CN208730338U - 一种带有模糊自适应pid温度控制系统的色母粒挤出生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电机技术领域的一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，所述温度测量装置电性输出连接把模拟量转换为数字量的A/D，所述A/D电性输出连接对温度信号进行集中处理的PLC，所述PLC双向电性连接根据程序实时计算获得比例、积分、微分控制器参数的工业控制计算机，所述PLC电性输出连接把数字量转换为模拟量的D/A，所述D/A分别电性输出连接可以改变频率的变频器和起到导电开关作用的晶闸管，所述变频器电性输出连接起到提供冷却功能的冷却水泵，所述晶闸管电性输出连接对螺桶进行加热的加热装置，通过电加热和水泵冷却方式实现对挤出机内的温度的精确控制，缩短了系统的响应时间，降低了超调量。

Description

一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线

技术领域

本实用新型涉及色母粒塑料颗粒挤出生产领域，具体地是涉及一种带有模糊自适应PID控制的挤出系统。

背景技术

目前，塑料行业是高能耗、高排量的行业，随着塑料行业的大规模扩大，色母粒颗粒的应用范围也越来越广泛，对色母粒的需求量也越来越多，而色母粒主要是在挤出机中完成混合、塑性变形的。通过混料机混合的色母粒颗粒在挤出机中进行进一步的充分混合及塑性变形，而温度在色母粒的生产过程中是一个至关重要的参数，影响其物理的和几何的属性。在传统的色母粒挤出过程中，一般采用传统PID的温度控制，具有非线性、滞后、大惯性特点的问题，使物料的温度不能精确在所要求的温度范围内，进而影响了物料的使用特性，难以满足色母粒的生产要求，达到满意的效果，为此，我们提出一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对色母粒挤出生产过程中非线性、大滞后、时变的特性，现有温控系统难以满足实际生产的需要，为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，包括两组结构相同的支架，两组所述支架之间设置有若干组结构相同的螺桶，所述螺桶的顶部设置有温度测量装置，所述温度测量装置均电性连接温度控制器，所述螺桶的底部均连接有冷水管，所述冷水管的另一端和冷却水泵连接，所述螺桶的内腔顶部设置有加热装置，所述温度测量装置电性输出连接把模拟量转换为数字量的A/D，所述A/D电性输出连接对温度信号进行集中处理的PLC，所述PLC双向电性连接根据程序实时计算获得比例、积分、微分控制器参数的工业控制计算机，所述PLC电性输出连接把数字量转换为模拟量的D/A，所述D/A分别电性输出连接可以改变频率的变频器和起到导电开关作用的晶闸管，所述变频器电性输出连接起到提供冷却功能的冷却水泵，所述晶闸管电性输出连接对螺桶进行加热的加热装置。

优选的，相邻两组所述螺桶设置为螺接。

优选的，所述温度控制器包括PLC、A/D和D/A。

优选的，所述温度测量装置包含多个温度传感器，且温度传感器均布在螺桶的顶部表面，且温度传感器设置为热电偶温度传感器。

优选的，所述冷水管和螺桶、冷却水泵的连接处均设置有密封胶圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该实用新型结构设计合理，该系统通过Simulink仿真,结果表明该方法缩短了系统的响应时间，降低了超调量，提高了自适应能力。实际的生产试验应用也表明:基于该控制算法在线调整PID的参数，可以快速响应温度变化，开发的基于PLC的模糊PID控温系统可行、可靠，提高了产品的质量，达到了预期目标。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型工作原理框图示意图。

图中：1支架、2螺桶、3温度测量装置、4温度控制器、5加热装置、6冷水管、7冷却水泵、8 A/D、9 PLC、10工业控制计算机、11 D/A、12变频器、13晶闸管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，包括两组结构相同的支架1，两组支架1之间设置有若干组结构相同的螺桶2，螺桶2的顶部设置有温度测量装置3，温度测量装置3均电性连接温度控制器4，螺桶2的底部均连接有冷水管6，冷水管6的另一端和冷却水泵7连接，螺桶2的内腔顶部设置有加热装置5，温度测量装置3电性输出连接把模拟量转换为数字量的A/D8，A/D8电性输出连接对温度信号进行集中处理的PLC9，PLC9双向电性连接根据程序实时计算获得比例、积分、微分控制器参数的工业控制计算机10，PLC9电性输出连接把数字量转换为模拟量的D/A11，D/A11分别电性输出连接可以改变频率的变频器12和起到导电开关作用的晶闸管13，变频器12电性输出连接起到提供冷却功能的冷却水泵7，晶闸管13电性输出连接对螺桶2进行加热的加热装置5。

其中，相邻两组螺桶2设置为螺接，通过这种设置便于相邻两组螺桶2的连接，便于装配；

温度控制器4包括PLC9、A/D8和D/A11，通过这种设置可以通过温度控制器4对温度测量装置3采集到的温度信号进行处理，并且可以自动将采集到的实际温度与事先设定的温度进行对比，增加了对温度控制的准确性；

温度测量装置3包含多个温度传感器，且温度传感器均布在螺桶2的顶部表面，且温度传感器设置为热电偶温度传感器，通过这种设置可以提高温度测量装置3对与温度的敏感度，有利于实现对温度的精确控制；

冷水管6和螺桶2、冷却水泵7的连接处均设置有密封胶圈，通过这种设置可以避免在冷却水泵7工作时因冷却水泵7输出压力不够而影响温度的控制效率。

工作原理：该装置在使用时，当挤出机开始进行工作时，温度测量装置3开始测量挤出机上螺桶2内的温度，与此同时，温度测量装置3将采集到的温度信号传递给A/D8，A/D8将模拟信号转化为数字信号然后传输至PLC9，PLC9自动将采集到的实际温度与事先设定的温度进行对比，然后PLC9将温度数字信号送入工业控制计算机10中，工业控制计算机10根据程序实时计算获得比例、积分、微分控制器参数，再通过通信线路将控制器参数传递给PLC9，当实际温度低于预设温度时，PLC9将此时的挤出机内的温度数据作为根据将控制信号传输给D/A11，D/A11将数字信号转化为模拟信号，然后将模拟信号传递给晶闸管13，并启动晶闸管13促使加热装置5进行加热，促使螺桶2内部温度达到预设温度，当实际温度高于预设温度时，PLC9将此时的挤出机内的温度数据作为根据将控制信号传输给D/A11，D/A11将数字信号转化为模拟信号，然后将模拟信号传递给变频器12，进而控制冷却水泵7将冷水通过冷水管6输入螺桶2内完成降温，从而完成对温度的控制，从而可以通过电加热和水泵冷却方式实现对挤出机螺桶2内的温度的精确控制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，包括两组结构相同的支架(1)，其特征在于：两组所述支架(1)之间设置有若干组结构相同的螺桶(2)，所述螺桶(2)的顶部设置有温度测量装置(3)，所述温度测量装置(3)均电性连接温度控制器(4)，所述螺桶(2)的底部均连接有冷水管(6)，所述冷水管(6)的另一端和冷却水泵(7)连接，所述螺桶(2)的内腔顶部设置有加热装置(5)，所述温度测量装置(3)电性输出连接把模拟量转换为数字量的A/D(8)，所述A/D(8)电性输出连接对温度信号进行集中处理的PLC(9)，所述PLC(9)双向电性连接根据程序实时计算获得比例、积分、微分控制器参数的工业控制计算机(10)，所述PLC(9)电性输出连接把数字量转换为模拟量的D/A(11)，所述D/A(11)分别电性输出连接可以改变频率的变频器(12)和起到导电开关作用的晶闸管(13)，所述变频器(12)电性输出连接起到提供冷却功能的冷却水泵(7)，所述晶闸管(13)电性输出连接对螺桶(2)进行加热的加热装置(5)。

2.根据权利要求1所述的一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，其特征在于：相邻两组所述螺桶(2)设置为螺接。

3.根据权利要求1所述的一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，其特征在于：所述温度控制器(4)包括PLC(9)、A/D(8)和D/A(11)。

4.根据权利要求1所述的一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，其特征在于：所述温度测量装置(3)包含多个温度传感器，且温度传感器均布在螺桶(2)的顶部表面，且温度传感器设置为热电偶温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种带有模糊自适应PID温度控制系统的色母粒挤出生产线，其特征在于：所述冷水管(6)和螺桶(2)、冷却水泵(7)的连接处均设置有密封胶圈。