ES2914703T3 - Procedimiento y sistema para controlar y/o regular una planta de producción equipada para la fabricación de material termoplástico - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar y/o regular una planta de producción establecida para la producción de material termoplástico, llevado a cabo por uno o más dispositivos, que comprende: - Registrar un valor de presión en la planta de producción; - Determinar un factor de corrección; - Determinar un flujo de volumen; - Determinar un valor estimado indicativo de la viscosidad basado, al menos en parte, en el valor de la presión detectada y basado, al menos en parte, en una dependencia de la temperatura de un comportamiento viscoso del termoplástico y del flujo volumétrico; y - Determinar un valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, al menos en parte, en función del factor de corrección, en el que el factor de corrección es indicativo de una condición del sistema, y en el que la condición del sistema está determinada, al menos en parte, por al menos un parámetro de producción predominante, en el que el factor de corrección corresponde al resultado de un cálculo estadístico, en el que el cálculo estadístico se basa en valores históricos para la relación entre el valor estimado indicativo de una viscosidad y una viscosidad real, y en el que se detecta una primera presión en una primera posición, - se detecta una segunda presión en una segunda posición, y - el valor de la presión corresponde a la diferencia entre la primera presión y la segunda presión, y en el que el procedimiento comprende además: - Comparación del valor de viscosidad determinado, que es indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, con un valor de viscosidad objetivo; - Determinar al menos una información de regulación basada, al menos en parte, en el resultado de la comparación; - La salida o la provocación de la salida de la información de regulación específica, en la que el control y/o la regulación de la planta de producción pueden llevarse a cabo sobre la base de la información de regulación específica; y - Control y/o regulación de la planta de producción, al menos parcialmente, en función de la información de regulación.
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento y sistema para controlar y/o regular una planta de producción equipada para la fabricación de material termoplástico
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento para controlar y/o regular una planta de producción establecida para la producción de material termoplástico. Además, la invención se refiere a un sistema que comprende un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.
Antecedentes de la invención
Un procedimiento usado a gran escala para la producción de policarbonato es el procedimiento de policarbonato fundido (SPC). El policarbonato, que se produce mediante el llamado procedimiento de transesterificación en fusión, también conocido como procedimiento de fusión, a partir de carbonatos orgánicos, como los carbonatos de diarilo, y bisfenoles sin el uso de disolventes adicionales en la fusión, está adquiriendo cada vez más importancia económica y es, por tanto, un material adecuado para muchos ámbitos de aplicación. La preparación de policarbonatos aromáticos mediante el procedimiento de transesterificación en fusión es bien conocida y se describe, por ejemplo, en “Schnell”, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers, Nueva York, Londres, Sydney 1964, en D.C. Prevorsek, B.T. Debona e Y. Kersten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Moristown, New Jersey 07960, “Synthesis of Poly(ester)carbonate Copolymers” en Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Vol. 19, 75-90 (1980), en D. Freitag, U. Grigo, P.R. Müller, N. Nouvertne, BAYER AG, “Polycarbonates” en Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. ll,Second Edition, 1988, páginas 648-718 y finalmente en Des. U. Grigo, K. Kircher y P.R. Müller “Polycarbonates” en Becker/Braun, Plastics Handbook, Volume 3/1,Polycarbonates, Polyacetals, Polyesters, Cellulose Esters, Carl HanserVerlag Munich, Viena 1992, páginas 117 299.
Al final del procedimiento de fabricación, el material termoplástico producido se suele granular para facilitar su uso como materia prima en posteriores operaciones de transformación.
Los policarbonatos pueden procesarse con todos los procedimientos habituales para los termoplásticos. La viscosidad del material que se va a procesar es de gran importancia, por ejemplo en el moldeo por inyección. Con el fin de producir un producto con propiedades adecuadas para dicho procedimiento de post-tratamiento y para obtener la calidad de producto requerida, se especifica un valor objetivo para la viscosidad durante la producción de policarbonato.
En la producción de termoplásticos como el policarbonato, la viscosidad real, es decir, la viscosidad real del plástico producido, puede ser influenciada, por un lado, mediante un procedimiento controlado y, por otro, mediante un procedimiento no controlado. Por ejemplo, las materias primas utilizadas en la fabricación pueden seleccionarse cuidadosamente por su efecto en la viscosidad del plástico, lo que supone un procedimiento controlado para influir en la viscosidad. Además, diversos factores no controlados pueden hacer que la viscosidad real cambie con el tiempo. Estos factores pueden ser parámetros asociados a la instalación de producción, como el desgaste, o factores difíciles de controlar, como el cambio de la temperatura ambiente en el lugar de producción con las estaciones. En particular, la viscosidad real del plástico producido puede cambiar durante el funcionamiento de la planta, por ejemplo, debido a variaciones en la calidad de los materiales de partida (proporción de impurezas, etc.), debido a variaciones en la proporción entre dos materiales de partida, por ejemplo DPC y BPA, y/o debido a variaciones en la regulación de la presión de los reactores individuales que contribuyen a la producción. Además, los cambios en el producto, así como los cambios de flujo y carga en el procedimiento, también pueden contribuir a los cambios en la viscosidad real del plástico producido.
Por esta razón, se supervisa la viscosidad real del plástico producido y se ajusta el control de la planta de producción en consecuencia.
Para llevar a cabo este seguimiento o control de la planta de producción, en los procedimientos de fabricación de tipo conocido, se toman muestras de la planta de producción durante la fabricación y en determinados intervalos de tiempo discretos, por ejemplo con una frecuencia de muestreo de 1h a 4h. Las muestras tomadas se analizan y evalúan a continuación. La evaluación proporciona por defecto una o más de las siguientes informaciones sobre la muestra: MVR (volumen de la fusión-caudal), MFI (índice de flujo de la fusión), número V (número de viscosidad), viscosidad de la solución, grado de ramificación o color (YI) y sobre todo el peso molecular. Esta información es indicativa del comportamiento viscoso de la muestra. Una cantidad obtenida mediante la evaluación de una muestra se denomina en lo sucesivo valor medido.
El análisis y la evaluación pueden llevarse a cabo, por ejemplo, mediante un método de medición descrito en el manual Thomas Mezger: Das Rheologie Handbook, 3° Impresión 2000, Vincentz Network GmbH & C, (pp.332) para poder determinar la viscosidad. Por ejemplo, el número V está relacionado con la viscosidad relativa medida para una concentración de polímero del 0,5% en cloruro de metileno. A su vez, el valor de MVR puede medirse para un material
altamente viscoso a 300°C con un peso de 1,2 kg en un aparato normalizado, por ejemplo, de acuerdo con la norma DIN EN ISO 1133-1. Además, se sabe que existe la siguiente relación entre el número V y el valor del MVR: MVR = a*(número V)b, en la que a y b son constantes reales relativas.
A continuación, para la evaluación de un valor medido del tipo mencionado al principio, los valores medidos se comparan de manera conocida con el valor establecido para la viscosidad, que fue predefinido en el contexto de una calidad de producto. A partir de los sucesivos muestreos, su evaluación y comparación, se puede valorar hasta qué punto es necesario ajustar el control de la planta de producción para acercar la viscosidad al valor objetivo.
La mayoría de los procedimientos de fabricación de termoplásticos como el policarbonato son continuos. En otras palabras, las instalaciones de producción funcionan en su mayoría de forma continua, especialmente para llevar a cabo la fabricación de forma económica. Dado que el muestreo descrito anteriormente y la evaluación de las propiedades del plástico producido se realizan selectivamente con un intervalo de tiempo correspondiente a un tiempo muerto, el control del sistema se ajusta selectivamente en consecuencia. Debido a la discrepancia entre el carácter continuo de la producción y el carácter discreto de las mediciones o el ajuste del control, con el tiempo surgen irregularidades en la viscosidad real del plástico producido. En última instancia, la calidad del producto se resiente y puede producirse una mayor cantidad de rechazos.
Además, al evaluar las muestras tomadas, es difícil tener en cuenta los factores asociados a la planta de producción que pueden influir en la viscosidad del plástico producido. Por lo general, en la evaluación sólo se tienen en cuenta factores conocidos, como la dependencia de la temperatura de la viscosidad. Esto da lugar a una discrepancia entre la viscosidad real y los valores medidos proporcionados por la evaluación.
Así, el documento US5412060A desvela un procedimiento para la producción de policarbonatos con una viscosidad relativa especialmente uniforme -también durante largos tiempos de producción y durante la puesta en marcha y la parada de la reacción continua- en el que se detectan los efectos de las perturbaciones en la cantidad de alimentación y en la concentración de los materiales de alimentación sobre el número V y se utilizan para regular la dosificación de los materiales de alimentación, teniendo en cuenta el retardo de tiempo entre la dosificación y el efecto de la dosificación sobre las variables medidas. Se trata de determinar la diferencia entre la predicción y la medición, por ejemplo en forma de una estadística porvarianza y media o una prueba de ruido blanco. En caso de que se produzcan desviaciones de los valores esperados, estas estadísticas se utilizan para ajustar la dinámica de estimación. Además, estas desviaciones se controlan para detectar fallos de funcionamiento.
Además, el documento US4425790A desvela un procedimiento y un aparato para la caracterización reológica de polímeros termoplásticos. En particular el documento US4425790A se ocupa de la medición continua en tiempo real de la viscosidad de los polímeros en una amplia gama de velocidades de cizallamiento, en la que se pueden predecir las propiedades de extrusión del polímero.
Sin embargo, se ha encontrado que los procedimientos del estado de la técnica son difíciles de manejar porque es difícil determinar directamente la viscosidad en una producción en marcha.
Para lograr el control de la planta de producción, se puede influir en la viscosidad de manera sencilla, por ejemplo, cambiando la presión (o el vacío) en los reactores para viscosidad. Además, se puede modificar la temperatura del reactor, el tiempo de permanencia y/o la proporción de reactivo.
Resumen de algunas realizaciones ejemplares
Partiendo de este estado de la técnica, es el objetivo de la invención proporcionar un procedimiento para controlar y/o regular una planta de producción establecida para la fabricación de material termoplástico, que evite o reduzca los problemas mencionados y que, en particular, permita minimizar las fluctuaciones en la calidad del producto.
Para el logro técnico de este objetivo, la invención propone un procedimiento para controlar y/o regular una planta de producción establecida para la producción de material termoplástico, que comprende:
• Registrar un valor de presión en la planta de producción;
• Determinar un valor estimado indicativo de una viscosidad basado, al menos en parte, en el valor de la presión detectada y basado, al menos en parte, en una dependencia de la temperatura de un comportamiento viscoso del termoplástico así como en un caudal volumétrico; y
• Determinar un valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, al menos en parte, en función de un factor de corrección, en el que el factor de corrección es indicativo de una condición de la planta, y en el que la condición de la planta está determinada, al menos en parte, por al menos un parámetro de producción predominante.
El estado de la línea de producción puede cambiar, por ejemplo, debido al cambio de tipos de producto con diferentes puntos de ajuste de la viscosidad y una fase de transición inherente al cambio. Además, los sensores pueden cambiar con el tiempo y tener un desfase, que luego continuaría en la predicción de la viscosidad. La medición del flujo volumétrico también puede mostrar desviaciones. El ensuciamiento y/o las obstrucciones pueden producirse en el mezclador estático, pero también en otras partes del sistema y, por tanto, modificar el estado del sistema de producción (por ejemplo, cambio en la pérdida de presión, cambio en la transferencia de calor).
La corrección de acuerdo con la invención permite una reacción rápida al cambio de la condición de la planta, de modo que se minimizan las fluctuaciones en la calidad del producto.
En un aspecto, la invención se basa en la constatación de que mediante la determinación de un valor estimado indicativo de una viscosidad, basado al menos en parte en el valor de presión registrado en la planta de producción, se puede llevar a cabo un registro puntual o ininterrumpido de la viscosidad del plástico producido. En otras palabras, la viscosidad del plástico producido puede determinarse sin tiempo muerto, es decir, de forma continua. Como resultado, el control de la línea de producción puede ajustarse continuamente de acuerdo con un valor objetivo de viscosidad establecido. Así, la viscosidad real del plástico producido se mantiene cerca del punto de ajuste en todo momento, de modo que se mejora la calidad general del producto.
Esto también ofrece la posibilidad de detectar perturbaciones inesperadas que puedan ocurrir durante el procedimiento de fabricación y que afecten a la viscosidad del plástico producido, y emprender un ajuste adecuado del control de la planta de producción. El resultado es un menor número de rechazos, por lo que generalmente se consigue una mayor calidad del producto.
En segundo lugar, la invención se basa en la constatación de que la consideración del factor de corrección KF ofrece mejores posibilidades para las operaciones de cambio de producto. Diferentes productos fabricados consecutivamente en la misma línea de producción como parte de un procedimiento de cambio de producto pueden tener diferentes propiedades. Estas diferencias, especialmente las diferencias en el comportamiento viscoso de los distintos productos, pueden tenerse en cuenta en el factor de corrección. De este modo, al cambiar el factor de corrección, se puede tener en cuenta un cambio en el plástico fabricado y continuar con la determinación de la viscosidad adaptada al plástico fabricado actualmente sin más esfuerzo.
Los cambios en el estado de la planta de producción, como los cambios en las condiciones de la planta de producción debido al ensuciamiento o las desviaciones de los sensores (desplazamiento) o el flujo de volumen, así como los procedimientos de cambio de producto, pueden ser mapeados por el factor de corrección, de modo que se pueda realizar un ajuste del estado de la planta rápidamente y los productos puedan ser producidos con las especificaciones deseadas y con influencias negativas minimizadas en la calidad de los productos.
En el contexto de la presente invención, el término planta de producción se entiende, en particular, como plantas que son una disposición de al menos un dispositivo, en las que cada uno de los al menos un dispositivo adaptado para cooperar, al menos en parte, en la producción de materiales termoplásticos. En particular, se trata de instalaciones de producción en el sentido de la invención que están adaptadas para producir policarbonato en etapas con respecto a la temperatura y la presión. Las temperaturas pueden fijarse en etapas que van de 150°C a 400°C, en las que un tiempo de permanencia en cada etapa que oscila entre 15 minutos y 5 horas, y las presiones en cada etapa pueden oscilar entre 1000 y 0,01 mbar. De manera particularmente preferente, la temperatura aumenta de una etapa a otra y la presión disminuye de una etapa a otra.
La planta de producción puede comprender al menos uno o más dispositivos adaptados para contribuir a un procedimiento de producción de un material termoplástico. Dicho dispositivo puede ser y/o incluir, por ejemplo, uno o más de los siguientes:
Sensor de presión;
Sistema de alimentación de las materias primas utilizadas para producir el plástico;
Sistema de mezcla de materias primas;
Catalizador;
Planta de polimerización;
Condensador;
Bomba de vacío;
Sistema de transmisión;
Un reactor adaptado para ajustar la viscosidad de un material plástico; y
• Mezclador estático.
Los mezcladores estáticos se utilizan generalmente en el entorno del procedimiento descrito para añadir aditivos a la corriente principal, generalmente para lograr la dispersión en el caso de la multifase o la mezcla de diferentes componentes, o para mejorar la transferencia de calor. Éstas pueden ser diseñadas adecuadamente por el experto sobre la base del estado de la técnica, por ejemplo de acuerdo con una de los documentos US4062524, DE2532355, US6394644, EP1617980 o EP2255947. El tiempo de permanencia está comprendido entre 1 y 600 segundos, preferentemente entre 10 y 100 segundos y, particularmente, entre 20 y 60 segundos. La inserción de un mezclador estático va acompañada de una pérdida de presión a lo largo de su longitud.
La presión en la planta de producción se detecta preferentemente mediante medios para detectar una presión, en los que se puede detectar una presión individualmente o en varias posiciones de la planta de producción. Al detectar una presión en varias posiciones de la línea de producción, se pueden hacer comparaciones para obtener, por ejemplo, información sobre una caída de presión, como un valor de presión diferencial. En particular, el valor de la presión diferencial puede corresponder a una diferencia entre una primera presión detectada en una primera posición, por ejemplo aguas arriba de un mezclador estático de la línea de producción, y una segunda presión detectada en una segunda posición, por ejemplo aguas abajo del mezclador estático.
La diferencia de presión puede registrarse en particular a través del mezclador estático. Para ello, el mezclador estático puede arrastrar una resistencia al flujo debido a la estructura de los internos utilizados para la dispersión. Esto crea una diferencia de presión o una pérdida de presión a lo largo del mezclador estático, que puede caracterizarse por un valor de presión. El mezclador estático se encuentra preferentemente en la planta de producción a continuación de un reactor para viscosidad y a continuación de una bomba de descarga.
A los efectos de la presente invención, el término valor de presión se entiende como un valor indicativo de una presión o una diferencia de presión (por ejemplo, valor de presión diferencial) en la planta de producción. Puede ser un valor absoluto o un valor relativo.
Un valor relativo, como un valor de presión diferencial, puede resultar de una diferencia entre un valor preestablecido y un valor actual. Asimismo, un valor de presión diferencial puede ser el resultado de una diferencia entre un valor determinado y anotado en el curso de una adquisición realizada previamente y un valor actual. Aquí, el término valor de presión se entiende, en particular, como una diferencia entre una presión registrada antes de un dispositivo de la planta de producción y una presión registrada después de este dispositivo. Por consiguiente, dicho valor de presión corresponde a una diferencia de presión entre la entrada y la salida del dispositivo en cuestión. Si el dispositivo en cuestión está situado entre dos etapas adyacentes en la línea de producción, entonces dicho valor de presión corresponde a una caída de presión entre las dos etapas. En lo sucesivo, el valor de la presión se designa como D m ess .
Se entiende que el valor estimado antes mencionado, que es indicativo de una viscosidad, es una cantidad que resulta de una evaluación o una conversión del valor de presión D mess previamente registrado en el contexto de la determinación referida. Por ejemplo, para convertir el valor de presión detectado D m ess , se puede realizar un cálculo utilizando una relación de correlación entre la presión y la viscosidad. Para ello se puede utilizar, por ejemplo, la llamada ley de Hagen-Poiseuill, que permite considerar una dependencia de la temperatura del comportamiento viscoso del termoplástico en cuestión seleccionando los parámetros adecuados. En lo que sigue, para simplificar, el valor estimado indicativo de una viscosidad se denota por V g .
Se ha demostrado que dicha correlación teórica no puede representar el procedimiento por sí sola, es decir, puede haber discrepancias entre los valores de viscosidad determinados mediante la correlación y las mediciones de laboratorio. Es preferente utilizar una actualización del sesgo para rastrear los valores del laboratorio, de modo que también se pueda registrar cualquier cambio en la correlación a lo largo del tiempo. De este modo, se minimiza la desviación entre la predicción y la medición en el laboratorio.
De acuerdo con la presente invención, un valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del material termoplástico se determina, al menos en parte, en función de un factor de corrección. Para simplificar la comprensión, este valor de viscosidad se denomina Vkf en lo sucesivo. Vkf se determina, por ejemplo, a partir del valor estimado Vg y teniendo en cuenta un factor de corrección KF. Dado que el factor de corrección para una condición de la planta es indicativo, y la condición de la planta está determinada, al menos en parte, por al menos un parámetro de producción predominante, los factores de perturbación asociados a la planta de producción pueden ser tenidos en cuenta en el factor de corrección. Así, la Vkf corresponde a una viscosidad más cercana a la viscosidad real del plástico fabricado que, por ejemplo, la V g .
En una primera realización del procedimiento, el factor de corrección KF corresponde al resultado de un cálculo basado en la estadística, en el que el cálculo estadístico se basa en valores históricos para la relación entre el valor estimado V g indicativo de una viscosidad y una viscosidad medida en laboratorio V labor . Esto permite, por un lado, tener en cuenta los factores asociados a la planta de producción y, por otro, los factores de perturbación que no se pueden prever al calcular el valor de la viscosidad Vkf.
En una primera constelación, la viscosidad Vkf se determina con el factor de corrección KF por la diferencia entre la viscosidad V labor medida en el laboratorio y el valor estimado V g , es decir, con KF = V labor - V g , y una cierta propiedad
de la muestra tomada, que es linealmente proporcional a la pérdida de presión a través del mezclador estático (por ejemplo, el número V). Esta constelación lleva a que el factor de corrección KF pueda expresarse de forma ventajosa mediante una dependencia lineal (a Vlabory Vg). Vg puede expresarse en esta constelación mediante una dependencia lineal utilizando parámetros de ajuste constantes d1, d2, d3.
En otra constelación, una propiedad de la muestra tomada es inversamente proporcional a la diferencia de presión a través del mezclador estático (por ejemplo, MVR). Aquí se elige la relación KF = 1/Vlabor-1/Vg para expresar el factor de corrección KF mediante una dependencia lineal de 1/Vlabor y 1/Vg. 1/Vg puede expresarse en esta constelación mediante una dependencia lineal utilizando parámetros de ajuste constantes d1, d2, d3.
En otra constelación, una propiedad de la muestra tomada es inversamente proporcional a la diferencia de presión a través del mezclador estático (por ejemplo, MVR). Aquí se elige la relación KF = (Vlabor/a)Al/b-(Vg/a)Al/b para expresar entonces el factor de corrección KF mediante una dependencia lineal de (Vlabor/a)Al/b y (Vg/a)Al/b con las constantes a y b. (Vg/a)A1/b puede expresarse en esta constelación mediante una dependencia lineal utilizando parámetros de ajuste constantes dl, d2, d3.
Se entiende por viscosidad de laboratorio, en particular, los resultados de al menos una prueba de laboratorio que somete a análisis muestras tomadas de la planta de producción. Así, dicha viscosidad de laboratorio corresponde a una viscosidad medida directamente de un plástico producido por la planta de producción. En lo sucesivo, dicha viscosidad se designa como Vlabor. Además, se filtra cualquier ruido en los valores de laboratorio y en los sensores de la planta para reducir esta influencia en el cálculo del factor de corrección KF.
Por ejemplo, un valor histórico es indicativo de una relación entre el valor estimado Vg y la viscosidad de laboratorio Vlabor. Por ejemplo, un valor histórico corresponde a cualquier discrepancia entre un comportamiento viscoso medido directamente y uno estimado por cálculo teórico. Al acumular una cantidad de tales valores históricos a lo largo del tiempo, se puede reproducir una historia de esta relación. Posteriormente, este curso puede evaluarse mediante un cálculo estadístico para tenerlo en cuenta, por ejemplo, en el factor de corrección para el cálculo del valor de la viscosidad Vkf.
En otra realización del procedimiento, el al menos un parámetro de producción predominante es indicativo de uno o más de los siguientes valores característicos i) a iii):
1. i) Temperatura del plástico;
2. (ii) la presión; y
3. iii) Rendimiento de la planta de producción.
Esto significa que los cambios en estos parámetros de producción o la influencia de estos parámetros individuales de producción pueden tenerse en cuenta en el cálculo del valor de viscosidad Vkf mediante el factor de corrección.
En este caso, el valor de viscosidad Vkf se calcula preferentemente de la siguiente manera, en la que se relacionan la temperatura T, la diferencia de presión medida Dmessy el flujo de volumen S a través de la instalación. A continuación, la viscosidad VkF se normaliza a la temperatura de las mediciones de laboratorio (Tlabor).
Para una constelación en la que la viscosidad es proporcional a la pérdida de presión a través del mezclador estático (por ejemplo, número V), resulta la siguiente relación
[Vkf(T)] = [f(T)/S]*[(Dmess*dl) d2] d3 KF
Para una constelación en la que la viscosidad es inversamente proporcional a la pérdida de presión a través del mezclador estático (por ejemplo, MVR), resulta lo siguiente
[1/Vkf(T)] = [f(T)/S]*[(DmeSs*dl) d2] d3 KF,
En una constelación en la que la viscosidad se determina mediante una dependencia no lineal en la forma V ~a*(Dmess)Ab a la pérdida de presión Dmess a través del mezclador estático, resulta lo siguiente con las constantes a y b
[VKF(T)/a]A(1/b) = [f(T)/S]*[(Dmess*d l) d2] d3 KF
Aquí, d1, d2 y d3 son constantes asociadas al plástico fabricado. Estas constantes (valores numéricos) por lo general resultan de un ajuste de parámetros de acuerdo con el procedimiento de mínimos cuadrados entre los valores de laboratorio y los datos de funcionamiento, inicialmente sin el valor KF. Por lo tanto, los valores numéricos exactos son específicos de la planta y/o del producto.
f(T) es la corrección de la temperatura y puede expresarse como sigue:
f ( T ) = e x p ( - T ) / e x p ( - T i a b o r ) ,
en la que se supone preferentemente una temperatura de Tlabor=300°C.
El factor de corrección KF resulta entonces de un ajuste durante el funcionamiento (actualización del sesgo).
En otra realización del procedimiento, los valores históricos son indicativos del estado de la planta y de un tipo de material termoplástico. Por ejemplo, los valores históricos registrados anteriormente se basan, al menos en parte, en el estado de la planta y en un tipo de termoplástico. Esto permite tener en cuenta el tipo de plástico que se produce en la actualidad para calcular el Vkf. Dado que los distintos tipos de plástico por lo general tienen un comportamiento viscoso diferente, el cálculo da como resultado un valor de Vkf que se asemeja o corresponde más a Vreal.
En otra realización del procedimiento, los valores históricos son el resultado de una medición en serie. Por medición en serie se entiende aquí la repetición de un muestreo y la medición de la viscosidad de la muestra durante un determinado período de tiempo y con ciertos intervalos de tiempo. De este modo, se conservan una serie de valores históricos. El cálculo estadístico basado en los valores históricos proporciona entonces la evolución de la relación entre Vg y Vlabor a lo largo del tiempo de medición de la serie.
La medición en serie puede realizarse una vez, por ejemplo. Sin embargo, es preferente repetir la medición en serie para tener en cuenta una relación lo más actualizada posible entre Vg y Vlabor al calcular el vkf. Para ello, por ejemplo, se pueden tomar de 3 a 12 muestras diarias en la planta de producción durante el transcurso del día. Aquí, el primer tipo de un plástico se define por al menos una de las siguientes cantidades: El peso molecular, la ramificación de las cadenas poliméricas del plástico, la viscosidad de la solución, el color (YI) y/o la tasa de flujo de volumen de fusión (MVR) o el índice de flujo de fusión (MFI). Se entiende que puede haber diferentes tipos de un plástico.
En otra realización del procedimiento, el procedimiento comprende además los siguientes pasos:
• Comparación del valor de viscosidad determinado, que es indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, con un valor de viscosidad objetivo;
• Determinar al menos una información de regulación basada, al menos en parte, en el resultado de la comparación; y
• La salida o la provocación de la salida de la información de regulación específica, en la que el control y/o la regulación de la planta de producción pueden llevarse a cabo basándose en la información de regulación específica.
Por un lado, esto proporciona una información que refleja la viscosidad del plástico producido de forma puntual, y por otro lado, permite adaptar el control de la planta de producción al comportamiento de la viscosidad del plástico producido respecto a una viscosidad a alcanzar.
Basándose en la información obtenida, se puede llevar a cabo una intervención de control sensible, por ejemplo cambiando la presión en uno o más de los reactores para viscosidad.
El término valor de viscosidad objetivo se entiende como un valor que se ha definido de antemano, por ejemplo, como parte de un perfil de requisitos para la producción. El valor de la viscosidad objetivo puede variar de un tipo de plástico a otro. En lo sucesivo, el valor de la viscosidad objetivo se denomina Vsoll.
El resultado de la comparación entre el valor de viscosidad Vkf, que es indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, y el valor de viscosidad objetivo puede proporcionar un valor de diferencia absoluta o un valor dentro de un intervalo de tolerancia alrededor del valor de viscosidad objetivo.
La información de regulación es preferentemente indicativa de uno de los parámetros de producción anteriores. La información de regulación corresponde a un valor que debe alcanzarse para uno o varios de estos parámetros de producción con el fin de obtener en el futuro un valor de viscosidad Vkf lo más cercano posible al valor de viscosidad objetivo Vsoll.
En otra realización del procedimiento, la planta de producción es controlada y/o regulada, al menos parcialmente, en función de la información de regulación. Esto da lugar a un circuito de regulación que permite tener en cuenta al menos el tipo de plástico producido y la condición del sistema para una aproximación de la viscosidad del plástico producido al valor de viscosidad objetivo.
En el contexto de la presente invención, el término regulación se entiende como un procedimiento de acuerdo con la norma DIN IEC 60050-351, en el que una variable, la variable regulada, se registra continuamente, se compara con otra variable, la variable de referencia, y se influye en el sentido de un ajuste de la variable de referencia. Un rasgo característico de la regulación es la secuencia de acción en circuito cerrado en la que la variable regulada influye continuamente en la trayectoria de acción de un circuito de regulación. Un control o dirección, por otro lado, solo incluye configurar una variable proporcionada de acuerdo con el control, sin que esta variable se influya continuamente
La variable regulada es el valor de la presión Dmess, que se registra en la planta de producción. Además, la variable de referencia es el valor de viscosidad objetivo Vsoll. La comparación para la regulación se realiza, como se ha descrito anteriormente, entre el valor de viscosidad Vkf calculado a partir del valor de presión Dmess y el valor de viscosidad objetivo Vsoll.
En otra realización del procedimiento, el procedimiento forma un circuito de regulación y se ejecuta de forma continua o discreta a intervalos de tiempo predeterminados durante la producción de un material termoplástico.
La discrepancia entre el carácter continuo del procedimiento de fabricación y el carácter discreto del muestreo para las pruebas de laboratorio descrito al principio puede compensarse mediante un flujo continuo de la regulación. De este modo, se evitan los llamados tiempos muertos del tipo mencionado al principio y se pueden utilizar dispositivos con un tiempo de reacción corto en la planta de producción. Además, las desviaciones entre la viscosidad del plástico producido y el valor de viscosidad objetivo Vsoll pueden compensarse rápidamente.
En otra realización del procedimiento, el mismo comprende además la etapa de:
• Cambio de producto del termoplástico producido por la línea de producción de un primer tipo de termoplástico a otro tipo de termoplástico, en la que el circuito de regulación continúa su funcionamiento.
Así, el tipo de dos plásticos diferentes producidos consecutivamente por la línea de producción puede ser tenido en cuenta al regular. Manteniendo el circuito de regulación en funcionamiento, es decir, cambiando entre dos factores de corrección, cada uno de ellos en función del tipo de plástico, se reduce o minimiza la aparición de productos B y/o rechazos durante el cambio de producto.
En otra realización del procedimiento, el factor de corrección para determinar el valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico después del cambio de producto se basa en valores históricos que son al menos parcialmente indicativos del tipo adicional de termoplástico. El factor de corrección KF puede calcularse a partir de valores históricos mediante un filtro de Kalman, un filtro de mediana o un elemento de retardo de orden n (PTn). De este modo, no sólo se tienen en cuenta las propiedades del plástico conocidas por la literatura, por ejemplo, sino también los componentes relacionados con las condiciones de la planta y/o de la producción. Como resultado, se puede mejorar la calidad del producto.
El objetivo de acuerdo con la invención se logra además mediante un dispositivo que está configurado para ejecutar y/o controlar uno o más de los procedimientos descritos anteriormente, o que comprende medios respectivos para ejecutar y/o controlar los pasos de uno o más de los procedimientos descritos anteriormente.
Los medios del dispositivo de acuerdo con la presente invención pueden comprender componentes de hardware y/o software. Por ejemplo, los medios pueden comprender al menos una memoria que contenga instrucciones de programa de un programa de ordenador y al menos un procesador adaptado para ejecutar las instrucciones de programa de la al menos una memoria. En consecuencia, de acuerdo con la presente invención, también se pretende entender como desvelado un dispositivo que comprende al menos un procesador y al menos una memoria con instrucciones de programa, en el que la al menos una memoria y las instrucciones de programa están dispuestas, junto con el al menos un procesador, para hacer que el módulo de salida y el módulo sensor, respectivamente, ejecuten y/o controlen el procedimiento de acuerdo con el primer aspecto y el segundo aspecto de la invención, respectivamente.
Alternativa o adicionalmente, los medios del dispositivo pueden comprender además uno o más sensores y/o una o más interfaces de comunicación.
Por interfaz de comunicación se entiende, por ejemplo, una interfaz de comunicación inalámbrica y/o una interfaz de comunicación por cable.
Una interfaz de comunicación inalámbrica es, por ejemplo, una interfaz de comunicación de acuerdo con una técnica de comunicación inalámbrica. Un ejemplo de tecnología de comunicación inalámbrica es una tecnología de red de radio local como la identificación por radiofrecuencia (RFID) y/o la comunicación de campo cercano (NFC) y/o Bluetooth (por ejemplo, Bluetooth versión 2.1 y/o 4.0) y/o la red de área local inalámbrica (WLAN). La RFID y la n Fc , por ejemplo, se especifican de acuerdo con las normas ISO 18000, 11784/11785 y las normas ISO/IEC 14443-A y 15693. La WLAN, por ejemplo, se especifica en las normas de la familia IEEE 802.11. Otro ejemplo de tecnología de comunicación inalámbrica es una tecnología de red de radio supralocal, como una tecnología de radio móvil, por ejemplo el Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM) y/o el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) y/o la Evolución a Largo Plazo (LTE). Las especificaciones GSM, UMTS y LTE son mantenidas y desarrolladas por el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP).
Por ejemplo, una interfaz de comunicación por cable es una interfaz de comunicación de acuerdo con una técnica de comunicación por cable. Ejemplos de una tecnología de comunicación por cable son una red de área local (LAN) y/o un sistema de bus, por ejemplo un bus de red de área de controlador (bus CAN) y/o un bus serie universal (USB). El bus CAN, por ejemplo, se especifica de acuerdo con la norma ISO 11898. LAN se especifica en las normas de la familia IEEE 802.3, por ejemplo. Se entiende que el módulo de salida y/o el módulo sensor pueden comprender también otros medios no enumerados.
Se desvela además de acuerdo con la presente invención un programa de ordenador que comprende instrucciones de programa adaptadas para hacer que un dispositivo ejecute y/o controle el procedimiento de acuerdo con el primer y/o segundo aspecto o el sistema de acuerdo con la presente invención cuando el programa de ordenador es ejecutado por un procesador.
Además, se desvela un medio de almacenamiento legible por ordenador que contiene un programa informático de acuerdo con la presente invención. Un medio de almacenamiento legible por ordenador puede ser, por ejemplo, un medio de almacenamiento magnético, eléctrico, electromagnético, óptico y/o de otro tipo. Dicho medio de almacenamiento legible por ordenador es preferentemente tangible (es decir, “tocable”), por ejemplo, está diseñado como un dispositivo de soporte de datos. Este dispositivo portador de datos es, por ejemplo, portátil o está instalado permanentemente en un dispositivo. Entre los ejemplos de dicho dispositivo de almacenamiento de datos se encuentran la memoria de acceso aleatorio (RAM) volátil o no volátil, como la memoria flash NOR, o la memoria de acceso secuencial, como la memoria flash NAND, y/o la memoria de acceso de sólo lectura (ROM) o de lecturaescritura. Por legible por ordenador debe entenderse, por ejemplo, que el medio de almacenamiento puede ser leído y/o escrito por un ordenador o un dispositivo servidor, por ejemplo por un procesador.
En el contexto de la presente invención, el término control se entiende generalmente como la influencia sobre uno o más parámetros de producción a través de uno o más dispositivos. Este control se compone de una regulación o regulado en función del resultado de una comparación entre un valor real y un valor de consigna, en la que, por ejemplo, un parámetro de producción controlado influye a su vez en una iteración posterior del parámetro de producción así regulados. En el presente caso, se hace una comparación entre Vkf y Vsoll.
El dispositivo puede ser una instalación de producción completa o al menos una parte de una instalación de producción. Otros equipos que contribuyen a la producción de materiales termoplásticos también pueden considerarse o incluirse como dispositivos en el sentido de la presente invención.
En una primera realización del dispositivo, se proporciona un reactor para viscosidad. La ventaja de esto es, por ejemplo, que dicho reactor para viscosidad puede incluirse en el circuito de regulación descrito anteriormente. En consecuencia, la viscosidad del plástico producido puede ajustarse mediante una regulación o regulado del reactor para viscosidad En particular, se puede influir en la viscosidad ajustando la presión, o más precisamente el vacío, en el reactor de alta viscosidad.
En este caso, el mezclador estático, mediante el cual se determina la diferencia de presión, se dispone preferentemente aguas abajo de la bomba de descarga y a la salida del reactor para viscosidad.
Por reactor para viscosidad se entiende, en particular, un reactor configurado para influir selectivamente en la viscosidad del plástico producido, por ejemplo, influyendo en la presión del reactor. Por ejemplo, se utilizan reactores de disco. Éstas se mezclan y tienen la misión de crear una gran superficie, de modo que la masa viscosa es prácticamente arrastrada como una película. Esto puede hacer que los disolventes se evaporen, por ejemplo. La viscosidad aumenta al aumentar la longitud del reactor/el tiempo de reacción.
La viscosidad cambia con el tiempo de residencia. Se puede utilizar más de un reactor, diseñado para diferentes viscosidades o intervalos de viscosidad.
La tarea de acuerdo con la invención se resuelve además mediante un sistema que comprende uno o más dispositivos que en conjunto están diseñados y/o configurados para llevar a cabo una o más de las etapas del procedimiento descritas anteriormente. El sistema comprende, por ejemplo, medios de detección para detectar un valor de presión en la planta de producción, medios de determinación para determinar un valor estimado indicativo de una viscosidad, en los que la determinación basada al menos en parte en el valor de presión detectado y al menos en parte en una dependencia de la temperatura de un comportamiento viscoso del material termoplástico, y medios de determinación
para determinar un valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, en los que la determinación se basa al menos en parte en un factor de corrección indicativo de una condición de la planta, y en los que la condición de la planta se determina al menos en parte por al menos un parámetro de producción predominante. En una primera realización del sistema, se proporcionan medios de entrada para introducir valores históricos y/o introducir un valor de viscosidad objetivo. Esto permite tener en cuenta valores históricos y/o un valor de viscosidad objetivo al controlar y/o regular uno o más dispositivos del sistema que no son generados por el propio sistema o que no están ya almacenados en el mismo.
Dicha entrada es de particular importancia práctica para el establecimiento de un valor de viscosidad objetivo previamente desconocido por el sistema, por ejemplo para la producción de un nuevo plástico.
En otra realización del sistema, se proporcionan medios de determinación para determinar al menos una información de regulación, en los que la determinación basada en el resultado de una comparación entre el valor de viscosidad determinado indicativo del comportamiento viscoso del material termoplástico y un valor de viscosidad objetivo. Los medios de determinación pueden ser, por ejemplo, un medio de almacenamiento legible por ordenador o un medio del dispositivo de acuerdo con la descripción anterior.
En otra realización del sistema, se proporcionan medios de salida para emitir al menos una pieza particular de información de regulación. Esto permite la comunicación entre los dispositivos del sistema que participan en un circuito de regulación. Así, por ejemplo, la información de regulación puede ser determinada en primer lugar por un medio de determinación, luego ser emitida por el medio de salida, y después ser transmitida a un dispositivo de regulación. En otra realización del sistema, se proporciona un dispositivo de regulación dispuesto para realizar el control y/o la regulación de uno o más dispositivos, en el que el control y/o la regulación se basan, al menos en parte, en la al menos una pieza particular de información de regulación.
Se entiende por dispositivo de regulación, en particular, un dispositivo dispuesto en un circuito de regulación para la conexión entre al menos un medio de detección de un valor de presión y al menos un dispositivo de control de al menos un dispositivo del sistema. Preferentemente, dicho dispositivo de control está configurado para influir en un parámetro de producción, por ejemplo una presión. En este caso, el dispositivo de regulación puede tener y/o comprender medios para calcular un valor estimado de la viscosidad Vg, medios para calcular un valor de viscosidad Vkf, medios para almacenar una viscosidad real medida Vlabor, medios para almacenar valores históricos y al menos un valor de viscosidad objetivo Vsoll, medios para comparar al menos dos de estos valores entre sí, así como medios para transmitir información entre los medios para detectar un valor de presión y el dispositivo de control.
Breve descripción de las figuras
Estas muestran
Figura 1 una realización de un procedimiento para controlar y/o regular una planta de producción establecida para la producción de material termoplástico en una representación esquemática; y Figura 2 una representación esquemática de un sistema para llevar a cabo el procedimiento de la Fig. 1. Descripción detallada de algunas realizaciones ejemplares
La Fig. 1 muestra una representación esquemática de una realización de un procedimiento para controlar y/o regular una planta de producción establecida para la producción de material termoplástico. A continuación, los pasos del procedimiento mostrado se designan con números romanos para facilitar la comprensión. En la Fig. 1 se muestran los siguientes pasos:
1. I: Registrar un valor de presión Dmess;
2. II: Determinar un factor de corrección f(T), determinar un flujo de volumen S;
3. III: Determinar un valor de viscosidad estimado Vg(T);
4. IV: Determinar los valores históricos a partir de una comparación entre Vg(T) y Vlabor;
5. V: Determinar un valor de viscosidad Vkf(T) en función de f(T),Dmess, el caudal volumétrico S y el factor de corrección KF;
6. VI: Comparación entre Vkf(T) y Vsoll;
7. VII: Determinar una información de regulación RI en función del resultado de la comparación; y
8. VIII: Influir, por ejemplo, en la presión del dispositivo en función de la RI.
Las etapas I a VIII se llevan a cabo una tras otra en el orden indicado.
Un paso más, indicado L en la Fig. 1, corresponde a la determinación de la viscosidad de laboratorio Viabor por muestreo puntual y medición directa de la viscosidad de las muestras tomadas.
En el primer paso I, se mide una primera presión aguas arriba de un dispositivo de la planta de producción y una segunda presión aguas abajo de este dispositivo en el curso de la planta de producción. Se calcula la diferencia entre la primera presión y la segunda, a partir de la cual se determina el valor de la presión Dmess. Así, Dmess corresponde a una diferencia de presión que existe entre la entrada y la salida del dispositivo.
En el segundo paso II, se determina la corrección de temperatura f(T) así como el flujo de volumen S.
En el tercer paso III, el valor de la presión Dmess se incluye en una relación de correlación Hagen-Poiseuill entre la presión y la viscosidad y bajo la consideración de una dependencia de la temperatura. Esto da como resultado el valor estimado Vg(T), que es indicativo de una viscosidad, y depende de la temperatura T.
[0095] En el cuarto paso IV, se realiza una comparación entre el valor Vg(T) resultante del paso II y la viscosidad Vlabor determinada en el paso L. Esto determina una relación entre la viscosidad real, medida directamente, del plástico fabricado y la viscosidad calculada, estimada. Esta proporción se imprime en valores históricos y se utiliza en el paso siguiente.
En el quinto paso V, se determina un valor de viscosidad Vkf(T) utilizando el valor de presión Dmess medido en el paso I, la corrección de temperatura f(T) determinada en el paso II y el flujo volumétrico S.
Para un procedimiento de medición en el que la viscosidad es proporcional a la pérdida de presión a través del mezclador estático (por ejemplo, el número V), resulta la siguiente relación
[ V k f ( T ) ] = [ f ( T ) / S ] * [ (D m e s s * d 1 ) d 2 ] d 3 K F
Para un procedimiento de medición en el que la viscosidad es inversamente proporcional a la pérdida de presión a través del mezclador estático (por ejemplo, MVR), se obtiene lo siguiente
[1/V kf(T)] = [f(T)/S]*[(Dmess*dl) d2] d3 KF]
Para una medición en la que la viscosidad se determina mediante una dependencia no lineal en la forma V ~a*(Dmess)Ab a la pérdida de presión Dmess a través del mezclador estático, resulta lo siguiente con las constantes a y b
|YKF(T)/a]A<1/b> - [f(T)/S]*[(Dmess*dl) 62 ] d3 KF
Aquí, d1, d2 y d3 son constantes que dependen del plástico producido. Estas constantes (valores numéricos) en general resultan de un ajuste de parámetros de acuerdo con el procedimiento de mínimos cuadrados entre los valores de laboratorio y los datos de funcionamiento, inicialmente sin el factor de corrección KF. Por lo tanto, los valores numéricos exactos son específicos de la planta y/o del producto.
En el sexto paso VI, el valor VKF(T) determinado en el paso anterior se compara con un valor de viscosidad objetivo Vsoll. Vsoll es una serie de valores, cada uno de los cuales corresponde a una viscosidad para una temperatura determinada. Así se realiza la comparación entre el valor Vkf para una temperatura Tiy el valor de la viscosidad objetivo para la misma temperatura Ti. El resultado de la comparación se expresa mediante un valor relativo cuyo signo positivo o negativo depende de una diferencia entre Vkf(Ti ) y Vsoll(Ti) y cuya cantidad absoluta es igual a la cantidad absoluta de esta diferencia.
En el séptimo paso VII, se determina una información de regulación RI basada en el resultado de la comparación del paso VI. En este caso, la información de regulación es la información sobre una presión que debe ajustarse en el dispositivo de la línea de producción para reducir o mantener constante la diferencia entre Vkf(T I) y Vsoll(T1) cuando ésta corresponde al valor deseado. La mayoría de las veces se regula la presión, pero también se pueden adaptar la temperatura y el caudal.
El dispositivo es el dispositivo antes o después del cual se midieron la primera presión y la segunda presión en el paso 1.
En el octavo paso VIII, la información de regulación RI del paso VII se utiliza para controlar y/o regular (por ejemplo, ajustar) el dispositivo, afectando así a la presión del mismo. Preferentemente, el dispositivo es un reactor para viscosidad.
La Fig. 2 muestra una representación esquemática de una realización de un sistema 2 para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la Fig. 1. El sistema 2 comprende un mezclador estático 4, que forma parte de una línea de producción 6 y está preparado para producir un material termoplástico. Además, el sistema 2 comprende medios para detectar un valor de presión, en este caso en forma de un sensor de presión 8, un medio de almacenamiento, en este caso en forma de un soporte de datos 10 y una unidad informática 12.
Los respectivos componentes del sistema están conectados a través de enlaces de comunicación, que se muestran esquemáticamente en la Fig. 2 con la ayuda de flechas anchas y punteadas.
Cuando se produce un termoplástico, el plástico pasa por el mezclador estático 4. Esto provoca una pérdida de presión entre la entrada del mezclador estático 4 y la salida del mismo.
Un sensor de presión 8 está configurado para detectar dos presiones, por ejemplo mediante dos sensores. En la Fig. 2, el sensor de presión 8 detecta una primera presión D1 a la entrada del mezclador estático 4 y una segunda presión D2 a la salida del mezclador estático 4. El sensor de presión 8 tiene una unidad de procesamiento (no mostrada en la Fig. 2) que calcula la diferencia D m ess =D- i -D2.
El sensor de presión 8 dispone de medios de comunicación que están dispuestos tanto para la conexión de comunicación con la unidad informática 12 como para la conexión de comunicación con el soporte de datos 10. Así, por un lado, los valores de D mess obtenidos en el curso de las sucesivas mediciones de presión se almacenan en el soporte de datos 10, y por otro lado, los respectivos valores actuales de D mess se transmiten a la unidad informática 12.
El soporte de datos 10 almacena los valores de viscosidad objetivo V soll , cada uno de los cuales corresponde a un valor de viscosidad objetivo para una temperatura específica, las temperaturas y los valores de rendimiento S medidos y transmitidos desde la planta de producción 6 por medios adecuados (no dibujados explícitamente aquí) y las viscosidades reales V labor medidas directamente en el laboratorio, cada una a una temperatura específica. El soporte de datos 10 está conectado a la unidad informática 12 a través de un enlace de comunicación recíproca, de modo que la información puede transmitirse tanto desde el soporte de datos 10 a la unidad informática 12 como desde la unidad informática 12 al soporte de datos 10.
La unidad informática 12 tiene un medio de almacenamiento e instrucciones de programa almacenadas y ejecutables en el medio de almacenamiento. Las instrucciones del programa están escritas aquí en un programa común y cada una de ellas está destinada a realizar un cálculo.
Sobre la base de un valor de presión D mess transmitido desde el sensor de presión 8, una temperatura T1 también transmitida desde el soporte de datos 10, y un rendimiento S transmitido desde el soporte de datos 10 y un valor de viscosidad objetivo V soll transmitido desde el soporte de datos 10, la unidad informática 12 realiza un cálculo mediante una primera instrucción de programa, que proporciona un valor estimado y dependiente de la temperatura V g (T- i ). La unidad informática 12 también calcula, mediante otra instrucción de programa y sobre la base de un valor V labor transmitido desde el soporte de datos 10, una diferencia, como se ha descrito anteriormente, entre el valor V g (T- i ) previamente calculado y el valor V labor . Esta diferencia forma un valor histórico que se almacena junto con otros valores históricos en la memoria de datos 10 como factor de corrección KF.
Utilizando una pluralidad de valores históricos y mediante otra instrucción de programa, la unidad informática 12 calcula un factor de corrección f(T- i ). A continuación, la unidad informática 12 calcula un valor de viscosidad Vkf(T-i) corregido por el factor de corrección KF mediante otra instrucción de programa y teniendo en cuenta el valor de presión D mess transmitido desde el sensor de presión 8. Sobre la base de Vkf(T-i) y, por un lado, teniendo en cuenta las posibilidades que ofrece el dispositivo de control 14 para ajustar el reactor para viscosidad 16 y, por otro lado, teniendo en cuenta las posibilidades que son posibles para influir en la presión, la unidad informática 12 determina una información de regulación RI mediante otra instrucción de programa.
La información de regulación RI se transmite entonces a un dispositivo de control y/o regulación 14 dispuesto para controlar un reactor para viscosidad 16. El reactor para viscosidad está dispuesto en la planta de producción 6 antes del mezclador estático 4 y está preparado para influir en el comportamiento viscoso del plástico. El dispositivo de regulación 14 ajusta el reactor para viscosidad 16 de acuerdo con la información de regulación RI. Como resultado, el comportamiento viscoso del plástico se ve influenciado en función de la información de regulación RI, de modo que cuando el plástico pasa posteriormente por el mezclador estático 4, se modifica la diferencia entre la presión a la entrada del mezclador estático 4 y la presión a la salida del mezclador estático 4.
De este modo, el sistema forma un circuito de regulación que ayuda a reducir las fluctuaciones de la calidad del producto.
Las realizaciones/formas ejemplares descritas en esta especificación están destinadas a entenderse divulgadas tanto individualmente como en cualquier combinación entre sí. En particular, la descripción de una característica englobada en una realización -salvo que se indique explícitamente lo contrario- no debe entenderse aquí como que la característica es indispensable o esencial para la función de la realización. La secuencia de los pasos del procedimiento descritos en esta especificación en los diagramas de flujo individuales no es obligatoria; son concebibles secuencias alternativas de los pasos del procedimiento dentro del alcance de la invención reivindicada.
Los ejemplos de realizaciones mostrados y descritos en las figuras son meramente a efectos de explicar la invención y no son limitantes de la misma.
Lista de referencias
2 Sistema
4 Mezclador estático
6 Instalación de producción
8 Sensor de presión
10 Soporte de datos
12 Unidad informática
14 Dispositivo de control y/o regulación 16 Reactor para viscosidad
18 Sensor de temperatura
Claims (12)
1. Procedimiento para controlar y/o regular una planta de producción establecida para la producción de material termoplástico, llevado a cabo por uno o más dispositivos, que comprende:
- Registrar un valor de presión en la planta de producción;
- Determinar un factor de corrección;
- Determinar un flujo de volumen;
- Determinar un valor estimado indicativo de la viscosidad basado, al menos en parte, en el valor de la presión detectada y basado, al menos en parte, en una dependencia de la temperatura de un comportamiento viscoso del termoplástico y del flujo volumétrico; y
- Determinar un valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, al menos en parte, en función del factor de corrección, en el que el factor de corrección es indicativo de una condición del sistema, y en el que la condición del sistema está determinada, al menos en parte, por al menos un parámetro de producción predominante, en el que el factor de corrección corresponde al resultado de un cálculo estadístico, en el que el cálculo estadístico se basa en valores históricos para la relación entre el valor estimado indicativo de una viscosidad y una viscosidad real, y en el que se detecta una primera presión en una primera posición, - se detecta una segunda presión en una segunda posición, y
- el valor de la presión corresponde a la diferencia entre la primera presión y la segunda presión, y en el que el procedimiento comprende además:
- Comparación del valor de viscosidad determinado, que es indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, con un valor de viscosidad objetivo;
- Determinar al menos una información de regulación basada, al menos en parte, en el resultado de la comparación;
- La salida o la provocación de la salida de la información de regulación específica, en la que el control y/o la regulación de la planta de producción pueden llevarse a cabo sobre la base de la información de regulación específica; y
- Control y/o regulación de la planta de producción, al menos parcialmente, en función de la información de regulación.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el al menos un parámetro de producción predominante es indicativo de uno o más de los siguientes valores característicos i) a iii):
i) Temperatura del plástico;
(ii) la presión; y
iii) Flujo de volumen a través de la planta de producción.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que los valores históricos son indicativos del estado de la planta y de un tipo de resina termoplástica.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3
en el que los valores históricos son el resultado de una medición en serie.
5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
- en el que el procedimiento forma un circuito de regulación y se ejecuta de forma continua o discreta a intervalos de tiempo predeterminados durante la producción de un termoplástico.
6. Procedimiento de la reivindicación 5, que comprende además:
- Cambio de producto del termoplástico producido por la planta de producción de un primer tipo de termoplástico a otro tipo de termoplástico, en el que el circuito de regulación continúa, en el que el factor de corrección para determinar el valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico después del cambio de producto se basa en valores históricos que son al menos parcialmente indicativos del otro tipo de termoplástico.
7. Sistema que comprende al menos un dispositivo que en conjunto está diseñado y/o configurado para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 para controlar y/o regular una planta de producción (6) configurada para la producción de material termoplástico,
- en el que los medios de detección (8) están previstos para detectar un valor de presión en la planta de producción (6),
caracterizado porque
- los medios de determinación (12) están previstos para determinar un valor estimado indicativo de una viscosidad, en los que dicha determinación basada al menos en parte en el valor de presión detectado y al menos en parte en una dependencia de la temperatura de un comportamiento viscoso del material termoplástico, y - los medios de determinación (12) están previstos para determinar un valor de viscosidad indicativo del comportamiento viscoso del termoplástico, en los que dicha determinación basada al menos en parte en un factor de corrección indicativo de una condición de la planta, y en los que dicha condición de la planta determinada al menos en parte por al menos un parámetro de producción predominante,
y el factor de corrección corresponde al resultado de un cálculo estadístico, en el que el cálculo estadístico basado en valores históricos para la relación entre el valor estimado indicativo de una viscosidad y una viscosidad real.
8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque
- el al menos un dispositivo es un mezclador estático (4),
- los medios de detección (8) están dispuestos para detectar una primera presión en una primera posición dispuesta aguas arriba del mezclador estático y una segunda presión en una segunda posición dispuesta aguas abajo del mezclador estático (4), y
- el valor de la presión corresponde a la diferencia entre la primera presión y la segunda.
9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque
se proporcionan medios de entrada para introducir valores históricos y/o introducir un valor de viscosidad objetivo.
10. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9,
caracterizado porque
se proporcionan medios de determinación (12) para determinar al menos una información de regulación (RI), en el que dicha determinación basada en el resultado de una comparación entre el valor de viscosidad determinado indicativo del comportamiento viscoso del material termoplástico con un valor de viscosidad objetivo, y
se proporcionan medios de salida para emitir la al menos una información de regulación específica (RI).
11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10,
caracterizado porque
se proporciona un dispositivo de control (14) que está dispuesto para llevar a cabo el control y/o la regulación de uno o más dispositivos (4), en el que el control y/o la regulación se basa al menos en parte en la al menos una información de regulación específica (RI).
12. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11,
caracterizado porque,
- el sistema comprende un reactor para viscosidad (16),
- el reactor para viscosidad (16) está adaptado para influir en el comportamiento viscoso del material termoplástico, y - el dispositivo de control (14) está configurado para controlar y/o regular el reactor para viscosidad (16).
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