DD250798A5

DD250798A5 - DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF A SCREW PRESSURE IN THE PROCESSING OF PLASTICS

Info

Publication number: DD250798A5
Application number: DD86296481A
Authority: DD
Inventors: Varga; Erdoedi; Szervanszky
Original assignee: Hiradatechnikai Gepgyar,Hu
Priority date: 1985-11-21
Filing date: 1986-11-20
Publication date: 1987-10-21
Also published as: HUT41677A; HU194091B; PL262518A1; SU1471939A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Schneckenstrangpresse bei der Verarbeitung von Kunststoffen. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass zwecks Erhoehung der Zuverlaessigkeit der Regelung und Gewaehrleistung der Bedingungen zur Sicherung der gewuenschten Qualitaet des Endproduktes der Ausgang der Regeleinheit mit einem ersten Komparator verbunden ist, weiter eine Probenahmeeinheit vorgesehen ist, die ein der Temperatur des Sektors entsprechendes Signal empfaengt und mit einem zweiten Komparator verbunden ist, wobei der erste Komparator und der zweite Komparator einem gesteuerten Schalter zugefuehrt sind, dessen Ausgang einem Fehlsignalgenerator zugefuehrt ist. Beim Verfahren wird aufgrund der Temperatur eines Sektors der Schneckenstrangpresse ein Istwertsignal erzeugt und mit einem Sollwertsignal verglichen und aufgrund des Vergleichs ein Eingriffsignal zur Veraenderung der Temperatur des Sektors erzeugt, wobei jedem Sektor ein Sollwertsignal nach einer vorbestimmten Temperaturverteilung und ein Istwertsignal zugeordnet sind. Fig. 1The invention relates to an apparatus and a method for controlling the temperature of a screw extruder in the processing of plastics. The device is designed so that in order to increase the reliability of the control and Gewaehrleistung the conditions to secure the desired quality of the final product, the output of the control unit is connected to a first comparator, further a sampling unit is provided which receives a signal corresponding to the temperature of the sector and connected to a second comparator, wherein the first comparator and the second comparator are fed to a controlled switch, the output of which is fed to a false signal generator. In the method, due to the temperature of a sector of the screw extruder an actual value signal is generated and compared with a setpoint signal and generated based on the comparison of an intervention signal for changing the temperature of the sector, each sector, a setpoint signal according to a predetermined temperature distribution and an actual value signal are assigned. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Schneckenstrangpresse bei der Verarbeitung von Kunststoffen, wobei eine Regelung zur Einstellung der Temperatur eines Sektors einer Schneckenstrangpresse durch einen Leistungsschalter vorgesehen ist. Die Regelung wird im allgemeinen in jedem Sektor verwirklicht.The invention relates to a device and a method for controlling the temperature of a screw extruder in the processing of plastics, wherein a control for adjusting the temperature of a sector of a screw extruder is provided by a circuit breaker. The regulation is generally implemented in each sector.

Characteristic of the known state of the art

Bei der Verarbeitung von Kunststoffen bildet die Verwendung von Schneckenstrangpressen eine herkömmliche Technologie. Bei diesen Anlagen sind sowohl die Temperatur als auch der Druck in den einzelnen Sektoren mit relativ hoher Genauigkeit einzuhalten. Dazu wurden verschiedene Temperaturregelungen erarbeitet, welche im allgemeinen auf einfache Weise ausführbar sind. Die Schneckenstrangpresse ist in mehrere Sektoren unterteilt, worin die Temperatur nach einem vorbekannten Ablauf (mit einer vorgegebenen räumlichen Verteilung) einzustellen ist.In the processing of plastics, the use of screw extruders forms a conventional technology. In these systems, both the temperature and the pressure in the individual sectors with relatively high accuracy are observed. For this purpose, various temperature controls have been developed, which are generally feasible in a simple manner. The screw extruder is divided into several sectors, wherein the temperature is to be set according to a previously known procedure (with a given spatial distribution).

Zur Gewährleistung der Temperaturregelung sind mehrere Anlagen bekannt, wie zum Beispiel die in den US-Patentschriften 4326255 und 4290986 dargestellten Anordnungen, welche zur effektiven Regelung der Temperatur eingesetzt werden können. Das Problem der Temperaturregelung besteht darin, daß bei einem Schaden sowohl am Regelsystem als auch an den damit verbundenen Eingriffseinheiten eine Verschlechterung der Qualität des Endproduktes eintritt, da Gegenmaßnahmen nur mit einer Verzögerung getroffen werden können. Das Personal kann aufgrund der Beobachtung der Qualität des Endproduktes und der Anzeige der Meßgeräte die Veränderung der Arbeitsbedingungen nur mit einer Verzögerung vornehmen, und in dieser Zeit geht eine bedeutende Menge des Kunststoffes verloren, welche zur Erzeugung eines Endproduktes mit der erwünschten Qualität nicht geeignet ist.To ensure temperature control, several systems are known, such as the arrangements shown in US Pat. Nos. 4,326,255 and 4,290,986, which can be used to effectively control the temperature. The problem of temperature control is that damage to both the control system and the associated engagement units results in a deterioration in the quality of the final product, since countermeasures can only be taken with a delay. Personnel can, due to the observation of the quality of the final product and the indication of the measuring instruments, make the change in working conditions only with a delay, during which time a significant amount of the plastic is lost, which is not suitable for producing a final product of the desired quality.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Verluste an Kunststoff zu vermeiden.The aim of the invention is to avoid the losses of plastic.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung wurde die Aufgabe gestellt, eine Temperaturregelung zu erarbeiten, die bei effektiver Regelung derTemperatur die Möglichkeit bietet, beim Schadhaftwerden der Regelung ein Fehlersignal zu erzeugen und dadurch die Bedingungen zur schnellen Verbesserung der Fehler zu schaffen.The object of the invention is to provide a temperature control which, when the temperature is effectively controlled, affords the possibility of generating an error signal when the control is damaged, thereby creating the conditions for the rapid improvement of the faults.

Zu Lösung der gestellten Aufgaben wurde eine Vorrichtung zur Regelung derTemperatur einer Schneckenstrangpresse bei der Verarbeitung von Kunststoffen erarbeitet, die jedem Sektor einer Schneckenstrangpresse angeordnet eine Regeleinheit zur Einstellung derTemperatur eines Sektors durch einen Leistungsschalter enthält, wobei erfindungsgemäß der Ausgang der Regeleinheit mit einem ersten Komparator verbunden ist, weiter eine Probenahmeeinheit vorgesehen ist, die ein derTemperatur des Sektors entsprechendes Signal empfängt und ei nenzweiten Komparator zuführt, wobei der erste Komparator und der zweite Komparator mit einem gesteuerten Schalter verbunden sind, dessen Ausgang ein Fehlersignal abgibt oder einem Fehlersignalgenerator zugeführt ist.To achieve the objects set, a device for controlling the temperature of a screw extruder in the processing of plastics has been developed, which contains a control unit for adjusting the temperature of a sector by a circuit breaker, arranged according to the invention, the output of the control unit is connected to a first comparator arranged each sector of a screw extruder , further comprising a sampling unit which receives a signal corresponding to the temperature of the sector and supplies a second-wide comparator, the first comparator and the second comparator being connected to a controlled switch whose output emits an error signal or is supplied to an error signal generator.

Das Inbetrachtziehen des Schadhaftwerdens der Temperaturerfassung wird ermöglicht, wenn die Vorrichtung einen das der Temperatur des Sektors entsprechende Signal empfangenden dritten Komparator enthält, wobei zwischen der Probenahmeeinheit und dem zweiten Komparator ein das derTemperatur des Sektors entsprechende Signal mit dem Ausgangssignal der Probennahmeeinheit summierender Summierer vorgesehen ist, und der Ausgang des dritten Komparators und der Ausgang des gesteuerten Schalters einem ersten ODER-Gatter zugeführt sind. Eine vorteilhafte Ausführung des vorgeschlagenen Temperaturreglers ist dadurch erreicht, daß der erste und der zweite Komparator mit zwei gesteuerten Schaltern parallel angeordneten UND-Gattern verbunden sind, deren Ausgänge einem zweiten ODER-Gatter und durch dieses mit einem Eingang des ersten ODER-Gatters verbunden sind. Die Zuverlässigkeit der Regelung bei einer Schneckenstrangpresse kann bedeutend erhöht werden, wenn der Fehlersignalgenerator mit weiteren gesteuerten Schaltern verbunden ist, die den Sektoren der Presse entsprechen, wobei vorteilhaft zwischen dem Fehlersignalgenerator und jedem gesteuerten Schalter je ein erstes ODER-Gatter vorgesehen ist. Gleichfalls zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein Verfahren erarbeitet, wobei aufgrund der Temperatur eines Sektors der Schneckenstrangpresse ein Istwertsignal erzeugt und mit einem Solwertsignal verglichen wird, und aufgrund des Vergleichsein Eingriffsignal zur Veränderung derTemperatur des Sektors erzeugt wird, wobei jedem Sektor ein Sollwertsignal nach einer vorbestimmten Temperaturverteilung und ein Istwertsignal angeordnet sind, und erfindungsgemäß wichtig ist, daß ein Pegelbereich für das Eingriffsignal bestimmt wird, das Eingriffsignal mit dem Pegelbereich verglichen wird, vom Istwertsignal eine Probe genommen wird, der Probenahme entsprechend ein Speichersignal erzeugt und zyklisch mit dem Istwertsignal bei der Bestimmung ihres Unterschieds verglichen wird, und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn das Eingriffsignal aus dem Pegelbereich herausfällt, der Unterschied einen vorbestimmten Pegel überschreitet und/oder bei maximalem oder minimalem erlaubtem Pegel des Ei η griff sign a Is der Unterschi ed die Unwirksamkeit der Regelung anzeigt. Vorteilhaft wird es vorgeschlagen, daß dem Istwertsignal ein Pegelbereich zugeordnet wird, das Istwertsignal mit dem Pegelbereich verglichen wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, falls das Istwertsignal außerhalb des Pegelbereiches liegt.The consideration of the damage detection of the temperature detection is made possible when the device comprises a third comparator receiving the signal corresponding to the temperature of the sector, wherein a signal corresponding to the temperature of the sector is provided with the output signal of the sampling unit summing the totalizer between the sampling unit and the second comparator, and the output of the third comparator and the output of the controlled switch are supplied to a first OR gate. An advantageous embodiment of the proposed temperature controller is achieved in that the first and the second comparator with two controlled switches are connected in parallel AND gates whose outputs are connected to a second OR gate and through this to an input of the first OR gate. The reliability of control in a screw extruder can be significantly increased if the error signal generator is connected to other controlled switches corresponding to the sectors of the press, advantageously each having a first OR gate between the error signal generator and each controlled switch. Also, in order to achieve the object, a method has been devised wherein, due to the temperature of a sector of the screw extruder, an actual value signal is generated and compared with a solver signal and, on the basis of the comparison, an intervention signal for varying the temperature of the sector is generated, each sector having a set point signal after a predetermined one Temperature distribution and an actual value signal are arranged, and according to the invention it is important that a level range for the intervention signal is determined, the intervention signal is compared with the level range, a sample is taken from the actual value signal, the sample accordingly generates a memory signal and cyclically with the actual value signal in the determination their difference is compared, and an error signal is generated when the engagement signal falls out of the level range, the difference exceeds a predetermined level and / or at maximum or minimum allowed level of the egg η handle sign a Is the difference indicates the ineffectiveness of the regulation. It is advantageously proposed that the actual value signal is assigned a level range, the actual value signal is compared with the level range, and an error signal is generated if the actual value signal lies outside the level range.

embodiment

Die Erfindung wird nachstehend anhand von beispielsweise dargestellten Ausführungen, mit Hinweis auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments, with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:

Fig. 1: das Schema der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Temperaturregelung; und Fig. 2: das Schaltbild einer vorteilhaften Verwirklichung des gesteuerten Schalters der vorgeschlagenen Vorrichtung.Fig. 1: the scheme of the device according to the invention for temperature control; and Fig. 2 is the circuit diagram of an advantageous implementation of the controlled switch of the proposed device.

Der erfindungsgemäße Temperaturregler (Fig. 1) ist mit einem Thermometer S4 eines Sektors H einer Schneckenstrangpresse verbunden, dessen Ausgangssignal B, das den Istwert der Temperatur vertritt, in einem Summierer S mit einem Signal A summiert wird. Das Signal A stellt den Sollwert derTemperatur dar und das summierte (dem TemperaturunterschiedThe temperature controller according to the invention (FIG. 1) is connected to a thermometer S4 of a sector H of a screw extruder whose output signal B, which represents the actual value of the temperature, is summed with a signal A in a summer S. The signal A represents the set point of the temperature and the summed (the temperature difference

entsprechende) Signal wird einer elektronischen Regeleinheit S1 zugeführt. Ein Ausgang der letzteren leitet ein Signal C einerseits einem Leistungsschalter S 2 und über diesen einer Regeleinheit S 3, andererseits einem ersten Komparator M 2 zu. Das dem Istwert entsprechende Signal wird weiterhin durch eine Probeentnahmeeinheit M 1 — die mit einem Speicher versehen ist — einem weiteren Summierer M7 zugeführt, der außerhalb das dem Istwert entsprechende Signal empfängt. Der Ausgang des weiteren Summierers M7 ist einem zweiten Komparator M 3 zugeführt. Die Ausgänge des ersten und des zweiten Komparators M2undM3sindmit einem gesteuerten Schalter M 6 verbunden. Der Ausgang des gesteuerten Schalters gibt entweder ein Fehlersignal ab oder ist an einen Fehlersignalgenerator D angeschlossen. Es ist zweckmäßig, auch einen dritten Komparator M 4 vorzusehen, der das dem Istwert entsprechende Signal empfängt und mit einem Eingang eines ODER-Gatters M 5 verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des gesteuerten Schalters M 6 verbunden ist und dessen Ausgang an den Fehlersignalgenerator D angeschlossen ist. Die Komparatoren M 2; M 3; M 4 weisen — in der Zeichnung nicht angedeutete — Referenzeingänge auf, wodurch die Bedingungen der Komparation — nötigenfalls auch durch Verwendung einer zentralen Steuereinheit — eingestellt werden können.corresponding) signal is fed to an electronic control unit S1. An output of the latter conducts a signal C on the one hand to a power switch S 2 and via this to a control unit S 3, on the other hand to a first comparator M 2. The signal corresponding to the actual value is further supplied by a sampling unit M 1 - which is provided with a memory - a further summer M7, which receives outside the signal corresponding to the actual value. The output of the further summer M7 is fed to a second comparator M3. The outputs of the first and second comparators M2 and M3 are connected to a controlled switch M 6. The output of the controlled switch either outputs an error signal or is connected to an error signal generator D. It is expedient to provide a third comparator M 4, which receives the signal corresponding to the actual value and is connected to an input of an OR gate M 5 whose other input is connected to the output of the controlled switch M 6 and its output to the Error signal generator D is connected. The comparators M 2; M 3; M 4 have - not indicated in the drawing - reference inputs, whereby the conditions of the comparison - if necessary, by using a central control unit - can be adjusted.

Eine vorteilhafte Ausführung des gesteuerten Schalters M 6 ist in Fig.2 zu sehen. Der invertierende Ausgang des ersten Komparators M 2 und der nichtinvertierende Ausgang des zweiten Komparators M 3 sind mit einem ersten UND-Gatter E, die weiteren Ausgänge derselben Komparatoren sind mit einem anderen UND-Gatter E verbunden, wobei die Ausgänge beider UND-Gatter E einem zweiten ODER-Gatter V zugeführt sind.An advantageous embodiment of the controlled switch M 6 can be seen in Fig.2. The inverting output of the first comparator M 2 and the non-inverting output of the second comparator M 3 are connected to a first AND gate E, the other outputs of the same comparators are connected to another AND gate E, the outputs of both AND gates E a second OR gate V are supplied.

Die vorgeschlagene Vorrichtung der Temperaturregelung arbeitet auf folgende Weise.The proposed device of temperature control operates in the following manner.

Die Temperatur des Sektors H wird durch das Thermometer S4 gemessen und ein entsprechendes Ausgangssignal B erzeugt. · Das Ausgangssignal B entspricht entweder dem Istwert der Temperatur oder weist einen Pegel auf, der eindeutig das Schadhaftwerden des Thermometers S4 anzeigt. Im letzten Fall ist der Pegel des Signals B entweder 0 oder sehr hoch. Aufgrund dessen kann der dritte Komparator M4 ein Ausgangssignal erzeugen, das durch das ODER-Gatter M 5 die Erzeugung eines Fehlersignals bewirkt.The temperature of the sector H is measured by the thermometer S4 and generates a corresponding output signal B. The output signal B either corresponds to the actual value of the temperature or has a level which clearly indicates the failure of the thermometer S4. In the latter case, the level of signal B is either 0 or very high. Due to this, the third comparator M4 can generate an output signal which causes the generation of an error signal by the OR gate M5.

Arbeitet das Thermometer richtig, so wird das Signal B periodisch durch die Probenentnahmeeinheit M1 getestet. Im Summierer M 7 entsteht ei η Signal,das dem Unterschied des in der Probenentnahmeeinheit Μ 1 vorübergehend gespeisten Signals und des Signals B entspricht und das Vorzeichen des Unterschieds feststellt. So kann die Richtung der Temperaturänderung (der Temperaturgradient) bestimmt werden. Der erste Komparator M 2 empfängt ein Signal C, das der Intensität der Temperaturregelung entspricht. Das Signal C bewirkt auf herkömmliche Regelungsweise die Erhöhung oder die Verminderung der Temperatur des Sektors H. Jedoch bei einem Schadhaftwerden der Eingriffseinheiten der Regelung kann es vorkommen, daß die Aufheizung oder die Kühlung des Sektors unmöglich wird. In diesem Falle ist die Intensität der Regelung maximal, jedoch nimmt die Temperaturänderung einen Wert an, der eindeutig den Mangel der effektiven Regelung anzeigt. In diesem Fall bewirkt der gesteuerte Schalter M 6 die Ausgabe des Fehlersignals. Das gleiche erfolgt, wenn eine der Einheiten des Regelsystems beschädigt wird.If the thermometer is operating correctly, the signal B is periodically tested by the sampling unit M1. In the summer M 7, a signal η is produced which corresponds to the difference between the signal temporarily fed in the sampling unit Μ 1 and the signal B and determines the sign of the difference. Thus, the direction of the temperature change (the temperature gradient) can be determined. The first comparator M 2 receives a signal C corresponding to the intensity of the temperature control. The signal C causes, in a conventional manner, the increase or decrease of the temperature of the sector H. However, in the case of a malfunctioning of the intervention units of the regulation, it may happen that the heating or the cooling of the sector becomes impossible. In this case, the intensity of the control is maximum, but the temperature change assumes a value clearly indicating the lack of effective control. In this case, the controlled switch M 6 causes the output of the error signal. The same happens when one of the units of the control system is damaged.

Der zweite Komparator M 3 kann auch zur Erzeugung eines Ausgangssignals vorbereitet werden, wenn die Veränderung der Temperatur zu schnell erfolgt.The second comparator M 3 may also be prepared to generate an output signal when the change in temperature is too fast.

Derart kann eine Temperaturregelung in jedem Sektor der Schneckenstrangpresse vorgenommen werden. Es ist noch zu bemerken, daß das Prinzip der Erfindung auch bei der Regelung weiterer Parameter einsetzbar ist, daher kann ein solcher Regler zur Änderung des Druckes, des Durchflusses usw. verwendet werden. Der Fehlersignalgenerator D kann auch mit dem ODER-Gatter M 5 identifiziert werden, jedoch ist es vorteilhaft, einen solchen Fehlersignalgenerator D zu verwenden, der mit mehreren ODER-Gattern M 5 entsprechend weiteren zu regelnden Parametern und/oder Sektoren verbunden ist und einen Stromkreis enthält, der das auszugebende Fehlersignal mit der Information ergänzt, bei welchem Fühler der Fehler erfaßt wurde.Such a temperature control can be made in each sector of the screw extruder. It should also be noted that the principle of the invention can also be used in the regulation of further parameters, therefore, such a regulator for changing the pressure, the flow, etc. can be used. The error signal generator D can also be identified with the OR gate M 5, but it is advantageous to use such an error signal generator D, which is connected to a plurality of OR gates M 5 according to other parameters and / or sectors to be controlled and contains a circuit which supplements the error signal to be output with the information at which sensor the error was detected.

Claims

T. Apparatus for controlling the temperature of a screw extruder in the processing of plastics, which contains a control unit for adjusting the temperature of a sector of a screw extruder by a circuit breaker, characterized in that the output of the control unit (S 1) with a first comparator (M 2 Further, a sampling unit (M 1) is provided which receives a signal corresponding to the temperature of the sector (H) and supplies it to a second comparator (M 3), the first comparator (M 2) and the second comparator (M 3) are connected to a controlled switch (M 6) whose output emits an error signal or an error signal generator (D) is supplied.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it contains a the temperature of the sector (H) corresponding signal receiving third comparator (M 4), wherein between the sampling unit (M 1) and the second comparator (M3) one of the Temperature of the sector (H) corresponding signal with the output signal of the sampling unit summing summer (M7) is provided, and that the output of the third comparator (M4) and the output of the controlled switch (M 6) a first OR gate (M 5) are fed.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first and the second comparator (M2, M3) with two in the controlled switch (M6) arranged in parallel AND gates (E) are connected, whose outputs with a second OR Gate (V) and are connected by this to an input of the first OR gate (M 5).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the error signal generator (D) with further controlled switches (M6) is connected, which are connected to the other sectors (H) of the screw extruder.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that between the error signal generator (D) and each controlled switch (M 6) depending on a first OR gate (M 5) is provided.

A process for controlling the temperature of a screw extruder in the processing of plastics, wherein due to the temperature of a sector of the screw extruder an actual value signal is generated and compared with a setpoint signal, and on the basis of the comparison an intervention signal for varying the temperature of the sector is generated, each sector a setpoint signal according to a predetermined temperature distribution and an actual value signal are assigned, characterized in that a level range for the intervention signal is determined, the intervention signal is compared with the level range, a sample is taken from the actual value signal, the sample accordingly generates a memory signal and cyclically with the actual value signal is compared in the determination of their difference, and an error signal is generated when the intervention signal falls out of the level range, the difference exceeds a predetermined level and / or at maximum or minimum erla ubtem level of the intervention signal the difference indicates the inefficiency of the regulation.

7. The method according to claim 6, characterized in that the actual value signal, a level range is assigned, the actual value signal is compared with the level range and an error signal is generated if the actual value signal is outside the level range.