于诊断加热圈的失效。监测值与闭环控制器输出量比较，相等则没有失效，小于闭环控制器输出量则说明加热元件失效。

具体的，所述加热圈为多个，且沿料筒轴向依次设置。

进一步，还包括微型断路器，所述微型断路器串联在固态继电器与电源的相线进线端之间。微型断路器，简称MCB(Micro Circuit Breaker)，是电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器，用于125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护等。

具体的，所述中央处理器包括PLC功能模块和脉宽调制模块，所述脉宽调制模块与所述固态继电器的控制端连接，用于控制固态继电器的通电断电，从而控制加热元件加热回路的通断，以实现加热元件的加热功率的调整。

工作原理：

加热元件的加热采用闭环控制，首先通过人机界面设定料筒的加热温度，并将加热温度值发送至中央处理器，中央处理器根据设定的温度值控制加热元件进行加热，在加热过程中，热电偶实时检测料筒的温度，并将检测到的实际温度值发送至中央处理器，由中央处理器进行比较后，由闭环控制器输出，闭环控制器的输出经过脉宽调制器进行调理后输出控制固态继电器的通断状态以及通断时间，从而控制加热元件的加热，形成加热的闭环控制。

在整个加热过程中，将具有额定功率监测功能的固态继电器串接在加热元件的加热回路中，用于检测加热元件的额定加热功率，并将检测结果发送至中央处理器，由中央处理器将检测到的加热元件的额定加热功率与与闭环控制器输出量比较，相等则没有失效，小于闭环控制器输出量则说明加热元件失效。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，通过对加热元件的加热功率监测，无需增加额外的检测元件，做到实时及时的发现加热元件失效。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图。

图中：1、人机界面，2、加热元件，3、热电偶，4、料筒，5、螺杆，6、微型断路器，7、固态继电器，8、控制电柜，9、中央处理器。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，所述塑料注射成型机包括料筒4，所述料筒4内设有螺杆5，所述料筒4 外壁上设有加热元件2，所述监测系统包括人机界面1、控制电柜8以及埋设在料筒4壁内的热电偶3，所述控制电柜8内设有中央处理器9和固态继电器7，所述固态继电器7具有额定功率监测功能，用于检测加热元件2的加热功，且所述固态继电器7与所述加热元件2一一对应连接，也就是每个加热元件2的加热回路中串接一个固态继电器7，所述固态继电器7的一对常开触点串联在加热元件2的加热回路中；所述固态继电器7的控制端连接至中央处理器9，固态继电器7将检测到的加热功率发送至中央处理器9，中央处理器9将收到的加热功率与闭环控制器的输出量进行比较；所述人机界面1与中央处理器9连接，用于设定料筒4加热的温度，并将设定温度值发送至中央处理器9，由中央处理器9通过固态继电器7控制加热元件2的加热功率；所述热电偶3与中央处理器9连接，用于检测料筒4的实际温度，并将料筒4的实际温度值发送至中央处理器9，中央处理器9将料筒4的实际温度值与设定温度值进行比较，实现料筒4加热温度的闭环控制；所述中央处理器9用于将接收到的料筒4实际温度值和设定温度值进行比较以调整加热元件2的加热功率，同时，中央处理器9 将接收到的加热功率与闭环控制器的输出量进行比较，以判断加热元件2是否失效。图中A表示温度反馈信号线，用于连接热电偶3和中央处理器9；B表示设定温度信号线，用于将人机界面1设定的温度送入中央处理器9；C表示额定功率检测信号线，连接固态继电器7和中央处理器9，用于将固态继电器7检测到的加热元件2的加热功率输送至中央处理器9；N-busbar表示零线进线端；L-busbar表示电源的相线进线端，俗称火线；SSR表示固态继电器7；Prel(t)表示脉宽调制器输出量；Pabs(t)表示固态继电器7输出量；Pnom表示加热器额定功率。

具体的，所述加热元件2采用加热圈。加热圈的额定功率监测，监测值被用于诊断加热圈的失效。监测值与闭环控制器输出量比较，相等则没有失效，小于闭环控制器输出量则说明加热元件2失效。

具体的，所述加热圈为多个，且沿料筒4轴向依次设置。

进一步，还包括微型断路器6，所述微型断路器6串联在固态继电器与电源的相线进线端之间。微型断路器6，简称MCB(Micro Circuit Breaker)，是电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器，用于125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护等。

具体的，所述中央处理器9包括PLC功能模块和脉宽调制模块，PLC功能模块是模拟量输入和数字量输出模块，它是闭环控制的一部分。PLC功能模块接收温度传感器(热电偶3)的信号，与设定温度比较，进行PID的运算，输出计算出的控制量，用于控制加热圈的加热。所述脉宽调制模块与所述固态继电器7的控制端连接，用于控制固态继电器7的通电断电，从而控制加热元件2 加热回路的通断，以实现加热元件2的加热功率的调整。

工作原理：

加热元件2的加热采用闭环控制，首先通过人机界面1设定料筒4的加热温度，并将加热温度值发送至中央处理器9，中央处理器9根据设定的温度值控制加热元件2进行加热，在加热过程中，热电偶3实时检测料筒4的温度，并将检测到的实际温度值发送至中央处理器9，由中央处理器9进行比较后，由闭环控制器输出，闭环控制器的输出经过脉宽调制器进行调理后输出控制固态继电器7的通断状态以及通断时间，从而控制加热元件2的加热，形成加热的闭环控制。

在整个加热过程中，将具有额定功率监测功能的固态继电器7串接在加热元件2的加热回路中，用于检测加热元件2的额定加热功率，并将检测结果发送至中央处理器9，由中央处理器9将检测到的加热元件2的额定加热功率与与闭环控制器输出量比较，相等则没有失效，小于闭环控制器输出量则说明加热元件2失效。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，所述塑料注射成型机包括料筒(4)，所述料筒(4)内设有螺杆(5)，所述料筒(4)外壁上设有加热元件(2)，其特征在于：所述监测系统包括人机界面(1)、控制电柜(8)以及埋设在料筒(4)壁内的热电偶(3)，所述控制电柜(8)内设有中央处理器(9)和固态继电器(7)，所述固态继电器(7)具有额定功率监测功能，且所述固态继电器(7)与所述加热元件(2)一一对应连接，所述固态继电器(7)的一对常开触点串联在加热元件(2)的加热回路中；所述固态继电器(7)的控制端连接至中央处理器(9)；所述人机界面(1)与中央处理器(9)连接，用于设定料筒(4)加热的温度；所述热电偶(3)与中央处理器(9)连接，用于检测料筒(4)的实际温度；所述中央处理器(9)用于将接收到的料筒(4)实际温度值和设定温度值进行比较以调整加热元件(2)的加热功率，且所述中央处理器(9)用于将接收到的加热功率与闭环控制器的输出量进行比较，以判断加热元件(2)是否失效。

2.如权利要求1所述的塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，其特征在于：所述加热元件(2)采用加热圈。

3.如权利要求2所述的塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，其特征在于：所述加热圈为多个，且沿料筒(4)轴向依次设置。

4.如权利要求1所述的塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，其特征在于：还包括微型断路器(6)，所述微型断路器(6)串联在固态继电器(7)与电源的相线进线端之间。

5.如权利要求1所述的塑料注射成型机加热元件的加热功率监测系统，其特征在于：所述中央处理器(9)包括PLC功能模块和脉宽调制模块，所述脉宽调制模块与所述固态继电器(7)的控制端连接，用于控制固态继电器(7)的通电断电。